Защитное заземление

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное Государственное

Бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

 

Кафедра Аэрологии, охраны труда и  окружающей среды.

 

Контрольно курсовая работа по дисциплине

«Основы безопасности жизнедеятельности»

на тему: «Защитные заземления».

 

 

 

 

 

                                                       Выполнила:

                                                                        студентка гр. Б760121

                                                            Новикова А.В.                                                                   

                                                    Проверил:

                                                                                     Доцент кафедры АОТ и ОС

                                                              Афанасьева Н.Н.

                                                                                  

 

 

 

 

 

Тула 2012

 

Содержание:

1. Понятие защитного заземления: ……………………………………3
2. Нормирование заземления:…………………………………………3
3. Виды заземления:……………………………………………………7
4. Принцип действия защитного заземления:………………………..15

Вывод:

Список литературы:  ……………………………………………………16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.Понятие защитного заземления:

Для защиты работающих от опасности  поражения электрическим током  при переходе напряжения на металлические  нетоковедущие части (например, при  коротком замыкании), нормально не находящиеся  под напряжением, применяют защитное заземление.

Защитное заземление представляет собой систему металлических  заземлителей, помещенных в землю  и электрически соединенных специальными проводами с металлическими частями  электрооборудования, нормально не находящимися под напряжением.

Защитное заземление эффективно защищает человека от опасности поражения электрическим током в сетях напряжения до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В - с любым режимом нейтрали.

В России требования к заземлению и его устройство регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Заземление в электротехнике подразделяют на естественное и искусственное.

2. Нормирование заземления:

Действующие в 2001 году Правила устройства электроустановок (ПУЭ - 6 изд.) достаточно четко регламентируют требования к защитным мерам в зависимости от значений номинальных напряжений. Согласно ПУЭ требуется выполнять заземление или зануление электроустановок:

1) при напряжении 380 В и выше  переменного тока и 440 В и  выше постоянного тока - во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях  выше 42 В, но ниже 380 В переменного  тока и выше 110 В, но ниже 440 В  постоянного тока -только в помещениях  с повышенной опасностью, особо  опасных и в наружных установках.

 

 

3

Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42

В переменного тока и до 110 В постоянного  тока во всех случаях, кроме взрывоопасных  зон и электросварочных установок.

Рекомендации ПУЭ - 6 изд. не обеспечивают электробезопасность как в помещениях, так и на территориях размещения наружных электроустановок.

Для обеспечения электробезопасности  согласно стандарту МЭК 364-4-41-1992 требуется  выполнять заземление или зануление  электроустановок:

1) при номинальном напряжении  более 50 В переменного тока (действующее значение) или более 120 В постоянного (выпрямленного) тока - во всех электроустановках;

2) при номинальных напряжениях  выше 25 В переменного тока (действующее  значение) или выше 60 В выпрямленного  тока - только в помещениях с  повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках.

Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных  напряжениях до 25 В переменного  тока или до 60 В выпрямленного  тока во всех случаях, кроме взрывоопасных  зон и электросварочных установок.

Нормативный документ

Требования

Помещения

Без повышенной опасности

с повышенной опасностью

особо опасные

ПУЭ - 6 изд.

Требуется выполнять заземление или  зануление

При номинальном напряжении 380 В  и выше переменного или 440 В и  выше постоянного тока

 

4

 

При номинальном напряжении выше 42 В переменного или выше 110 В  постоянного тока.

При номинальном напряжении ниже 380 В переменного или ниже 440 В  постоянного тока

При номинальном напряжении до 42 В  переменного или до 110 В постоянного  тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок

Рекомендации МЭК 364-4-41 (1992)

Требуется выполнять заземление или  зануление.

При номинальном напряжении более 50 В переменного или более 120 В  постоянного тока

При номинальном напряжении выше 25 В переменного или выше 60 В выпрямленного тока

Не требуется выполнять заземление или зануление

При номинальном напряжении 50 В  и ниже переменного или 120 В и  ниже постоянного тока

При номинальном напряжении до 25 В  переменного или до 60 В выпрямленного  тока во всех случаях, кроме взрывоопасных зон и электросварочных установок

Не требуется защита от прямого  прикосновения с помощью ограждений или оболочек, или изоляции, если электрооборудование находится  в зоне действия системы уравнивания  потенциалов

При номинальном напряжении, не превышающем 25 В переменного или 60 В выпрямленного тока

При номинальном напряжении, не превышающем 6 В переменного или 15 В выпрямленного  тока

 

 

5

 

Не требуется защита от прямого  прикосновения к сторонним проводящим частям, которые могут оказаться под напряжением

При напряжении, не превышающем 25 В  переменного или 60 В выпрямленного  тока

При напряжении, не превышающем 6 В  переменного или 15 В выпрямленного  тока

Защита от прямого прикосновения  с помощью ограждений или оболочек, или изоляции не требуется, если электрооборудование находится в зоне действия системы уравнивания потенциалов и номинальное напряжение не превышает:

- 25 В переменного тока или  60 В выпрямленного тока при  условии, что оборудование нормально  эксплуатируется только в сухих помещениях и мала вероятность контакта человека с частями, могущими оказаться под напряжением;

- 6 В переменного тока или  15 В выпрямленного тока во всех  остальных случаях.

