Электрическая сеть - совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Заземлением называют преднамеренное соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устрой­ством. По назначению различают два вида заземлений: рабочее и защит­ное.

Рабочим (функциональным) заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, (например, ней­траль трансформатора) выполненное для обеспечения ее работы.

Защитным заземлением называется заземление открытых проводя­щих частей (металлических частей электроустановки) с целью обеспече­ния электробезопасности. Как правило, защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью (рис.1 ПА 5.4), а также может при­меняться в сетях с глухозаземленной нейтралью (рис.1 ПА 5.5).

 Ос­новной принцип защиты состоит в том, что при возникновении опасности поражения электрическим током через защитное заземление (К33) создается параллельный человеку путь тока.(рис 3.)

Так как сопротивление тела человека (без учета сопротивления обуви и растекания с ног человека) составляет 1 ООО Ом, а сопротивление защитного заземления существенно меньше, то зна­чительная доля тока будет протекать через защитное заземление (I₃₃) и малая часть человека (I_h,). В этом случае ток через человека в принципе может не превышать принятых критериев электробезопасности.

Численные значения сопротивлений защитных заземлений уста­навливают ПУЭ (7-е издание) в зависимости от режима нейтрали, уровня напряжения электроустановки и удельного сопротивления грунта .

Измерение сопротивления заземляющего устройства производится после монтажа, переустройства и капитального ремонта этих устройств в периоды наибольшего высыхания грунта (зимой - в морозные дни; летом - в сухие дни). Измерение сопротивления заземляющего устройства молние-защиты производится 1 раз в год (перед началом грозового сезона)

Измерения напряжения прикосновения также должны произво­диться после монтажа, переустройства и капитального ремонта зазем­ляющего устройства, но не реже 1 раза в 6 лет.

На каждое находящееся в эксплуатации заземляющее устройство должны иметься паспорт, содержащий схему устройства; основные тех­нические данные; данные о результатах проверки и его состояния; о ха­рактере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию данного уст­ройства. Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии и окрашены в черный цвет.

Рисунок 4.Защитное заземление.

Защитное заземление - преднамеренное соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей. Электрическое сопротивление такого соединения должно быть минимальным (не более 4 Ом для сетей с напряжением до 1000 В и не более 10 Ом для остальных). При этом корпус электроустановки и обслуживающий ее персонал будут находиться под равными, близкими к нулю, потенциалами даже при пробое изоляции и замыкании фаз на корпус(рис. 4).

Заземление частей электроустановки и корпусов электрооборудования, не находящихся под напряжением, - одна из наиболее распространенных мер защиты в сетях с изолированной нейтралью до 1000 В и выше 1000 В вне зависимости от режима работы нейтрали источника питания.

Заземление следует применять:

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

 при напряжении 50 В … 380 В переменного тока и напряжении 120 В … 440 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных помещениях. Территории, на которых размещены наружные электроустановки, приравнивают к особо опасным помещениям. Заземление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока кроме электроустановок во взрывоопасных зонах любого класса.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки, металлические ограждения частей , находящихся под напряжением, а также металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников

Заземление защищает от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые оказываются под напряжением, т.е. в случае замыкания на корпус .

Суть заземления состоит в том, что все конструкции из металла, на которых может оказаться напряжение, должны заземляться через малое сопротивление, которое должно быть во много раз меньше, чем сопротивление тела человека. В случае замыкания на корпус ток пойдет по обеим параллельным ветвям и распределится между ними обратно пропорционально их сопротивлениям, т.е. основная часть тока проходит через землю. А ток, проходящий через тело человека, будет допустимым.

Замыкание на корпус может быть результатом случайного касания токоведущей части корпуса машин, повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т.п.

Заземление осуществляют при помощи заземляющего устройства, состоящего из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Различают заземлители естественные и искусственные.

Искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.
Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать:

проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючей жидкости, горючих или взрывчатых газов и смесей;

металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;

свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не используются в качестве естественных заземлителей.

рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально заложенные в землю стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм, диаметром 25-60 мм, длиной 2-3 м, угловую сталь с толщиной полки не менее 4 мм и длиной до 3 м, металлические стержни, горизонтально проложенные стальные полосы размером 40х4 мм ,круглую сталь и т.д. Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем. Их располагают в доступных для осмотра местах и надежно защищают от механических повреждений.

Все подлежащее заземлению оборудование присоединяют к контуру-шине отдельным заземляющим проводником, т.е. параллельно, т.к. при последовательном соединении заземляющих проводников от нескольких единиц силового оборудования в случае нарушения целостности соединения незаземленными могут оказаться сразу несколько корпусов электроустановок.

Заземляющие проводники прикрепляют к магистрали только сваркой, а к корпусам электрооборудования – сварными или надежными болтовыми соединениями с применением контргаек и пружинных шайб.

Для заземления переносных приемников применяют специальное соединение с заземляющим контактом. Вилка и розетка соединения устроены так, что заземляющий контакт, который имеет большее сечение, не может быть включен в фазу. При включении электроинструмента заземляющий контакт замыкается первым, т. к. он выполнен более длинным, чем рабочий. При отключении вначале размыкаются более короткие рабочие контакты, а затем заземляющий.

Расчет защитного заземления включает определение его основных параметров ( числа труб, их размещения, длины соединительных проводников ), удовлетворяющих условиям безопасности. На практике защитное заземление считается обеспечивающим электробезопасность, если напряжение прикосновения не будет превышать 50 В.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом. Сопротивление заземлителя проверяют не реже одного раза в год в периоды наименьшей проводимости: летом при наибольшем просыхании грунта или зимой при наибольшем промерзании грунта. Уменьшить сопротивление заземлителя можно путем солевой обработки грунта, увлажнения грунта, забивки дополнительных электродов.

Недостаток защитного заземления заключается в том, что при замыкании на заземленный корпус в сети с изолированной нейтралью напряжение на нем сохраняется, как правило, длительное время, При этом, если своевременно не обнаружить дефект изоляции и не устранить его, опасность поражения может резко возрасти при двойном замыкании на корпус.