9.9. Защитное заземление
Функционально различают следующие виды заземления:
1) р а б о ч е е з а з е м л е н и е – заземление точки токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности), например рабочее заземление нейтрали трансформатора (Rона рис. 9.9);
Р и с. 9.9. Заземление: Ro – рабочее; Rм – молниезащиты; Rз - защитное
2) з а з е м л е н и е м о л н и е з а щ и т ы – заземление молниеприёмника с целью защиты объекта от прямого удара молнии (Rмна рис 9.9);
3) з а щ и т н о е з а з е м л е н и е – заземление, выполняемое в целях электробезопасности, т.е. соединение открытых проводящих частей (ОПЧ) с заземлителем для защиты от косвенного прикосновения, от наведенного напряжения и т.п. (Rзна рис. 9.9).
На практике, в большинстве случаев, это один и тот же заземлитель, к которому подсоединяют и ОПЧ, и нейтрали трансформаторов, и молниеприёмники. Только при каких-либо обоснованиях (технологических, с точки зрения безопасности и т.п.) применяют три различных заземлителя, что обходится значительно дороже.
Заземление используют также для защиты от статического электричества, накапливающегося при трении диэлектриков, для защиты от электромагнитных излучений, подключая экраны к заземлителю, и т.д.
З а з е м л я ю щ е е у с т р о й с т в о – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
З а з е м л и т е л ь – это проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.
З а з е м л я ю щ и й п р о в о д н и к – это проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
В качестве заземлителей используются следующие.
И с к у с с т в е н н ы е з а з е м л и т е л и – заземлители, специально выполняемые для целей заземления. Представляют из себя вертикальные электроды, погруженные в землю на глубину 0,3 ÷ 0,8 м (например металлические трубы диаметром 5 ÷ 6 см и длиной 2 ÷ 5 м), и горизонтальные электроды (например полосовая сталь сечением не менее 4 х 12 мм2).
Е с т е с т в е н н ы е з а з е м л и т е л и – электропроводящие конструкции, находящиеся в электрическом контакте с землей и используемые для целей заземления (например трубопроводы воды, железобетонные фундаменты зданий и сооружений и т.д.).
Различают два типа заземляющих устройств.
В ы н о с н о е (с о с р е д о т о ч е н н о е) – характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.
К о н т у р н о е (р а с п р е д е л е н н о е) – характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещены по контуру (периметру) площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.
Контурное заземляющее устройство - более сложное в исполнении, но в отличие от выносного обеспечивает защиту от шагового напряжения, возникающего вокруг места замыкания фазы на землю. Это достигается выравниванием потенциалов внутри контура.
О б л а с т ь п р и м е н е н и я защитного заземления (как основного средства защиты) следующая:
1) при напряжении до 1 кВ – сети с изолированной нейтралью;
2) при напряжениях выше 1 кВ – сети с любым режимом нейтрали.
В сетях с глухозаземленной нейтралью (система TNи её модификации) применение защитного заземления не эффективно с точки зрения экономических показателей. ПУЭ допускают применение защитного заземления в сетях с глухозаземленной нейтралью (системаТТ) только в тех случаях, когда условия электробезопасности в такой сети (в системеTN–C) не могут быть обеспечены. При этом ПУЭ в дополнение к защитному заземлению требуют обязательного применения устройств защитного отключения (УЗО) для защиты при косвенном прикосновении.
П р и н ц и п д е й с т в и я защитного заземления заключается в снижении до допустимых значений напряжений прикосновения Uh и шаговых напряженийUш,обусловленных замыканием на открытые проводящие части (ОПЧ). Это достигается путем снижения потенциала ОПЧ за счет малого сопротивления заземляющего устройстваRз, а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и ОПЧ (подъёмом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала ОПЧ).
Этот принцип действия реализуется в чистом виде в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 35 кВ включительно, где предельно допустимые значения напряжения прикосновения Uhдля производственных электроустановок согласно ГОСТ 12.1.038 при длительности воздействия более 1с не должны превышать 36 В, а ток через тело человекаIh- не более 6mA.
В сетях с эффективно заземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше безопасность достигается совокупным сочетанием допустимых значений напряжения прикосновения Uhи шагового напряженияUш(обеспечиваемых малым значением сопротивления заземляющего устройстваRз) и времени воздействия (обеспечиваемого автоматическим отключением аварийной электроустановки релейной защитой).
Принцип действия защитного заземления поясним на примере сети с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ (рис. 9.10).