Численные значения нормативов стандартов МЭК 364-4-41 (1992) и ПУЭ - 6 изд. даны в таблице.

Сравнение сопоставимых нормативов ПУЭ  и стандартов МЭК позволяет сделать  вывод о необходимости существенного  ужесточения требований к защитным мерам. В частности, в помещениях без повышенной опасности согласно стандарту МЭК 364-4-41  -1992 требуется выполнять заземление или зануление при номинальном напряжении в 7,6 раз меньшем, чем установлено требованиями ПУЭ - 6 изд.

В разработанную и утвержденную в 2002 году новую редакцию главы 1.7. «Заземление  и защитные меры электробезопасности» (ПУЭ - 7 изд.) внесены изменения, учитывающие рекомендации МЭК 364-4-41-1992.

 

6

 

3. Виды заземления:

- Искусственное заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство (ЗУ) состоит  из заземлителя (проводящей части или  совокупности соединённых между  собой проводящих частей, находящихся  в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную  проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем.

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

Качество заземления определяется значением сопротивления заземления / сопротивления растеканию тока (чем ниже, тем лучше), которое можно снизить, увеличивая площадь заземляющих электродов и уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта: увеличивая количество заземляющих электродов и/или их глубину; повышая концентрацию солей в грунте, нагревая его и т. д.

Электрическое сопротивление заземляющего устройства различно для разных условий  и определяется/нормируется требованиями ПУЭ и соответствующих стандартов.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами.

 

7

 

Защитному заземлению подлежат металлические  корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусственных заземлителей.

Зануление — преднамеренное электрическое  соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под  напряжением с глухо заземленной  нейтралью с нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления, и защитная аппаратура сработает эффективнее. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования — основное назначение зануления.

Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.

Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и  имеет одинаковую с другими проводами  изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети.

 

8

 

В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.

- Естественными заземлителями  на подстанциях могут быть  железобетонные стойки, изготовленные  из электротехнического бетона. В качестве естественных заземлителей  на линиях электропередачи используются  железобетонные подножники и  сваи в наиболее распространенных грунтах с удельным сопротивлением до 300 Ом-м, т.е. глинах, супесях. Наблюдения и исследования показали, что не только в таких, но и в песчаных и скальных грунтах наблюдается постоянное увлажнение бетона за счет капиллярного подсоса влаги из прилегающих слоев земли, вследствие чего железобетонные фундаменты через несколько месяцев после их установки становятся естественными заземлителями.

 С мало меняющимися в течение  года значениями сопротивлений.  Это дало основание рекомендовать  их использование в грунтах с сопротивлением до 1000 Ом-м, что дает экономию металла и затрат.

Кроме описанных естественных заземлителей, ими могут служить и другие, например металлические трубопроводы для негорючих жидкостей, обсадные трубы артезианских колодцев.

Во всех случаях применения естественных заземлителей протекающие при коротком замыкнии токи не должны превышать допустимых для каждого элемента заземлителя в течение всей эксплуатации электроустановки.

 

 

 

 

 

9

 

4. Принцип действия защитного заземления:

Корпус электродвигателя или трансформатора, арматура электрического светильника или трубы электропроводки нормально не находятся под напряжением относительно земли благодаря изоляции от токоведущих частей. Однако в случае повреждения изоляции любая из этих металлических частей может оказаться под напряжением, нередко равным фазному.

Электродвигатель с пробитой на корпус изоляцией часто электрически соединен с машиной, которую он приводит в движение, — например, установлен на станке. Таким образом, рабочий, взявшись за рукоятки управления станком, может нечаянно попасть под напряжение. Чтобы уменьшить опасность поражения людей при повреждениях изоляции токоведущих частей, применяют ряд мер, среди которых наиболее распространено защитное заземление металлических частей электроустановок, обычно не находящихся под напряжением, и их зануление.

Защитное заземление состоит в  том, что заземляемые металлические  части соединяют электрическим  проводником с заземлителем, то есть с металлическим предметом, находящимся  в непосредственном соприкосновении с землей или с группой таких предметов. Чаще всего — это стержни из угловой стали, забитые в землю вертикально и соединенные между собой под землей приваренной к ним стальной полосой. Благодаря защитному заземлению напряжение, под которое может попасть человек, прикоснувшись к заземленной части, значительно снижается. Однако неверно распространенное мнение, что это напряжение равно нулю, так как все, что электрически связано с землей, должно иметь потенциал земли, то есть нуль.