План работ по профилактике электротравматизма на предприятии. Меры предупреждения электротравматизма. диэлектрические ковры, которые испытания не проходят
Условия эксплуатации электрического оборудования с точки зрения безопасности труда коренным образом отличаются от условий эксплуатации другого оборудования. Электрический ток не имеет внешних признаков, и органы чувств человека не обнаруживают грозящей ему опасности. При эксплуатации, ремонте электрического оборудования очень важно соблюдать как технические, так и организационные требования безопасности.
Технические способы и средства защиты от поражения электрическим током. К наиболее распространенным техническим способам и средствам защиты относятся: изоляция токоведущей части, ограждения, электрическое разделение сетей, применение малых напряжений, электрозащитные средства, сигнализация и знаки безопасности, защитное заземление, зануление, защитное отключение.
Изоляция токоведущих частей. Для обеспечения нормальной работы электроустановок и защиты от поражения электрическим током применяется рабочая изоляция – электрическая изоляция токоведущих частей. Может предусматриваться также дополнительная изоляция для защиты в случае повреждения рабочей изоляции. Изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, называется двойной изоляцией.
Оградительные устройства (ограждения). С целью исключения возможности прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние применяются ограждения. Защитные ограждения должны обладать соответствующими электрическими и механическими свойствами. Они могут иметь различное конструктивное исполнение (сплошные, сетчатые). Ограждения должны сниматься или открываться специальным инструментом или ключом.
Электрическое разделение сетей. Разветвленные сети большой протяженности имеют значительные емкости и небольшие активные сопротивления изоляции относительно земли. Однофазное прикосновение в таких случаях весьма опасно. Электрическое разделение сети, т.е. разделение сети на отдельные, не связанные между собой участки, способствует резкому снижению опасности поражения электрическим током за счет уменьшения емкостной и активной проводимости. Для разделения сети применяются разделяющие трансформаторы, позволяющие изолировать электроприемники от сети, а также преобразователи частоты и выпрямительные устройства, которые связываются с питающей их сетью через трансформаторы.
Применение малых напряжений. Малым называется номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малые напряжения используются для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных.
Электрозащитные средства. По назначению электрозащитные средства условно разделяются на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.
Изолирующие средства служат для изоляции человека от токоведущих частей. В свою очередь, они подразделяются на основные и дополнительные. К основным относятся средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок. Они позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. К основным изолирующим средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся изолирующие штанги, изолирующие и электромагнитные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения.
К дополнительным относятся средства защиты, которые сами по себе не обеспечивают защиту от поражения током, а применяются совместно с основными средствами. В электроустановках напряжением до 1000 В к дополнительным средствам защиты относятся диэлектрические галоши и коврики, изолирующие подставки.
Ограждающие средства служат для временного ограждения токоведущих частей, а также предупреждения ошибочных операций с коммутационной аппаратурой. К ним относятся переносные ограждения (щиты, клетки), изолирующие накладки, переносные заземления.
Вспомогательные средства применяются для защиты от падения с высоты, а также от световых, тепловых, механических и химических воздействий в электроустановках. К ним относятся предохранительные пояса, страхующие канаты, когти, защитные очки, брезентовые рукавицы, противогазы и пр.
Применяемые в электроустановках защитные средства подвергают периодическим испытаниям.
Сигнализация (звуковая и световая) предназначена для предупреждения персонала о наличии напряжения или его отсутствии в электроустановках.
Плакаты и знаки безопасности служат для предупреждения об опасности приближения к частям установок, находящихся под напряжением, а также для напоминания о наличии напряжения, заземления и пр.
В зависимости от назначения плакаты и знаки делятся на предупреждающие («Стой – напряжение», «Не влезай – убьет» и др.); запрещающие («Не включать – работают люди» и др.); предписывающие («Работать здесь» и др.); указательные («Заземлено»).
