МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ЛЕНИНОГОРСКИЙ ФИЛИАЛ
ФГБОУ ВПО КНИТУ ИМ. А.Н.ТУПОЛЕВА-КАИ
Расчёт величины сопротивления защитного заземления
Методическое пособие по выполнению контрольной работы по «Безопасности жизнедеятельности» для студентов специальности 080502
Составитель Габдрахимов С.М.
Лениногорск 2013 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Анализ несчастных случаев в промышленности, сопровождающихся
временной утратой трудоспособности пострадавших, показывает, что число
травм, вызванных электрическим током, сравнительно невелико и составляет 0,5–1 % общего числа несчастных случаев на производстве (в электроэнергетике 3–3,5 %). Совершенно иная картина будет, если рассматривать только смертельные несчастные случаи. При этом оказывается, что из общего числа смертельных несчастных случаев на производстве 20–40 % их (а в энергетике до 60 %) происходит в результате поражения электрическим током, что, как правило, больше, чем по какой-либо иной причине, причем 75–80 % смертельных поражений током происходит при напряжении до 1000 В.
Статистика свидетельствует, что частота смертельного электротравматизма в электроустановках зданий в России составляет~30×10-6, в то время как в остальных 7 странах Большой Восьмерки эта цифра не превышает 1×10-6 (что является допустимым риском смертельных случаев для человека). Развитие электротехники сопровождается непрерывным совершенствованием применяемого электрооборудования, поиском _новых технических решений при создании электроустановок. Заземляющее устройство является неотъемлемой частью каждой электроустановки напряжением до 1 кВ и выше.
Условия работы заземляющего устройства определяются, в первую
очередь, удельным электрическим сопротивлением земли и электрическими
параметрами заземляющих и защитных проводников. Одной их функций заземляющего устройства является защита от поражения электрическим током. Защитное заземление – одна из основных мер защиты, обеспечивающих безопасность электроустановки. В настоящее время заземление и меры защиты регламентируются двумя основополагающими нормативными документами: Правилами устройства электроустановок (ПУЭ -6,7 изд.) и комплексом стандартов ГОСТ Р50571 (МЭК – 364).
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо
точки сети, электрической установки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ).
Защитное заземление – заземление, выполненное в целях безопасности.
Рабочее заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например, нейтральных точек
обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов и т.п. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется
непосредственно или через специальные аппараты – пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т.п.
Заземление молниезащиты – преднамеренное электрическое соединение с землей молниеприёмников и разрядников с целью отвода от них токов молнии в землю.
Замыкание на корпус – или, точнее, электрическое замыкание на корпус – это случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки. Замыкание на
корпус может быть результатом, например, случайного касания токоведущей
части корпуса машины, повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие части электроустановок и т.п.
Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим частям.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных
значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на
корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (за счет уменьшения сопротивления заземления, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
Сопротивление заземления – отношение напряжения на заземляющем
устройстве к току, стекающему с заземлителя на землю.
Область применения защитного заземления:
1) электрические сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.
2) электрические сети напряжением свыше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Защитное заземление электроустановок следует выполнять при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока во всех случаях.
В помещениях категорий опасности поражения электрическим током ПО (повышенная опасность) и ОО (особая опасность) согласно ПУЭ защитное заземление должно применяться в электроустановках при номинальном напряжении от 42 В до 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока (ГОСТ 12.1.013-78).
Во взрывоопасных помещениях категорий А и Б (НПБ 105-03) все электроустановки независимо от величины напряжения должны быть заземлены.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя – проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки (рис. 1). Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным. Размещение электродов выносного заземляющего устройства может быть выполнено «в ряд» или «по контуру». Существенный недостаток выносного заземляющего устройства – отдалённость заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей или на части заземляемой территории коэффициент прикосновения α = 1, то есть напряжение прикосновения будет максимальным и равным потенциалу заземлителя (φз). Поэтому этот тип заземляющего устройства применяют лишь при малых значениях токов замыкания на землю (ГОСТ 12.1.038-82) и,
в частности, в установках напряжением до 1000 В, где потенциал заземлителя φз не превышает значений допустимого напряжения прикосновения Ưпр. доп., В.
Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т.д.).
Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что электроды его заземлителя располагаются по контуру (периметру), на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяют на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным.
Размещение электродов выносного заземляющего устройства может
быть «в ряд» или «по контуру» (рис. 1).
Рис. 1. Выносное заземляющее устройство:
1 – заземлитель; 2 – заземляющие проводники (магистрали); 3 – заземляемое оборудование
Безопасность при контурном заземляющем устройстве может быть обеспечена не за счёт уменьшения потенциала заземлителя до безопасных значений, а за счёт выравнивания потенциала на защищаемой территории до
такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не
превышали допустимых величин. Это достигается путём соответствующего
размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.