Р и с. 9.10. Защитное заземление в сети с изолированной нейтралью (система IT)
На рис. 9.10. Тр – вторичная обмотка силового трансформатора; Uф– фазное напряжение сети;L1,L2,L3 – фазные провода сети;Zиз1,Zиз2,Zиз3– сопротивления изоляции фаз относительно земли; Э – электроустановка (электроприемник, электропотребитель), питающаяся от трех фаз сети;Rh– сопротивление тела человека (при напряжениях 220÷380ВRh=1000Ом);Rз– сопротивление заземляющего устройства;Ih– ток, протекающий через тело человека при замыкании первой фазыL1на корпус электроприемника «Э»;Iз– ток замыкания на землю фазыL1;I2– ток черезZиз2;I3– ток черезZиз3; (•) К – корпус электроприемника «Э»; (•)– земля.
Процессы, протекающие при работе данной системы (см. рис. 9.10), являются сложными. Это связано с тем, что система имеет распределенный характер; земля имеет различную проводимость (электронную, ионную, молекулярную, полупроводниковую и т.п.); сечение такого проводника, как земля, теоретически близко к бесконечности; при протекании тока замыкания на землю возникают потенциальные поля и т.п.
В первом приближении принцип действия защитного заземления можно пояснить следующим образом. Рассмотрим и сравним между собой два варианта:
I в а р и а н т – при отсутствии заземляющего устройства (на рис.9.11 нет Rз);
II вариант– при наличии заземляющего устройства (на рис. 9.12Rзприсутствует).
Преобразуем оба варианта схем (см. рис. 9.10) в эквивалентные с точки зрения прохождения тока Ih.
Эквивалентная схема Iварианта приведена на рис. 9.11.
Р и с. 9.11. Эквивалентная схема I варианта
Здесь и- линейные напряжения между 1-й и 2-й, 1-й и 3-й фазами соответственно в какой-то произвольно взятый момент времени.
Эквивалентная схема IIварианта приведена на рис. 9.12.
Напряжение прикосновения как в первом, так и во втором вариантах равно напряжению между корпусом электроприемника (•) К и землей (•)-. Напряжениев обоих вариантах равно току, протекающему между (•) К и (•),умноженному на сопротивление между этими точками :
; (9.8)
Р и с. 9.12. Эквивалентная схема II варианта
. (9.9)
Сравнивая выражения (9.8) и (9.9) и учитывая, что Rз<<Rh, можно сделать вывод, что.
Таким образом за счет малого сопротивления заземляющего устройства Rз удается резко снизить потенциал ОПЧ, оказавшихся под напряжением относительно земли или напряжение прикосновения Uh. Вследствие этого значительно снижается ток, протекающий через тело человека, что и обеспечивает безопасность.
Значение этого тока можно определить по формуле
. (9.10)
Чем меньше сопротивление между ОПЧ и землей (а оно определяется сопротивлением заземляющего устройства Rз), тем ближе по величине становятся потенциалы ОПЧ и земли и становится меньше разность потенциалов, т.е. Uh; происходит перераспределение падений напряжения в схеме (см. рис. 9.10): всё меньшая часть напряжения источника питания падает на Rh, а большая часть - на Zиз.
Основные нормативные требованияк величине сопротивления заземляющего устройства приведены в ПУЭ.
1. Сети с изолированной нейтралью напряжением до 1кВ (защитное заземление в системе IT):
[Ом],
где Iз– ток замыкания на землю,А.
Как правило, не требуется принимать значение Rз менее 4 Ом. Допускается Rз до10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность питающих сеть генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА.
2. Сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1кВ (рабочее заземление нейтрали трансформатора или генератораRo):Roдолжно быть не более 2,4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока.
3. Сети с изолированной нейтралью напряжением выше 1кВ (защитное заземление в сетях напряжением 6, 10, 35 кВ):
[Ом],
но не более 10 Ом, где Iз– расчетный ток замыкания на землю,А.
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия п.1.
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должны быть выполнены условия п.2.
4. Сети с эффективно заземленной нейтралью напряжением выше 1кВ (защитное заземление в сетях 110 кВ и выше):
Ом .
«Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) требуют обязательного применения защиты при косвенном прикосновении, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока, т.е. так называемое с в е р х н и з к о е н а п р я ж е н и е (СНН).
Если данная электроустановка подпадает под область применения защитного заземления (приведенную выше) и напряжение в ней превышает СНН, то её необходимо заземлять (кроме случаев применения других способов защиты, оговоренных ПУЭ).
В помещениях с повышенной опасностью поражения электротоком, особо опасных и в наружных электроустановках защитное заземление может потребоваться и при напряжениях ниже СНН при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.
