Защитное заземление и зануление служат для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током из-за прикосновения к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в. результате повреждения изоляции.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок с «землей» или ее эквивалентом.

Занулением называется электрическое соединение металлических частей электроустановки с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника.

Защитное заземление выполняют в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В и выше 1000 В с любым режимом нейтрали. Зануление применяют в четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.

Согласно требованиям ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезо­пасность. Защитное заземление, зануление», защитному заземлению и занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Защитное заземление и зануле­ние следует выполнять: при номинальном напряжении переменного тока 380 В и выше и постоянного тока 440 В и выше во всех случаях; при номинальном напряжении переменного тока 42—380 В и постоянного тока 110—440 В в условиях работ с повышенной опасностью и особо опасных. Во взрывоопасных помещениях заземление должно выполняться независимо от напряжения.

Согласно ПУЭ и требованиям государственных стандартов, допустимые напряжения прикосновения и сопротивления заземляющих устройств должны обеспечиваться в любое время года. В стационарных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом, если же установки имеют мощность 100 кВт и более, то не более 4 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства в передвижных электро­установках с изолированной нейтралью при питании от передвижных источников электроэнергии определяют по значениям допустимого напряжения прикосновения при однополюсном замыкании на корпус либо по нормативно-технической документации.

При питании передвижных приемников электроэнергии и ручных электрических машин класса I от стационарных сетей с заземленной нейтралью должно выполняться зануление в сочетании с защитным отключением. В то же время стандарт допускает выполнять для ручных машин класса I только зануление, а для передвижных приемников электроэнергии — зануление или зануление в сочетании с повторным заземлением.

Для заземления электроустановок, в первую очередь, должны использоваться естественные заземлители: проложенные под землей водопроводные и другие металлические трубы, не покрытые изоляцией для защиты от коррозии (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов); обсадные трубы; метал­лические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющие соединение с землей; металлические шпунты гидротехнических сооружений; свинцовые оболочки кабелей, проло­женных в земле, и т. п. Для обеспечения высокой надежности естественные заземлители должны быть подсоединены к заземляющим магистралям электроустановок не менее чем в двух местах. Это требование не относится к повторному заземлению пулевого провода и металлическим оболочкам кабелей.

При невозможности использования естественных заземлителей сооружают искусственные. Для этого применяют: углубленные за­землители (стальные полосы или круглую сталь), укладываемые горизонтально на дно котлована по периметру фундаментов; вертикаль­ные заземлители (стальные стержни диаметром 10—16 мм и длиной 4,5—5,0 м или угловую сталь со стенками толщиной не менее 4 мм и длиной 2,5—3,0 м), верхний конец которых должен быть заглублен на 0,6—0,7 м от поверхности земли, и горизонтальные заземлители (стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглую сталь диаметром не менее 10 мм).

Для обеспечения необходимой прочности и долговечности отдельные части заземлителей соединяют между собой сваркой. Соединять заземляющие проводники с корпусами аппаратов, машин и другого оборудования допускается и при помощи болтов.

С целью выравнивания потенциалов на корпус электроуста­новок разного назначения и различных напряжений, территориально находящихся рядом, рекомендуется для их заземления применять одно общее заземляющее устройство.

Для предотвращения обрывов в цепи заземления или зануления каждую часть электроустановки, подлежащую заземлению или зануле­нию, присоединяют к сети заземления или зануления при помощи отдельного ответвления. Последовательно включать в заземляющий или нулевой защитный проводник части электроустановки запрещается, так как при этом увеличивается сопротивление заземления и может быть отключена заземляющая сеть при ремонте одной единицы оборудования. Остальное оборудование, включенное в данную заземля­ющую сеть, останется без защиты.

Расчет заземляющих устройств имеется в [6, 13, 15, 16] ив данном справочнике не приводится.

В сети с заземленной нейтралью нельзя заземлять корпус электроприемника без соединения с нейтралью, так как в противном случае между корпусом поврежденной электроустановки возникает достаточно опасное напряжение (ток будет проходить через два заземлителя). По той же причине в одной и той же сети запрещается выполнять одновременно защитное заземление и зануление разных корпусов. В то же время следует отметить, что соединение корпуса с нейтралью и заземление того же электроприемника нисколько не нарушают действия зануления и не приводят к снижению электробезопасности. Такое дополнительное заземление, называемое повторным заземлением нулевого провода, наоборот, улучшит условия безопасности, так как в случае замыкания на корпус дополнительное заземление уменьшает напряжение на аварийном корпусе по отношению к «земле».

Открыто проложенные заземляющие и нулевые проводники и шины должны быть доступны для осмотра и иметь отличительную окраску. Обычно их окрашивают в черный цвет. Допускается окрашивать и в другие цвета, но тогда в местах присоединения и ответвления обязательно следует нанести не менее двух черных полос на расстоянии 150 мм одна от другой. Внешний осмотр заземляющих устройств должен проводиться одновременно с осмотром электроустановок.

Измеряют сопротивление заземляющих устройств и проверяют надежность их соединения не реже 1 раза в год и после каждого ремонта заземлителей [26].

В электроустановках переменного тока в сетях с изолированной нейтралью или изолированными выводами однофазного источника питания электроэнергией защитное заземление выполняется в сочетании с контролем сопротивления изоляции, т. е. в данном случае сопротивление изоляции контролируется постоянно.

Измеряют полное сопротивление петли фаза-нуль в электроустанов­ках до 1000 В с заземленной нейтралью 1 раз в 5 лет и при капитальных ремонтах или реконструкциях сети. При этом сопротивления петли фаза-нуль измеряют для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников в объеме не менее 10% от их общего числа.

