1.3. Технічні засоби захисту в електроустановках
1.3.1 Захисне заземлення
Заземленням (мал. 3) називається з'єднання із землею не лише металевих частин електроустаткування через металеві деталі, що закладаються в землю і звані заземлювачі, і деталі, що прокладаються між заземлювачами і корпусами електроустаткування, звані заземляючими провідниками. Провідники і заземлювачі зазвичай робляться з низковуглецевої сталі, званої в просторіччі залізом.

Заземлювачі у вигляді штирів, що забиваються в землю, називаються електродами, і можуть бути одиночными або груповими. Заземлювач має характеристики, обумовлені стіканням по ньому струму в землю. До характеристик заземлювача відносяться:
напруга на заземлювачі;
зміна потенціалів крапок в землі навколо заземлювача залежно від їх відстані від заземлювача в зоні розтікання струму — вид потенційної кривої;
вид ліній рівного потенціалу — еквіпотенціальних ліній на поверхні землі;
опір заземляючого пристрою;
напруга дотику і кроку.
На (мал. 4) показана схема простого заземлювача у вигляді стрижня або труби, що забиваються в землю і вид потенційних кривих і еквіпотенціальних ліній.

При відстані менше 40 м між одиночними заземлювачами в груповому заземлювачі їх зони розтікання накладаються один на одного, і виходить одна зона розтікання групового заземлювача, якою відповідає своя потенційна крива.
1.3.2 Занулення
Занулення (мал. 5) передбачає глухе заземлення нейтралі джерела або трансформатора трифазного струму, одного виведення джерела однофазного струму, наявність нульового дроту і його повторного заземлення.
Заземлення нейтралі джерела струму має на меті знизити напругу на корпусах устаткування і на нульовому дроті, з яким ці корпуси сполучені, до безпечного значення при замиканні фазного провідника на землю, при цьому створюється шлях для струму Iф-з.

Нульовий захисний провідник призначений для збільшення струму короткого замикання lk з метою дії цього струму на захист. Збільшення lк відбувається за рахунок зменшення опору струму за наявності нульового дроту в порівнянні з тим, якби струм йшов через землю.
Повторне заземлення нульового дроту призначене для зниження напруги на корпусах устаткування при замиканні фази на корпус як при справному, так і при обірваному нульовому дроті.
Занулення в електроустановках до 1000 В застосовується в 4-дротяних мережах з глухо-заземленою нейтраллю трансформатора або генератора, в мережах із заземленим виведенням джерела однофазного струму, в мережах із заземленою середньою точкою джерела постійного струму.
Занулення виконується в тих же випадках, що і захисне заземлення.
Граничні величини опорів заземляючих пристроїв в системі занулення приведені в табл. 2.
Таблиця 2. Граничні величини опорів заземляючих пристроїв.
Напруга мережі, В
Опір, Ом

Лінійне
3-фазного струму
однофазного струму
Заземляючого пристрою нейтралі трансформатора або генератора
Заземлювача, розташованого у нейтралі
загальне всіх повторних заземлень нульового дроту
кожного повторного заземлення нульового дроту