- Предисловие
- Введение
- 1. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.1. Безопасность жизнедеятельности как наука
- 1.2. Мировоззренческий аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.3. Исторический аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.4. Физиологический аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.5. Психологический аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.6. Воспитательный аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.7. Эргономический аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.8. Экономический аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- 1.9. Социальный аспект обеспечения безопасности жизнедеятельности
- Вероятность повреждения здоровья работающих
- 1.10. Опасные и вредные производственные факторы
- 1.10.1. Опасные и вредные факторы
- 1.11. Задачи обеспечения безопасности жизнедеятельности
- Логико-методологическая схема анализа и проектирования безопасности деятельности
- 1.12. Принципы, методы и средства обеспечения безопасности жизнедеятельности.
- 1.13. Риск при обеспечении безопасности жизнедеятельности
- 2. Основы правового регулирования охраны труда
- 2.1. Основные положения действующего законодательства Российской Федерации об охране труда
- 2.2. Нормативные правовые акты об охране труда и ответственность за их выполнение
- Виды нормативных правовых актов
- 2.3. Права и гарантии прав работников на труд в условиях, соответствующих требованиям охраны труда
- 2.4. Особенности охраны труда женщин и молодежи
- 2.5. Компенсации за тяжелые работы и работы с вредными и опасными условиями труда, порядок их предоставления
- 2.6. Коллективные договоры и соглашения по охране труда: содержание, порядок оформления и регистрации
- 2.7. Обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний
- 2.8. Государственный надзор и контроль за соблюдением законодательства об охране труда
- 2.9. Общественный контроль за охраной труда
- 3. Организация деятельности по охране труда
- 3.1. Обязанности работодателя по обеспечению здоровых и безопасных условий труда
- 3.2. Определение организационной формы работы по охране труда
- 3.3. Обучение и проверка знаний по охране труда
- 3.5. Перечень нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда
- 3.6. Медицинские осмотры работников
- 3.7. Компенсации за тяжелые работы и работы с вредными и опасными условиями труда
- 3.8. Обеспечение работников средствами индивидуальной защиты, смывающими и обезвреживающими средствами
- 3.9. Организация работ с повышенной опасностью
- 3.10. Дополнительное специальное обучение безопасности труда
- 3.11. Разработка инструкций по охране труда для работников
- 3.12. Заключение трудовых договоров с работниками
- 4. Осуществление деятельности по охране труда
- 4.1. Инструктаж по охране труда
- 4.2. Организация расследования и учета несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний
- 4.3. Аттестация рабочих мест по условиям труда и сертификация работ по охране труда
- 4.4. Ведение документации по охране труда
- 4.5. Санитарно-бытовое обеспечение работников
- 4.6. Оборудование уголка по охране труда
- 4.7. Обеспечение молоком и лечебно-профилактическим питанием
- Нормы бесплатной выдачи равноценных пищевых продуктов, которые могут выдаваться работникам вместо молока
- 4.8. Планирование работы по охране труда и ее финансирование
- 4.9. Обязанности работников организаций
- 4.10. Организация первой помощи пострадавшим
- 5. Управление охраной труда
- 5.1.Cистема управления охраной труда
- 5.2. Управление как элемент суот
- 5.3. Системный подход к формированию суот
- 5.4. Совершенствование суот
- 6. Основы гигиены труда и производственной санитарии
- 6.1. Основы гигиены труда
- 6.1.1. Действие метеоусловий на организм человека и их нормирование
- 6.1.2. Действие на организм человека вредных паров, газов, пыли и их нормирование
- 6.1.3. Действие шума и вибрация на организм человека, их классификация и нормирование
- 6.1.4. Действие на человека электромагнитных полей их классификация и нормирование
- 6.1.5. Промышленное освещение и его нормирование
- 6.1.5.1. Естественное освещение
- 6.1.5.2. Искусственное освещение
- 6.1.6. Общая гигиеническая оценка условий труда.
