Исскуственные заземлители в машиностроении

При использовании искусственных заземлителей вначале выбирают материал, тип и размеры заземлителей. Чаще всего применяют уголковые или трубчатые металлические электроды, размещаемые в земле вертикально и соединяемые горизонтальной металлической полосой.

Схематическое изображение заземлителей:
а — трубчатый стержневой, б — уголковый

Сопротивление одного заземлителя и соединительной полосы определяется по подходящим для их типов формулам. Общее сопротивление вертикальных электродов (Ом):

(2.20)

Необходимое количество вертикальных электродов

(2.21)

где ηв — коэффициент использования вертикальных заземлителей.

Если вертикальные электроды (заземлители) расположены в ряд, то величина ηв при n = 2 составляет 0,91; при n = 4 — 0,83; при n = 6 — 0,77; при n = 10 — 0,74; при n = 20 — 0,67.

Если вертикальные электроды расположены по контуру, то величина ηв при п = 4 составляет 0,73; при n = 1 — 0,68; при n = 20 — 0,63; при n = 40 — 0,58; при n = 60 — 0,55; при n = 100 — 0,52.

С учетом коэффициента использования соединительной полосы заземляющего устройства расчетное значение сопротивления искусственного заземлителя должно быть:

(2.22)

При отсутствии естественных заземлителей Rиз ≤ Rзд.

Величина ηn (при расположении вертикальных заземлителей в ряд) при n = 2 составляет 0,94; при n = 4 — 0,80; при n = 6 — 0,84; при n = 10 — 0,75; при n = 20 — 0,56.

Если вертикальные заземлители расположены по контуру, величина ηn при n = 4 составляет 0,55; при n = 6 — 0,48; при n = 10 — 0,40; при n = 20 — 0,32; при n = 40— 0,29; при n = 60 — 0,27; при n = 100 — 0,23.

Результирующее сопротивление заземляющего устройства при использовании естественных и искусственных заземлителей должно соответствовать требованиям:

(2.23)

Занулением является преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом.

Принципиальная схема защитного зануления:

1 — корпус, 2 — аппараты для защиты от токов короткого замыкания (плавные предохранители, автоматы и т.п.), R0 — сопротивление заземления нулевого замыкания, Iк — ток короткого замыкания, О — нулевой защитный проводник

Задача зануления та же, что и защитного заземления: устранение опасности поражения людей током при замыкании на корпус.

Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т. е. в замыкание между фазным и нулевым проводами с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети.

Скорость отключения 5...7 с при защите установки плавкими предохранителями и 1...2 с при защите автоматами.

Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Обычно это сети напряжением 380/220 В, широко применяющиеся в машиностроительной промышленности и других отраслях, а также сети 220/127 и 660/380 В.

Защитное отключение — быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

Такая опасность может возникнуть, в частности, при замыкании фазы на корпус электрооборудования; при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела; появлении в сети повышенного напряжения; прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением. В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических параметров (напряжение корпуса относительно земли, напряжение фаз относительно земли и др.), что может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающего устройства, т.е. автоматическое отключение опасного участка сети за время не более 0,2 с.

Основными частями устройства защитного отключения (УЗО) являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения включает следующие элементы: датчик — устройство (реле), воспринимающее изменение параметра и преобразующее его в соответствующий сигнал; усилитель; цепи контроля, служащие для периодической проверки исправности схемы УЗО; вспомогательные элементы — сигнальные лампы, измерительные приборы (омметр).

Автоматический выключатель — устройство, служащее для включения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой, и при коротких замыканиях. Он отключает цепь автоматически при поступлении сигнала от прибора защитного отключения.

УЗО в зависимости от параметра, на который оно реагирует, делятся на несколько типов, основными среди которых являются:

1. УЗО, реагирующие на напряжение корпуса, относительно земли (от повышенного напряжения);
2. УЗО, реагирующие на оперативный постоянный ток. Служат для непрерывного контроля изоляции, защиты человека, прикоснувшегося к токоведущей части.

В процессе эксплуатации электроустановок, например, при работах вблизи токоведущих частей, находящихся под напряжением, при работах на отключенных токоведущих частях (шинах, проводах и т.п.) существует повышенная опасность поражения человека электрическим током, поэтому принимаются дополнительные меры, исключающие эту опасность, возникающую, например, при ошибочной подаче напряжения.

Такими средствами защиты, дополняющими описанные выше стационарные конструктивные защитные устройства электроустановок, служат переносные приборы и приспособления, применяемые для защиты персонала от поражения током, от воздействия электрической дуги, продуктов горения, падения с высоты и других опасных факторов.

Рассматриваемые средства индивидуальной защиты условно делятся на три группы: изолирующие, ограждающие и предохранительные.