Как земля проводит ток и почему заземление работает

Заземление – одно из базовых понятий в электротехнике. С его помощью осуществляется принудительное замыкание токопроводящих частей электроустановки в землю. Это обязательное требование для её безопасной эксплуатации.

Как работает заземление? 

Принцип работы заземления базируется на следующих утверждениях: 

• Нельзя полностью избежать пробоя изоляции на корпус электроустановки, а также значительно уменьшить её сопротивление.
• Когда потенциал затрагивает корпус, это невозможно определить по внешним параметрам.
• Если в этом случае человек дотронется до корпуса электроустановки, он окажется под воздействием высокого потенциала.
• В данной ситуации электрический ток проходит через тело человека от проводящей поверхности к земле, что опасно для жизни.
• Чтобы избежать этой опасности, необходимо достичь разности потенциалов между приводящей поверхностью и землёй. Для этого следует при помощи провода с небольшим сопротивлением соединить с землёй части корпуса, выполненные из металла. 

Благодаря этому в случае пробоя изоляции основной ток уйдёт в землю, не затрагивая тело человека. 

Почему земля обладает низким сопротивлением? 

Закон Ома гласит, что ток во всех случаях протекает по замкнутому контуру. То есть ток движется через электроустановку с подключённой к ней системой заземления от одного из полюсов электростанции до заземляющего электрода. Небольшое заземление всей конструкции не гарантирует малое сопротивление обратной ветви цепи. Почва обладает достаточно большим удельным сопротивлением, поэтому кажется, что тело человека не становится дополнительным элементом заземления. 

Стоит учитывать, что сопротивление обратной ветви контура заземления будет небольшим, поскольку между заземляющими электродами электроустановки и электростанции сечение среды очень велико. 

Благодаря этому система заземления не только обеспечивает отличную защиту и надёжность без обрывов, но и позволяет избежать прокладки доп.кабеля для коммутации соединителей электростанции и объекта. 

Что ещё нужно знать о заземлении? 

Важно понимать, что для качественной работы системы заземления необходимо, чтобы переходной сопротивление, возникающее между землёй и заземляющий электродом, было невелико. Этого можно достигнуть благодаря большой площади контакта (для этого выполняют сварку крепко скреплённых друг с другом пластин), а также с помощью установки электродов в грунте ниже глубины его промерзания, поскольку в этом случае его удельное сопротивление резко увеличивается. С реализацией данной задачи отлично справляются вертикальные заземлители. 

Сопротивление человеческого тела равняется нескольким сотням Ом, поэтому максимально допустимое сопротивление системы заземления не может составлять более 4 Ом.