Для измерения сопротивления между заземлителем и отдельными участками заземляющей магистрали, а также заземленными элементами рекомендуется применять прибор М-372. Можно использовать для этой цели и измерители сопротивления заземления типов МС-08 и М-416 и мосты постоянного тока любой марки (МО-62 и др.). Во взрыво­опасных помещениях (регенерации масла, окрасочном, промывки деталей керосином, зарядки аккумуляторных батарей, складов легко­воспламеняющихся жидкостей) необходимо применять для измерения искробезопасный омметр М-372-И.

Для измерения сопротивления заземляющего устройства (сопротив­ления растеканию тока заземлителей) можно использовать измерители сопротивления заземления типов МС-07, МС-08 или М-416 с набором зондов и соединительных проводов.

Сопротивление петли фаза-нуль можно измерять приборами типов М-417, ИПЗ-2М, ИПЗ-Т и при помощи амперметра и вольтметра.

Защитное отключение

Защитное отключение — это система защиты, обеспечивающая безопасность путем автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током; Продолжительность действия устройств защитного отключения достигает 0,1—0,2 с.

Защитное отключение может использоваться как основная един­ственная мера защиты и в сочетании с защитным заземлением и занулением. Защитное отключение целесообразно использовать в следующих случаях: в помещениях с повышенной и особой опасностью; во взрывоопасных условиях; в стационарных установках для защиты электрифицированного инструмента; в передвижных установках с изо­лированной нейтралью, когда сооружение заземляющего устройства с необходимыми параметрами затруднено.

Устройства защитного отключения постоянно контролируют входной показатель и сравнивают его с установленным. В зависимости от того, что является входным показателем, выделяют следующие схемы защитного отключения: на напряжении корпуса относительно земли; на токе замыкания на землю; на напряжении фазы относительно земли; на напряжении нулевой последовательности; на токе нулевой последовательности; вентильные, на постоянном и переменном опера­тивном токе; комбинированные.

Наиболее широкое распространение в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В получили схемы на токе замыкания на землю и на токе нулевой последовательности. Отечественная промышленность выпускает серийные устройства защитного отключения, выполненные по схеме на токе нулевой последовательности типов ЗОУП-25 и РУД-024.

Широкое применение получили и устройства защитного отключения типов ИЭ-9813, АЕ-2443, РУВ, УАКИ, АЗАК, МОБ-2.

Малое напряжение

Малыми напряжениями считаются напряжения не более 42 В. Они позволяют уменьшить опасность поражения человека электрическим током. Однако полную безопасность они не гарантируют, особенно при двухфазном прикосновении. Поэтому наравне с малыми напря­жениями необходимо применить и другие меры защиты, например двойную изоляцию

В качестве источников малого напряжения используют спе­циальные понижающие трансформаторы, аккумуляторы, преобразова­тели, выпрямители, батареи гальванических элементов. Вторичная обмотка понижающих трансформаторов, согласно требованиям ПУЭ, должна быть заземлена. Этим обеспечивается безопасность в случаях повреждения изоляции трансформатора и перехода напряжения сети из первичной обмотки во вторичную.

Применять для полученных малых напряжений автотрансформаторы запрещается, так как в этом случае сеть малого напряжения оказы­вается электрически связанной с сетью высшего напряжения.

Напряжение 42 В (36 В) обычно применяют для питания светильников местного стационарного освещения, для переносных светильников и электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а кроме того для питания светильников общего освещения обычной конструкции с лампами накаливания при размещении их над полом на высоте менее 2,5 м, для переносного электроинструмента, применяемого вне помещений.

Напряжение 12 В применяют для питания переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов, на метал­локонструкциях, земле, токопроводящем полу, при работе сидя, лежа, в тесноте, в осмотровых канавах

Однако следует отметить, что область применения малых напряжений ограничена из-за того, что невозможно создать протяженные сети и мощные электроприемники малого напряжения

Двойная изоляция

Двойная изоляция — это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляций. Рабочей изоляцией являются эмаль и оплетка обмоточных проводов, пазовая изоляция обмотки машин, пропиточные лаки и компаунды, изоляция жил кабеля и проводов внутренних соединений и др. Она обеспечивает нормальную работу электроустановки и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная изоляция предусмотрена в дополнение к рабочей для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. Дополнительной изоляцией являются корпуса электроприемников из диэлектрических (пластмассовых) материалов, изолирующие втулки и др.

Двойная изоляция находит широкое применение в качестве защитной меры в связи с тем, что при использовании электроприемников с двойной изоляцией отпадает надобность в других защитных средствах (диэлектрических перчатках, ботах, ковриках и т. д.).

При двойной изоляции электроприемника заземление или зануление металлических частей запрещается во избежание шунтирования дополнительной изоляции. Недопустимо и соединение корпуса машины, имеющей двойную изоляцию, с заземляющим устройством, так как при этом в случае повреждения питающего провода или штепсельной вилки возможно электрическое соединение заземляющего провода с токоведущим и корпус машины может оказаться под фазным напря­жением.

Электроприемники с двойной изоляцией требуют тщательного ежесменного ухода, так как диэлектрические свойства дополнительной изоляции могут значительно ухудшиться при загрязнении ее токопроводящей пылью, нефтепродуктами, при наличии трещин на поверхности и влаги. Электроприемникам с двойной изоляцией присущи и такие недостатки, как изменение механических свойств дополнительной изоля­ции по мере старения, низкая ее механическая прочность и ненадежное соединение с металлом. Все это ограничивается областью приме­нения двойной изоляции и поэтому она используется главным образом в электроприемниках малой мощности (электродрели, машины для притирки клапанов и др.).