660
380
2
15
5
15

380
220
4
30
10
30

220
127
8
60
20
60

Як нульові захисні провідники використовуються нульові робочі провідники, за винятком провідників з пересувним електроприймачам. У ланцюзі нульових захисних провідників не повинно бути апаратів, роз'єднуючих ці провідники, зокрема запобіжників.
Перевірка занулення на відповідність вимогам ПУЭ проводиться під час монтажу, при здачі після монтажу і при експлуатації.
Перевіряють наступні параметри:
опір заземлень нейтралі і повторних;
відношення струму однофазного КЗ на корпус і номінального струму плавкої вставки запобіжника або струму вставки автомата на контрольованій ділянці мережі, причому це відношення повинне бути не меншого 3, а для автоматів тільки з електромагнітними розчіплювачами на номінальний струм до 100А кратності повинна бути не меншого 1,4 і для автоматів на струм більш 100А — 1,25.
1.3.3 Захисне відключення
Пристрій захисного відключення (УЗО) складається з чутливого елементу, що реагує на зміну контрольованої величини, і виконавського органу, що відключає відповідну ділянку мережі.
Чутливий елемент може реагувати на потенціал корпусу, струм замикання на землю, напругу і струм нульової послідовності, оперативний струм. Як вимикачі можуть застосовуватися контактори, магнітні пускачі, автоматичні вимикачі з незалежним розчіплювачем, спеціальні вимикачі для УЗО.
Призначення УЗО — захист від поразки електричним струмом шляхом відключення ЭУ при появі небезпеки замикання на корпус устаткування або безпосередньо при тому, що стосується токоведущих частин людиною.
УЗО застосовується в ЭУ напругою до 1000 В з ізольованою або глухозаземленной нейтраллю як основний або додатковий технічний спосіб захисту, якщо безпека не може бути забезпечена шляхом застосування заземлення або занулення або якщо заземлення або занулення не можуть бути виконані з деяких причин.
УЗО обов'язково для контролю ізоляції і відключення ЕУ при зниженні опору ізоляції в ЕУ спеціального призначення, наприклад, в підземних гірських виробленнях (реле витоку).
Прикладом УЗО є захисний-відключаючий пристрій типа ЗОУП—25, призначений для відключення і включення силових трифазних ланцюгів при напрузі 380В і струмі 25А в системах з глухозаземленной нейтраллю, а також для захисту людей при тому, що стосується токоведущих частин або корпусів устаткування, що опинилися під напругою.
1.3.4 Електричне розділення мереж
Електричне розділення мереж здійснюється через спеціальний розділовий трансформатор, який відокремлює мережу з ізольованою або глухозаземленной нейтраллю від ділянки мережі, що живить електроприймач. При цьому зв'язок між живлячою мережею і мережею приймача здійснюється через магнітні поля, ділянка мережі приймача і сам приймач не зв'язуються із землею. Розділовий трансформатор є спеціальний трансформатор з коефіцієнтом трансформації, рівному одиниці, напругою не більш 380В, з підвищеною надійністю конструкції і ізоляції. Від трансформатора звільняється живлення не більш одного приймача із струмом не більше 15 А. Як розділові трансформатори можуть бути використані трансформатори що знижують з вторинною напругою не більше 42 В, якщо вони задовольняють вимогам до розділового трансформатора.
1.3.5 Використання малої напруги
Мала напруга (не більш 42В між фазами і по відношенню до землі) застосовується для ручного інструменту, переносного і місцевого освітлення в будь-яких приміщеннях і поза ними. Воно застосовується також в приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних для живлення світильників місцевого стаціонарного освітлення, якщо вони розташовані на висоті менше 2,5 м. Поширена в застосуванні напруга 36В, а в замкнутих металевих місткостях повинна застосовуватися напруга не більше 12 В.
1.3.6 Вирівнювання потенціалів
Як відомо, напруга дотику або кроку виходить тоді, коли є різниця потенціалів між підставою, на якій коштує людина, і корпусами устаткування, яких він може торкнутися, або між ногами. Якщо з'єднати за допомогою додаткових електродів і провідників місця можливого торкання тілом людини, то не буде різниці потенціалів і пов'язаної з нею небезпеки.
Вирівнювання потенціалів корпусів електроустаткування і пов'язаних з ним конструкцій і підстави здійснюється пристроєм контурного заземлителя, електроди якого розташовуються навколо будівлі або споруди із заземленим або зануленим устаткуванням. Усередині контурного заземлителя під підлогою приміщення або майданчика прокладаються горизонтальні подовжні і поперечні електроди, сполучені зваркою з електродами контура. За наявності занулення контур приєднується до нульового дроту.
Вирівнювання потенціалів корпусів устаткування і конструкцій здійснюється приєднанням конструкцій і всіх корпусів до мережі занулення або заземлення.
Вирівнювання потенціалів застосовується як додатковий технічний спосіб захисту за наявності занулення або заземлення в приміщеннях з підвищеною небезпекою або особливо небезпечних.
Застосування вирівнювання потенціалів обов'язкове в тваринницьких приміщеннях.
Пристрій вирівнювання потенціалів здійснюється за проектом.
1.3.7 Ізоляція
Ізоляція використовується як захисна міра в обмеженні значення сили струму, що протікає через тіло людини при різних обставинах. Стан ізоляції залежить від:
матеріалу ізоляції;
конструкції ЭУ;
умов виробничої.
Якість ізоляції характеризується опором струму витоку. Для контролю стану електричної ізоляції проводять періодичні випробування ізоляції. Випробування проводять за допомогою мегомметров. Існують також прилади безперервного контролю ізоляції. При зниженні опору нижче 0,5 мОм подається світловий сигнал.
Подвійна ізоляція - ізоляція, що складається з робочої і додаткової.
Робоча ізоляція - для забезпечення нормальної роботи установки і захисту від поразки струмом, додаткова - ізолює людину від металевих нетоковедущих частин, які можуть випадково опинитися під напругою. Така подвійна ізоляція широко застосовується при створенні ручних електричних машин. При цьому спеціальні заходи - заземлення і занулення корпусів вже не потрібні.
Ізолюючі електрозахисні засоби.
Основні - здатні тривалий час витримувати робочу напругу електро-пристроїв. Тому ними дозволяється стосуватися токоведущих частин, що знаходяться під напругою. Це:
діелектричні гумові рукавички, інструмент з ізолюючими рукоятками і покажчики напруги до 1000В;
кліщі електровимірювань, покажчики напруги понад 1000 В.
Додаткові володіють недостатньою електричною міцністю, тому їх призначення - підсилити дію засобів основних. Це діелектричні галоші, килимки, підставки - до 1000 В і діелектричні рукавички, боти, килимки - понад 1000 В.