Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

Контрольная работа
по предмету: «Электрооборудование»
Типы заземляющих устройств: достоинства и недостатки

Выполнила:
Рогачева Наталья Сергеевна

Магнитогорск 2009 г.

План

1. Принцип действия защитного заземления 
2. Типы заземляющих устройств 
Литература 

1. Принцип действия защитного заземления

Важнейшей проблемой современной электроэнергетики является создание безопасных электроустановок. Решать ее необходимо как на этапах проектирования и изготовления, так и при монтаже и эксплуатации. Существует множество средств и способов защиты человека от поражения электрическим током. Выбор того или иного способа (или их сочетаний) для использования в конкретной электроустановке, а также эффективность его применения зависят от целого ряда факторов.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления – снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие, ток проходящий через человека, при прикосновении к корпусам.

UПР =  * UЗ ; IЧ = UПР/RЧ.

Защитное заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле. Это возможно только в сетях с изолированной нейтралью, где при коротком замыкании ток Iз почти не зависит от сопротивления Rз, а определяется в основном сопротивлением изоляции проводов. 
Заземляющее устройство бывает выносным и контурным. Выносное заземляющее устройство применяют при малых токах замыкания на землю, а контурное – при больших. 
Согласно ПУЭ заземление установок необходимо выполнять:
•	при напряжении 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока - во всех электроустановках; 
•	при напряжении выше 42 В , но ниже 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках; 
•	во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях. 
Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители:
•	водопроводные трубы, проложенные в земле; 
•	металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; 
•	металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых); 
•	обсадные трубы артезианских скважин. 
Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс.
Все элементы заземляющего устройства соединяются между собой при помощи сварки, места сварки покрываются битумным лаком. Допускается присоединение заземляющих проводников к корпусам электрооборудования с помощью болтов. защитный заземление электроустановка
Расчет защитного заземления. Расчет защитного заземления имеет целью определить число вертикальных заземлителей и их размеры; размещение заземлителей; длины соединительных горизонтальных проводников и их сечения. 
Расчет заземления может производиться как по допустимому сопротивлению растекания тока заземлителя, так и по допустимым напряжениям прикосновения и шага.
В настоящее время расчет заземлителей производится в большинстве случаев по допустимому сопротивлению заземлителя. 
При этом, в основном применяется способ коэффициента использования (когда земля считается однородной) и реже – способ наведенных потенциалов (когда земля принимается двухслойной).

2. Типы заземляющих устройств

Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называют заземляющим устройством. В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Заземлитель выносного заземляющего устройства (рис.1) вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование. Его называют также сосредоточенным, потому что он сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Рис.1 Выносное заземляющее устройство

Выносное заземление устанавливают при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории, при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли, а также при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках).
Преимущество выносного заземляющего устройства – в возможности выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.). Однако есть и существенный недостаток. Из-за отдаленности заземлителя от защищаемого оборудования на всей или на части защищаемой территории коэффициент прикосновения α1 равен 1. Поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности, в установках до 1 кВ, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения Uпр.доп (с учетом коэффициента напряжения прикосновения, учитывающего падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек, α2):

где I3 - ток, стекающий в землю через заземляющее устройство;
R3 - сопротивление растеканию тока заземляющего устройства.
Кроме того, при большом расстоянии до заземлителя может значительно возрасти сопротивление заземляющего устройства в целом за счет сопротивления заземляющего проводника.
Контурное заземляющее устройство (рис. 2) характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным. Безопасность при распределенном заземляющем устройстве может быть обеспечена не только уменьшением потенциала заземлителя, но и выравниванием потенциалов на защищаемой территории до значений, при которых максимальные напряжения прикосновения и шага не превышают допустимых. Это достигается за счет соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.

Рис. 3 Контурное заземляющее устройство

Искусственные заземлители предназначены исключительно для целей заземления. Для них применяют вертикальные и горизонтальные электроды.
В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т. п., металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, металлические шпунты гидротехнических сооружений и т. п.
В процессе эксплуатации может произойти повышение сопротивления растеканию тока заземлителя сверх расчетного значения, поэтому необходимо периодически контролировать значение сопротивления заземлителя.

Литература

1.	Технические средства защиты от поражения электрическим током // Вестник ИЭК. – 2006. – № 11. – С. 1-4.
2.	Шеховцов, В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению / В.П. Шеховцов. – М. : Форум, ИНФРА-М, 2008. – 136 с.
3.	http://bgd.alpud.ru/bgd_.htm#Techn_method