Определение понятий «Защитное заземление», «зануление» и «защитное отключение» даны в ГОСТ 12.1.009-75 ССБТ.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения электрическим током.
В электрических трёхфазных сетях переменного тока с изолированной нейтралью с напряжением до 1000 В выполняется защитное заземление. В соответствии с
ГОСТ 12.1.030- 81 ССБТ защитное заземление должно быть выполнено в сочетании с контролем изоляции.
Главной электрической характеристикой заземляющего устройства является его сопротивление RЗ , которое складывается из сопротивления растеканию тока с заземлителя в землю и сопротивления самого заземлителя и заземляющих проводников.
Заземлитель – металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй.
Конструкцию заземления выполняют на нетоковедущих частях электроустановок и оборудования, корпусах электрических машин, трансформаторах, светильниках, каркасах распределительных щитов.
Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. При суммарной мощности источника питания 100 кВА и меньше допускают сопротивление
RЗ ≤ 10 Ом.
При прикосновении человека к корпусу заземлённого оборудования, оказавшегося под напряжением, ток однофазного напряжения распределяется по двум ветвям: первая ветвь, образуется конструкцией заземления, вторая – создаётся телом человека и определяется по формуле:
Iчел = Io (RЗ / Rчел + RЗ)
т.е. ток проходящий через тело человека, уменьшается при снижении сопротивления защитного заземления.
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала электроустановки от высокого напряжения в случае прикосновения при пробое фазы на корпус в сети с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1000 В используют форму защиты «зануление».
Для осуществления такой защиты все токопроводящие металлические части электроустановки, которые нормально не находятся под напряжением, должны быть соединены с нулевым проводом. Основное назначение зануления заключается в обеспечении автоматического отключения участка сети: должен расплавиться плавкий предохранитель (пробка) или сработать автоматический выключатель под воздействием тока короткого замыкания.
Описание лабораторного стенда
Моделирующее устройство «СЭБ-3» позволяет решить несколько типичных задач по электробезопасности при работе с трёхфазной электрической цепью. Оно позволяет установить зависимость силы тока, проходящего через тело человека, от изменения величины сопротивления изоляции RА = RB = RC = R0 , ёмкости сети по отношению к земле СА = СВ = СС = Со , сопротивления тела человека RЧЕЛ, а также исследовать эффективность технических способов защиты (заземление, зануление).
Моделирующее устройство снабжено мнемопанелью, расположенной в передней части стенда. При включении различных цепей в измерительной схеме фиксируются параметры Iчел, Uпр, а на экране высвечиваются соответствующие им участки.
На пульте слева расположены переключатели сопротивления изоляции (RА, RB, RC) и переключатели ёмкости сети относительно земли (СА, СВ, СС).
С правой стороны расположены три группы переключателей: в первой группе – «шунтирующий», «R заземлен. нейтрали», «компенсирующий», во второй – «зануление»,
«RЗН» и «RЗВ», в третьей – «ПV», «П», и «RЧЕЛ».
В средней части лабораторного стенда установлен выключатель «устройство» и кнопка «КЗ» (короткое замыкание). Под мнемопанелью расположены: миллиамперметр А1-показывпающий силу тока проходящего через человека, амперметр А2- показывающий силу тока короткого замыкания и вольтметр VПР – показывающий величину напряжения прикосновения.
Экспериментальная часть
1. Исследуйте опасность поражения электрическим током при прикосновении человека к
корпусу электроустановки подключенной к сети с изолированной нейтралью ~ 380 В.
Данные запишите в соответствующую таблицу.
1.1. при изменении сопротивления изоляции сетевого провода:
RА = RB = RC = Rо и СА = СВ = СС = 0.
для этого:
- подайте электропитание на стенд;
- переведите тумблер «Устр» в верхнее положение;
- нажатием кнопки «КЗ» имитируя короткое замыкание на корпус электромеханизма;
- переключатель RЧЕЛ установите в положение 1 (это соответствует 1 кОм)
- последовательно устанавливая переключатели RА, RB, RC в положения 1,2,3,4,5 снять
показания по миллиамперметру и вольтметру и записать в таблицу;
- сняв показания, переведите переключатели RА, RB, RC в положение «0» -это
соответствует условию «∞ ».
1.2. при изменении ёмкости сети относительно земли:
СА = СВ = СС = Со и RА = RB = RC = ∞.
для этого:
- первые три пункта предыдущего задания считаются исполненными в течение всей
работы;
- переключатели RА, RB, RC остаются в положении «0», что соответствует условию
«∞ »;
- последовательно устанавливая переключатели СА, СB, СC в положения 1,2,3,4,5
снять показания по миллиамперметру и вольтметру и записать в таблицу.
- сняв показания, переведите переключатели СА, СB, СC в положение «0».
2..Исследуйте опасность поражения электрическим током при прикосновении человека
к корпусу электроустановки подключенной к сети ~ 380 В с глухозаземлённой
нейтралью. Данные запишите в соответствующую таблицу.
СА = СВ = СС = Со и RА = RB = RC = ∞ (положение 0).
(изменяется сопротивление тела человека)
для этого:
- переведите тумблер «RЗАЗЕМЛ НЕЙТР.» в верхнее положение, что соответствует заземлению
нейтральной точки (нейтрали) источника;
- последовательно устанавливая переключатель «RЧЕЛ» в положения 1,2,3,4,5
снять показания по миллиамперметру и вольтметру и записать в таблицу.