МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
_______________
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Методические указания к лабораторной работе № 4
по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
ПЕНЗА 2013*
__________________________________________________
*Переиздание МУ от 2001 г.
УДК 621.316
В работе определена область применения и изложен принцип действия защитного заземления. Приведена методика измерения сопротивления заземляющего устройства, а также основы его расчета при проектировании.
Методические указания адресованы студентам старших курсов всех специальностей и форм обучения.
Ил. 4, табл. 4, библиогр. 3 назв.
Составители: канд. техн. наук Д. П. Грузин
Научный редактор В. И. Симакин, заведующий кафедрой «Экология и безопасность жизнедеятельности», канд. техн. наук, доцент
Рецензент: В. С. Арбузов, профессор, академик МАНЭБ
Методические указания
к лабораторной работе № 4
по курсу «Безопасность жизнедеятельности»
Защитное заземление электроустановок
Цель работы – освоить методики измерения сопротивления заземления и основы проектирования системы защитного заземления электроустановок.
I. Термины и определения
В основе защитного действия заземления лежит явление стекания тока в землю при непосредственном соприкосновении проводника с током и земли, что используется не только для создания коллективных средств защиты человека от поражения электрическим током, но и для обеспечения нормальной работы электроустановок и другого оборудования, где необходимо поддерживать нулевой потенциал.
Заземлением называется намеренное электрическое соединение нормально не находящихся под напряжением металлических частей электроустановки непосредственно с землей или ее эквивалентом.
Существуют три вида заземления: рабочее, физическое и защитное.
Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения её работы.
Физическое заземление применяется в научно-исследовательских лабораториях для заземления корпусов, экранов, цепей физических приборов и установок.
Защитным заземлением называется заземление частей электроустановок с целью обеспечения электробезопасности.
Заземлителем называется проводник или совокупность электрически соединённых между собой проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй.
Естественными заземлителями называют находящиеся в соприкосновении с землёй электропроводящие части коммуникаций и сооружений производственного или другого назначения.
Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части установки с заземлителем.
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Замыканием на корпус называется замыкание, возникшее в электрических машинах, аппаратах, приборах, сетях на конструктивные части электроустановок, нормально не находящихся под напряжением.
Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при одновременном прикосновении к ним человека.
Напряжением шага называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека.
II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
Классификация помещений по степени опасности поражения людей электрическим током
В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) помещения по степени опасности поражения людей электрическим током подразделяются на четыре класса:
1) Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;
2) Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
сырость или токопроводящая пыль;
токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);
высокая температура (свыше +35°С более 1 суток);
возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;
3) Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
особая сырость;
химически активная или органическая среда;
одновременно два или более условий повышенной опасности;
4) Территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.
В зависимости от класса опасности помещения применяются различные средства защиты от поражения человеком электрическим током. Например, по ГОСТ 12.1.038-82, напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать 2 В и 0,3 мА при переменном токе частотой 50Гц.
Защиту при косвенном прикосновении (защитное заземление) следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.
В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты может потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.
Назначение, принцип действия и область применения
защитного заземления. Типы заземляющих устройств
Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения людей электрическим током при замыкании на корпус.
Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжения прикосновения, обусловленного замыканием фазы на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также уменьшением напряжения прикосновения за счёт увеличения потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземлённого оборудования.
Область применения защитного заземления - трёхфазные трёхпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а выше 1000В с любым режимом нейтрали.
Различают два типа заземляющих устройств:
- выносные (или сосредоточенные);
- контурные (или распределительные).
Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки. Защитное действие выносного заземляющего устройства заключается в снижении потенциала на заземлённом оборудовании из-за перегрузки источника тока и перекоса фаз. Данный тип заземляющего устройства применяется лишь в сетях малой мощности. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т.д.).
Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют по всей площадке по возможности равномерно.
Безопасность при контурном заземлителе обеспечивается увеличением потенциала на защищаемой территории до потенциала фазы. В результате этого напряжение прикосновения уменьшается до безопасных значений.
