ЗАЗЕМЛЕНИЕ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ (см. ЗАЗЕМЛЕНИЕ) — электрическое соединение предмета из проводящего материала с землей. Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем.

ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ — проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом.

Варианты терминов из других источников:

ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже — медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.

Качество заземления определяется значением электрического сопротивления цепи заземления, которое можно снизить, увеличивая площадь контакта или проводимость среды, используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т. д.

Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей: естественные и искусственные.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ — заземлитель, в качестве которого используют электропроводящие части строительных и производственных конструкций и коммуникаций.

Варианты терминов из других источников

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности. Согласно ПУЭ к естественным заземлителям относятся:

1) каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой;

2) водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ;

3) опоры ЛЭП;

4) нетоковедущие железнодорожные пути (только при условии наличия сварных соединений между рельсами).

Искусственный заземлитель — это конструкция, сооруженная специально для защиты от тока. В качестве искусственных заземляющих устройств используют:

1) неокрашенные металлические пруты (минимальный диаметр — 10 миллиметров);

2) стальной уголок (толщиной от 4 миллиметров);

3) листы стали (толщина — от 4 миллиметров и сечение в разрезе — свыше 48 квадратных миллиметров).

Для сооружения искусственных заземлительных систем пруты закапывают или вбивают в почву. Длина электрода не должна быть меньше 2,5 метров. После установки проводников в землю их сваривают между собой. Надземная часть заземлительного контура должна находиться на определенном расстоянии от земли (не менее 50 сантиметров).

Защитное заземление (см. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ) — это заземление, выполняемое с целью обеспечения электрической безопасности.

Присоединение к локальной земле может быть: преднамеренным, непреднамеренным или случайным, постоянным или временным.

Другими словами, заземление представляет собой действие, выполняемое в электроустановке.

Следовательно, оно не может быть, например, исправным или неисправным. Оно не может иметь сопротивления или каких-либо других характеристик. Сопротивление имеет, например, заземляющее устройство.

ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителя.

Заземление может быть лишь только выполнено или нет. Это важный момент, который часто неправильно понимают.

Посредством выполнения заземления, а именно присоединением открытых проводящих частей к защитным проводникам, создают пути для протекания токов замыкания на землю. Защитные устройства должны отключать эти токи при выполнении заземления.

Нормативные документы устанавливают требования к двум видам заземления: защитному заземлению (см. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ) и функциональному заземлению. Последнее ранее называли рабочим заземлением.

Защитная функция заземления

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

1. Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

2. Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые, сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).

Повторное заземление

С технической точки зрения повторное заземление (ПЗ) — это специально обустраиваемое на стороне потребителя защитное устройство, гарантирующее безопасность работающих на линии людей. Оно срабатывает в случае пропадания связи с подстанцией по нулевому или совмещенному проводу.

ПОВТОРНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ — заземление совмещенных нулевого защитного и нулевого рабочего проводников (PEN-проводника) на концах воздушных линий электропередачи или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах воздушных линий электропередачи к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания.

Для обустройства повторного заземления допускается применять так называемые естественные заземлители, к которым относят:

· металлические каркасы конструкций, уже проложенных в почве и имеющих непосредственный контакт с ней;

· металлические защитные кожухи и броню силовых кабелей, заглубленных в грунт;

· участки стальных труб (исключение составляют газовые магистрали и нефтепроводы);

· железнодорожные рельсы.

Сопротивление никак не контролируется пользователем, поэтому его значение может в любое время непредсказуемо измениться. Чтобы исключить такое положение, в особо ответственных случаях обустраиваются искусственные заземляющие конструкции, имеющие стабильные технические характеристики.

Зануление — система мероприятий, обеспечивающих безопасность при однофазных замыканиях на корпус в электроустановках с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижения напряжения на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты.

Таким образом, зануление сочетает функции двух видов защитных устройств — заземления и защитного отключения и включает в себя следующие элементы:

· МАГИСТРАЛЬ ЗАЗЕМЛЕНИЯ (ЗАНУЛЕНИЯ) — заземляющий (нулевой защитный) проводник с двумя или более ответвлениями;

· ответвление магистрали к электрооборудованию — металлический проводник, связывающий элементы электрооборудования, подлежащие занулению, с магистралью зануления;

· аппарат отключения — коммутационный аппарат, через который электрооборудование присоединяется к питающей сети, реагирующий на ток однофазного замыкания на корпус и отключающий аварийное электрооборудование от сети;

· повторные заземления магистрали — связи магистрали с землей через заземлители с невысоким сопротивлением, выполняемые на определенных участках системы зануления.

Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с землей или ее эквивалентом.

Зануление следует выполнять электрическим соединением металлических частей электроустановок с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника.

Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.

Защитное заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

- при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех случаях;

- при номинальном напряжении от 42 В до 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных.

В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители.

В процессе производства, преобразования, транспортировки, распределения и потребления электроэнергии используется трехфазная симметричная система проводов. Достичь такой симметричности стало возможно путем приведения фазных и линейных напряжений в одинаковое состояние. В результате на всех фазах образуется равномерная токовая загрузка, а также одинаковый сдвиг фаз токов и напряжений.

При прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.

ЗАЗЕМЛЕННАЯ НЕЙТРАЛЬ — нейтраль генератора (трансформатора), присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Однако этот вывод справедлив лишь для нормальных (безаварийных) условий работы сетей при наличии незначительной емкости относительно земли.

В случае же аварии (см. АВАРИЯ), когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной. Объясняется это тем, что при такой аварии в сети с изолированной нейтралью напряжение неповрежденной фазы относительно земли может возрасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения окажется незначительным.

Литература

1. ГОСТ 12.1.030-81 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление».

2. ПУЭ 7-е издание «Правила устройства электроустановок».

3. ГОСТ 12.1.019-2017 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».