Защитные и рабочие заземления

Заземляющими называют устройства, служащие для создания надежного пути тока через землю. Необходимость в этом появляется, когда нужно обеспечить работу электроустановки в рабочем или аварийном режиме или электробезопасность персонала при проведении работ в электроустановках. Если заземление выполнено с целью обеспечения экономически целесообразных условий эксплуатации оборудования электроустановки и питающей ее электрической системы, то оно называется рабочим заземлением. Примером рабочего заземления является преднамеренное соединение с землей разрядников, нейтралей трансформаторов или генераторов. Рабочим заземлением является также присоединение к заземлению молниеотводов, защищающих электроустановки от прямых ударов молнии и от индуцированных перенапряжений. Их выделяют в особый класс грозозащитных заземлений.
Заземления, выполняемые с целью обеспечения безопасности людей, называются защитными. Защитному заземлению подлежат все металлические части корпуса, каркасы, рамы, ограждения электрооборудования, которое нормально не находится под напряжением, но может попасть под него в случае повреждения изоляции.
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлических соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей. Искусственным заземлителем называется заземлитель, специально выполненный для целей заземления. Естественными заземлителями называются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемых для целей заземления. Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.
При незаземленном корпусе генератора 1 (рис. 1, а) и пробое изоляции одной из фаз на корпус прикосновение к нему является столь же опасным, как и прикосновение непосредственно к неизолированной фазе генератора. Через тело человека будет проходить весь ток однофазного замыкания на землю I, ограниченный сопротивлением человека R4,то есть Iч = I. При наличии заземления (рис. 1, д), сопротивление которого составляет от 0,5 до 10 Ом, человека и заземление можно рассматривать как два параллельно соединенные сопротивления, находящиеся под напряжением однофазного замыкания на землю


Рис. 1. Воздействие тока замыкания на землю и человека: а — при отсутствии заземления; 6 — при наличии заземления
где
I3 и Iч — токи через заземления и человека, А;
R3 и Rц — сопротивления заземления и человека, Ом;

Из выражения  видно, что Iч можно снизить до безопасного для жизни человека за счет снижения сопротивления заземления
Согласно ПУЭ заземление и зануление электроустановок следует выполнять:
при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока во всех электроустановках;
при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока (рис. 2), с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. На рис. 2 показана схема зануления элементов электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью N. С помощью заземляющего винта или болта 1 металлический корпус светильника 2, выключателя 3, электродвигателя 4 и магнитного пускателя 5 присоединяется проводником к заземленной нейтрали N.
К частям, подлежащим занулению и заземлению относятся:
корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников и т.п.;
приводы электрических аппаратов;
вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные и открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудованием напряжением выше 42 В переменного тока или 110 В постоянного тока;
металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, кабельные соединительные муфты, оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода, а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению и занулению;
металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.
Не требуется преднамеренно заземлять или занулять:

Рис. 2. Схема зануления элементов электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью
корпус электрооборудования, аппаратов и электромонтажных конструкций, установленных на заземленных (зануленных) металлических конструкциях распределительных устройств, на щитах, шкафах, щитках, станинах станков, машин и механизмов,
при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными или зануленными основаниями;
конструкции, на которых установлено заземленное или зануленное оборудование, перечисленное выше, при условии надежного электрического контакта между этими конструкциями и электрооборудованием, при этом указанные конструкции не могут быть использованы для заземления или зануления установленного на них другого электрооборудования;
арматуру изоляторов всех типов, оттяжек, кронштейнов и осветительной арматуры при установке их на деревянных опорах BJ1 или на деревянных конструкциях открытых подстанций, если это не требуется по условиям защиты от атмосферных перенапряжений (при прокладке кабеля с металлической заземленной оболочкой или неизолированного заземляющего проводника на деревянной опоре перечисленные части, расположенные на этой опоре, должны быть заземлены или занулены);
съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает 42 В перемененного тока или 110 В постоянного тока;
корпуса электроприемников с двойной изоляцией;
металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали, в том числе протяжные и ответвительные коробки размером до 100 см² электропроводок, выполняемых кабелями или изолированными проводами, прокладываемыми по стенам, перекрытиям и другим элементам строений.