Ключевых положения

Защитное заземление –это умышленно электрическое соединение с землей (или ее эквивалентом) металлических неэлектропроводных частей, которые могут находиться под напряжением, например корпуса электроустановки. Предназначено для обеспечения безопасности при аварийных режимах –за возникновение замыкания на корпус при повреждении изоляции, то есть для защиты от напряжения притрагивания.

Защитное заземление снижает напряжение, которое перешло на корпус неисправной электроустановки. Степень уменьшения напряжения в трехфазных сетях зависит как от величины сопротивления защитного заземления Rz (Rз), так и от режима нейтрале. При изолированной от земли нейтрале главную защитную роль играет сопротивление изоляции невредимых фаз r относительно земли. Снижение сопротивления изоляции любой из фаз относительно земли ухудшает качество защиты. При заземленной нейтрале сопротивление изоляции сети относительно земли резко уменьшается, полезное действие защитного заземления ухудшается и зависит от величины сопротивления заземления нейтрале Rn.

В соответствии с "Правилами устраивания электроустановок (ПУЭ)", защитное заземление выполняется в таких случаях:

– при номинальном напряжении Uном = 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока во всех случаях;

– для электроустановок (ЭУ), расположенных в помещениях с повышенной и особенной опасностью и во внешних условиях за Uном свыше 42 У переменного тока и 110 У постоянного тока;

– для взрывоопасных ЭУ –при которой угодно напряжения.

Защитное заземление является эффективным мероприятием защиты в ЭУ с изолированной нейтраллю на все напряжения и у ЕУ с глухозаземленной нейтраллю на напряжения свыше 1 кВ.

Например, в сети с изолированной нейтраллю (рис. 2.1) ток через тело человека определяется таким способом:

без заземления

Iл = Uф / (Rл + r / 3); (2.1)

с заземлением

Iл = Uф/(Rл + r / 3 + rRл / 3Rз). (2.2)

Чем меньше есть сопротивление заземления Rз, тем меньше ток через тело человека Iл:

Iл = Uк/Rл = IзRз/Rл, (2.3)

где Uк = IзRз –напряжение на корпусе;

Rл –сопротивление тела человека;

r – сопротивление изоляции.

(На рис. 2.1 ток через тело человека Iл обозначен как "Ич").

Рисунок 2.1 – Электрическая сеть с изолированной нейтраллю

Ток замыкания на землю определяется сопротивлением изоляции (сопротивлением истока) – r. В сетях с изолированной нейтраллю заземление обеспечивает безопасность благодаря малому значению Rз, в результате чего напряжение на корпусе Uк будет небольшим, то есть уменьшится напряжение притрагивания.

В основной части лабораторной работы исследуется эффективность действия защитного заземления при режимах заземленной и изолированной нейтрале. Снимаются зависимости напряжения на корпусе поврежденной электроустановки Uк и тока, что проходит через тело человека Iл, от величины сопротивления защитного заземления при разных режимах нейтрале и разных сопротивлений изоляции относительно земли.