Защитное заземление. Защитное заземление (33) предназначено для того, чтобы снизить значение напряжения на корпусах заземленного электрооборудования до уровня

Защитное заземление (33) предназначено для того, чтобы снизить значение напряжения на корпусах заземленного электрооборудования до уровня, безопасного для человека.

Защитное заземление применяется в случае, когда заводские сети трехфазного тока бывают трехпроводными, т.е. при отсутствии нейтрального провода. При этом нейтраль N трансформатора трехпроводной сети изолирована (не соединена с землей) (рис. 14.1).

На рисунке 14.1 изображены производственный механизм (ПМ) 1, двигатель 2, прикрепленный с помощью фланца к механизму, заводская трехфазная сеть 3 и емкости С_А, С_В, и С_С между каждым из линейных проводов сети и землей.

Провод сети и земля играют роль обкладок конденсатора, между которыми находится изолятор (воздух).

При значительной протяженности заводской сети, емкости С_А, С_В, и С_С оказываются значительными, а емкостное сопротивление соизмеримым с сопротивлением R_ч тела человека.

В нормальных условиях все токоведущие части ПМ и двигателя изолированы от металлического корпуса и соприкосновение человека с ПМ не представляет опасности.

Однако в случае пробоя изоляции электрический провод соединится с корпусом ПМ, и человек, коснувшийся этого корпуса, окажется соединенным с одним из проводов электрической сети (рис. 14.1, с проводом А). В результате этого образуется замкнутый контур (рис. 14.1, фазаА – R_ч –земля – С_В – фазаВ), сила тока в котором в основном зависит от изоляции между ногами человека и землей. Если пол влажный и хорошо соединен с землей, то человек окажется под линейным напряжением U_л (рис. 14.1 напряжение U_АВ), под действием которого по человеку протечет ток

где R – сопротивление пола и других элементов, соединенных последовательно с телом человека, Ом.

В результате человек может быть поражен током.

Для устранения такой опасности корпус ПМ надежно соединяют с землей – заземляют (рис.14.1,б).

Заземлитель 3 уложен в земле и имеет с ней хороший контакт. В этом случае тело человека и заземлитель оказываются включенными параллельно.

Рисунок 14.1. – Схемы электрической цепи при пробое изоляции и попадании человека под напряжение при отсутствии заземления (а) и при наличии заземления (б)

При выполнении заземления добиваются, чтобы его сопротивление R_з было во много раз меньше внутреннего сопротивления источника. Обычно R_з составляет 0,5... 10 Ом в зависимости от уровня напряжения и мощности источника питания.

При возникновении однофазных замыканий на корпус источник питания работает в режиме короткого замыкания и по нему и заземлителю протекает большой ток I_кз, что приводит к значительному падению напряжения на внутреннем сопротивлении источника и напряжения на зажимах источника, а, следовательно, на корпусах оборудования снижается до безопасного уровня в соответствие законом Ома для полной цепи:

где – комплекс напряжения на зажимах источника, В;

– комплексное значение ЭДС источника, В;

– внутреннее сопротивление источника, Ом;

– комплекс тока короткого замыкания на землю, А.