Все металлические части электрических установок, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции, должны надежно соединяться с землей. Такое заземление называется защитным, так как его целью является защита обслуживающего персонала от опасных напряжений прикосновения и шага, а также для защиты оборудования от перенапряжений. Заземление обязательно для всех установок напряжением 500 В и выше, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках — при напряжении выше 36 В переменного тока.
Рис. 8-8. Распределение потенциала внутри заземляющего контура.
В электрических установках заземляются: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, приводы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, пультов, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и брони кабелей, проводов и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования.
Для выполнения заземления используются естественные и искусственные заземлители. В качестве естественных заземлителей применяются водопроводные трубы, оболочки кабелей, фундаменты и металлические части зданий, надежно соединенные с землей. В качестве искусственных заземлителей применяются металлические стержни, уголки, трубы, полосы, погруженные в почву для надежного контакта с землей.
Количество заземлителей (труб, уголков, стержней) определяется специальным расчетом в зависимости от необходимого сопротивления заземляющего устройства согласно ПУЭ [18]. Размещение искусственных заземлителей производится таким образом, чтобы достичь равномерного распределения электрического потенциала на площади, занятой электрооборудованием. Для этой цели на территории ОРУ прокладываются заземляющие полосы на глубине 0,8 м вдоль рядов оборудования и в поперечном направлении через каждые 6 м, образуя заземляющую сетку, к которой присоединяется заземляемое оборудование.
На рис. 8-8 показан план расположения контура заземления на открытом распределительном устройстве, а также кривые изменения потенциалов по территории ОРУ.
При пробое изоляции в каком-либо аппарате его корпус и заземляющий контур окажутся под некоторым потенциалом U3. Растекание тока I3 с электродов заземления приводит к постепенному уменьшению потенциала почвы вокруг них. Внутри контура заземления потенциалы выравниваются, поэтому, прикасаясь к поврежденному оборудованию, человек попадает под небольшую разность потенциалов Unp (напряжение прикосновения). Напряжение шага, т. е. разность потенциалов между двумя точками, расположенными на расстоянии 0,8 м, внутри контура также невелико — Uшаг1. За пределами контура кривая распределения потенциалов более крутая, поэтому напряжение шага повышается до Uшаг2.
При больших токах замыкания на землю для уменьшения напряжения шага по краям контура у входов и выходов применяется укладка дополнительных стальных полос.
Внутреннюю сеть заземления в ЗРУ и цехах электростанции выполняют в виде магистралей из стальных проводников, прокладываемых во всех помещениях и этажах и соединенных в нескольких местах с заземляющим устройством.
Кроме защитного заземления в электроустановках широко распространено рабочее заземление, т. е. заземление, обеспечивающее нормальный режим работы электроустановки или электрического аппарата. К рабочему заземлению относятся заземление нейтралей силовых трансформаторов, дугогасительных катушек, трубчатых и вентильных разрядников, молниеотводов, грозозащитных тросов и др. Для выполнения рабочего и защитного заземления электроустановок различного напряжения, как правило, применяется одно общее заземляющее устройство.
Вопросы для повторения
- Какова область применения закрытых распределительных устройств?
- Для каких установок рекомендуется применение открытых распределительных устройств?
- Что дает расположение выключателя в КРУ на выкатной тележке?
- Какова конструкция распределительных устройств собственных нужд напряжением 6 и 0,4 кВ?
- Как осуществляется электрическое соединение генератора с ГРУ?
- Как осуществляется соединение генератора с трансформатором в схеме блока генератор — трансформатор?
- В чем заключаются преимущества комплектного экранированного токопровода перед открытым токопроводом?
- Какие части электрической установки подлежат заземлению?