- 7. Основы производственной санитарии
- 7.1. Общие способы защиты от воздействия вредностей на организм человека
- 7.2. Мероприятия по защите работающих от загрязнения воздушной среды помещений
- Минимальное количество наружного воздуха, подаваемого в помещения системами вентиляции и кондиционирования воздуха
- 7.3. Основные мероприятия для защиты от вредного действия шума и вибрации
- Дополнительная звукоизолирующая способность за счет воздушного промежутка
- Суммирование звуковой энергии
- 7.4. Оптимизация осветительных условий
- 7.4.1. Источники света
- 7.4.2. Осветительные приборы
- 7.4.3. Совмещенное освещение
- 7.5. Мероприятия по защите работающих от воздействия электромагнитных излучений
- 7.6. Общие требования к средствам защиты работающих
- 7.6.1. Классификация средств индивидуальной защиты
- 7.7. Организация эксплуатации зданий и сооружений. Санитарно-бытовое обеспечение работников
- 8. Защитные устройства механизмов и машин
- 8.1. Понятие об опасной зоне и классификация защитных устройств
- 8.2. Оградительные устройства
- 8.3. Предохранительные устройства и блокировки
- 8.4. Тормозные и буферные устройства
- 8.5. Сигнальные устройства
- Выбор типа индикатора
- 8.6.Органы управления
- 8.7. Форма корпуса и цветовое оформление механизмов и машин
- 9. Основы электробезопасности
- 9.1. Действие электрического тока на организм человека
- 9.2. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током
- 9.3. Явления при стенании тока в землю. Напряжение прикосновения и шага
- I — потенциальная кривая; II — кривая, характеризующая изменение напряжения прикосновения Unp при изменении расстояния от заземлителя х
- 9.4. Классификация электроустановок
- 9.5. Анализ электробезопасности сети с изолированной нейтралью трансформатора(it)
- 9.6. Анализ электробезопасности сети с глухозаземленной нейтралью трансформатора(tn–c)
- 9.7. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты
- 9.8. Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
- 9.9. Защитное заземление
- 9.10 Зануление
- 9.11. Защитное отключение
- 9.12. Электрозащитные средства
- 9.13. Организация безопасной работы в электроустановках
- 9.13.1. Назначение ответственного за электрохозяйство
- 9.13.2. Классификация электротехнического персонала, обучение и проверка знаний
- 9.13.3. Категорийность работ, проводимых в электроустановках
- Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением
- 9.13.4. Регламентация работ проводимых в электроустановках
- 9.13.5. Лица, ответственные за безопасность проведения работ
- 9.13.6. Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ проводимых в электроустановках
- 9.13.7. Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ выполняемых со снятием напряжения
- 9.13.7.1. Отключения
- 9.13.7.2. Вывешивание запрещающих плакатов
- 9.13.7.3. Проверка отсутствия напряжения
- 9.13.7.4. Установка заземления
- 9.13.7.5. Ограждение рабочего места, вывешивание плакатов
- 10. Основы пожарной безопасности и защиты человека в чрезвычайных ситуациях
- 10.1. Основные положения законодательства Российской Федерации в области пожарной безопасности. Нормативные документы
- 10.2. Общие сведения о пожаре и процессе горения
- 10.3. Взрывопожароопасность веществ
- 10.3.1. Горючие газы
- 10.3.2. Жидкости, способные к горению
- 10.3.3. Горючие пыли (волокна)
- 10.3.4. Вещества, склонные к самовоспламенению
- 10.4. Система предотвращения пожаров
- 10.4.1. Категории помещений и зданий по взрывопожароопасности
- Категории помещений и зданий по взрывопожароопасности
- 10.4.2. Взрыво- и пожароопасные зоны
- 10.4.3. Взрывозащищенное электрооборудование (пуэ, гл.7.3)
- Категории взрывоопасных смесей газов и паров
- 10.4.4. Статическое электричество и меры борьбы с ним
- 10.4.5.Молниезащита зданий и сооружений
- 10.4.6. Пожарная безопасность электрической сети и электроприводов
- 10.5. Система противопожарной защиты
- 10.5.1. Огнестойкость зданий и сооружений
- 10.5.2. Противопожарные преграды (сНиП 2.01.02-85)
- 10.5.3. Эвакуация людей при пожарах (сНиП 2.01.02-85)
- 10.6. Тушение пожаров
- 10.6.1. Способы тушения пожаров
- 10.6.2. Средства тушения пожаров
- 10.6.2.1. Вода как огнетушащее средство
- 10.6.2.2. Пена как огнетушащее средство
- 10.6.2.3. Инертные газы
- 10.6.2.4. Ингибиторы (флегматизаторы)
- 10.6.2.5. Огнетушащие порошковые составы
- 10.6.2.6. Комбинированные составы
- Области применения средств пожаротушения
- 10.6.2.7. Первичные средства тушения пожаров
- 10.6.2.8. Автоматические средства обнаружения и тушения пожара
- 10.7. Организационные мероприятияпо обеспечению пожарной безопасности
- 10.8. Организационные мероприятия по обеспечению безопасности человека в чрезвычайных ситуациях
- Библиографический список
- Оглавление
- 1. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности 5
- 2. Основы правового регулирования охраны труда 24
- 3. Организация деятельности по охране труда 49
- 4. Осуществление деятельности по охране труда 61
- 5. Управление охраной труда 82
- 6. Основы гигиены труда и производственной санитарии 91
- 7. Основы производственной санитарии 107
- 8. Защитные устройства механизмов и машин 130
- 9. Основы электробезопасности 139
- 10. Основы пожарной безопасности и защиты человека в чрезвычайных ситуациях 186
- Основы обеспечения безопасности жизнедеятельности на машиностроительных промышленных предприятиях
- 443100 Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- 443100 Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8