Захисне заземлення робиться для зниження напруги між землею і частинами електроустановки, які потрапили під напругу, до безпечного значення.

Заземлення електроустановок буває двох типів: захисне заземлення і заземлення на нейтраль (занулення).

Захисне заземлення - це спеціальне з'єднання із землею корпусів електричних машин і приладів, які можуть опинитися під напругою.

У випадку пробою ізоляції між фазою і корпусом машини, якщо людина доторкнулася до машини, то вона виявляється зашунтованою мізерно малим

опором захисного заземлення, при цьому струм, що проходить через людину, є безпечним. Захисне заземлення складається із заземлювача і заземлю-вальних провідників. Як заземлювач зазвичай використовують сталеві труби діаметром 30-50 мм або профіль розміром від 40 х 40 мм довжиною 2,5-3 м. Заземлювач забивають у землю, а верхні кінці зварюють стальною смугою або прутом перерізом не менше 50 мм².

Захисному заземленню підлягають металеві корпуси електричних машин, трансформаторів, каркаси щитів, пультів і шаф, труби електропроводок, а також ручний електроінструмент.

Занулення - це з'єднання корпусів електричних машин і приладів, які можуть опинитися під напругою не із землею, а із заземленим нульовим проводом. Це призводить до того, що замикання будь-якої з фаз на корпус приладу або машини перетворюється на коротке замикання цієї фази з нульовим проводом. У результаті великий струм короткого замикання викликає спрацьовування захисту і пошкоджена установка відключається. Схема занулення складається з провідника заземлення нейтралі джерела струму, нульового захисного провідника і повторного заземлення нульового захисного провідника.

Для захисту персоналу від ураження електричним струмом застосовують різні захисні засоби: діелектричні (гумові) рукавички, слюсарно-монтажний інструмент з ізольованими ручками, діелектричні (гумові) боти і килимки та ін. Роль запобіжних засобів відіграють плакати: «Обережно! Висока напруга», «Не вмикати! Працюють люди».

Для попередження нещасних випадків ураження електричним струмом необхідний постійний контроль за станом ізоляції електричних установок. Перевіряють стан ізоляції в нових установках, установках після ремонту і модернізації, а також після тривалої перерви в роботі. Опір ізоляції силових і освітлювальних електропроводок повинен бути не менше 0,5 МОм.

Опір ділянки кола, представленого шаром шкіри людини, має не тільки активну складову, але через тонкий роговий шар шкіри, що є діелектриком, має ємнісну складову.

Таким чином, повний опір тіла людини (Ом) за будь-якої частоти:

де Zш- повний опір зовнішнього шару шкіри, Ом;

R_BH - внутрішній опір тіла людини, Ом.

Повний опір зовнішнього шару шкіри може бути визначений за формулою:

де R_ш- активний опір зовнішнього шару шкіри, Ом;

Х_ш - ємнісний опір зовнішнього шару шкіри, Ом.

Ємнісний опір Х_ш змінюється залежно від частоти за формулою:

де ω - колова, або циклічна частота, рад/с; f - частота струму, Гц;

С - ємність зовнішнього шару шкіри, Ф.

Електрична ємність зовнішнього шару шкіри пропорційна площі поверхні дотику S зі струмопровідною частиною й обернено пропорційна товщині рогового шару шкіри d.

де ε₀- електрична стала, що становить 8,85 ■ 10 ¹² Ф/м;

ε - відносна діелектрична проникність рогового шару шкіри, що дорівнює 200-250.

З аналізу формули для обчислення Х_ш випливає, що зі збільшенням частоти ємнісного опору зменшується і шунтує активний опір зовнішнього шару шкіри R_ш. Отже, при великих частотах (5-20 кГц) повний опір можна вважати рівним внутрішньому опору тіла людини.

Це матеріал з підручника "Електротехніка та основи електроніки" Гуржій 2020