Заземления и заземляющие устройства

Поражение электрическим током возможно не только при непосредственном прикосновении к частям электроустановок, находящимся под напряжением, но и при соприкосновении с теми частями электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие повреждения или неисправности изоляции фаз. Для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током принимается ряд защитных мер (ограждают части электроустановки, находящиеся под напряжением, соблюдают определенную ширину проходов, осуществляют защитное заземление).

Защитное заземление — это преднамеренное соединение с землей металлических частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов измерительных трансформаторов). Оно обеспечивается созданием между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или корпус электроприемников наличие такого соединения снижает ток до значения, при котором он не угрожает жизни и здоровью, поскольку электрическое сопротивление человеческого тела во много раз больше, чем металлического проводника, соединенного с землей.

Заземления этого вида применяют во всех сетях с изолированной нейтралью, а также в сетях выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних токи однофазного замыкания проходят через землю и вызывают отключение аварийного участка.

В установках 220 и 380 В с заземленной нейтралью трансформаторов или генераторов применяется система, при которой защитные проводники соединены с заземленной нейтралью. Наличие такого соединения превращает замыкание токоведущих частей на заземленные части установки в короткое замыкание, вследствие чего происходит отключение аварийного участка автоматом или предохранителем. Эта система, называемая занулением, предназначена для обеспечения отключения участка сети, на котором произошло замыкание находящихся под напряжением проводников на зануление части установки.

В электроустановках может быть и другое заземление, необходимое по условиям эксплуатации, например заземление разрядников, нейтралей трансформаторов и др. В отличие от защитного такое заземление называют рабочим.

Правила устройства электроустановок требуют заземлять металлические нетоковедущие части электроустановок и оборудования при напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока во всех производственных помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках. Электроустановки во взрывоопасных помещениях подлежат заземлению при всех напряжениях переменного и постоянного тока. Заземление выполняют присоединением соответствующих частей электроустановки к заложенным в грунт электродам заземления, образующим так называемый заземлитель. Металлические проводники, соединяющие заземляемые части установки с заземлителями, называют заземляющими проводниками, а совокупность заземлителя и заземляющих проводников — заземляющим устройством. Контур заземления представляет собой ряд вбитых в землю вертикальных заземлителей, соединенных стальными полосами, и может быть внутренним и наружным.

Заземлители разделяют на естественные и искусственные. В качестве естественных заземлителей служат, например, стальные конструкции зданий и сооружений, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, обсадные трубы. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей, поскольку алюминий в земле подвергается усиленной коррозии.

Искусственные заземлители разделяют на вертикальные и горизонтальные. Вбитые в землю стальные трубы (некондиционные) или угловая сталь, а также ввернутые в землю стальные стержни являются вертикальными заземлителями, а проложенные в земле стальные полосы или круглая сталь — горизонтальными искусственными заземлителями, играющими роль самостоятельных элементов заземления или служащими для связи друг с другом вертикальных заземлителей.

Разновидностью горизонтальных служат углубленные заземлители, состоящие из круглой или полосовой стали, которую укладывают на дно котлована под ленточные фундаменты зданий и основания колонн и опор. При монтаже таких заземлителей не нужны земляные работы и возможна их предварительная заготовка. При их укладке на большой глубине используют грунты большой электрической проводимости и менее подверженные сезонным изменениям. Применение углубленных заземлителей определяется проектом. В последнее время широкое внедрение получил метод использования стальной арматуры железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений в качестве основных заземлителей.

В качестве заземляющих проводников могут использоваться естественные проводники: металлические конструкции зданий (фермы, колонны); металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников); стальные трубы электропроводов; металлические (алюминиевые) оболочки кабелей (но не броня).

Во взрывоопасных помещениях применяют специально проложенные проводники заземления. Естественные проводники рассматриваются как дополнительная мера защиты.

Все конструкции для выполнения заземления (электроды, полосы, крепежные детали, детали для присоединений) изготовляют на заводах и в мастерских монтажных организаций.