Защитное заземление (рис. 10.4а) – это преднамеренное соединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, с землей. Защитное заземление снижает (до безопасных пределов) напряжение прикосновения и тока, обусловленных замыканием на корпус. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов регламентирует ГОСТ 12.1.038-82. Область применения защитного заземления – трехфазные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.
| |
|||
Рис. 10.4. Средства, обеспечивающие электробезопасность при аварийном
состоянии электрооборудования: а) защитное заземление;
б) зануление: 1 – электроустановка; 2 – заземлитель; 3 – нулевой защитный проводник; 4 – аппаратура защиты
Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называют заземляющим устройством. В качестве таких устройств в первую очередь используют естественные заземлители, например металлическую арматуру железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений.
Зануление (рис. 10.4б) – это преднамеренное соединение с нулевым проводником металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением. Область применения зануления – трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухо заземленной нейтралью.
Назначение зануления то же, что и заземления, однако решается эта задача другим способом – автоматическим отключением поврежденной электроустановки от питающей электросети. При электрическом замыкании фазы на корпус она окажется соединенной накоротко с нулевым проводником, благодаря чему через защиту (плавкий предохранитель или автомат) потечет ток короткого замыкания, который и вызовет перегорание предохранителя или отключение автомата.
Запрещается в одной и той же цепи производить защитное заземление и зануление разных корпусов электрооборудования, а также последовательно включать несколько заземляемых корпусов электрооборудования.
Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электрооборудования при возникновении опасности поражения током. Эта опасность возникает при замыкании на корпус вследствие старения или повреждения изоляции токоведущей части. Следует отметить, что только приборы защитного отключения реагируют на токи утечки (величиной до 300 мА), возникающие при старении изоляции. Выявления таких токов весьма важно для предотвращения возгорания при размещении электрооборудования во взрывопожароопасных помещениях.
Основными частями любого устройства защитного отключения являются датчик, реагирующий на изменение какого-нибудь параметра электрической цепи, и автоматический включатель, срабатывающий при поступлении от датчика соответствующего сигнала.
Организационные мероприятия по безопасной эксплуатации электроустановок. Требования к персоналу. Пригодность персонала определяется при приеме его на работу и периодически медицинским освидетельствованием. К работам в электроустановках допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний техники безопасности и инструкций в соответствии с занимаемой должностью, применительно к выполняемой работе с присвоением соответствующей квалификационной группы по технике безопасности с 1 по 5.
Организация работ. К организации безопасной работы в электроустановках относятся оформление работы, допуск к работе, надзор во время работы, оформление перерывов и переводов.
Оформление разрешения на проведение работ в действующих электроустановках может быть нарядом, распоряжением и перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации.
Ответственными за безопасность работ являются лицо, выдающее наряд или отдающее распоряжение; ответственный руководитель работ; производитель работ; наблюдающий и члены бригады. Выдачу нарядов и распоряжений производят лица, ответственные за электрохозяйство предприятия, имеющие квалификационную группу в установках напряжением до 1000 В не ниже 4.
Требования безопасности к переносному электрооборудованию сводятся главным образом к обеспечению надежного защитного заземления, так как у переносного оборудования большая вероятность повреждения изоляции проводов, а следовательно, и поражения работающего током. Еще большую опасность поражения током представляют электрифицированные инструменты (электродрели, утюги, электроножницы и пр.), так как они во время работы постоянно находятся в руках рабочего. Поэтому работать на передвижном оборудовании с электрифицированным инструментом без подключения к защитному заземлению категорически запрещается. Заземляется переносное оборудование и инструменты посредством заземляющего провода, который не должен одновременно служить проводником рабочего тока.
Электроинструменты, как правило, применяются с малым напряжением – до 42 В. При напряжении более 42 В даже при наличии защитного заземления работать с электроинструментом следует в диэлектрических перчатках.
Раз в шесть месяцев электроинструменты необходимо испытывать на диэлектрическую прочность и выдавать для работы только проверенными, исправными и укомплектованными вилкой штепсельного разъема.
Как указывает статистика, злосчастных случаев от поражения электронным током становится меньше. Но это не должно вести к самоуспокоению, напротив, нужно усилить борьбу за полное ликвидирование травматизма от поражения электронным током.
Как происходит поражение организма человека электронным током?
Человеческое тело следует рассматривать как проводящую массу, окруженную диэлектриком - внешним кожным покровом.
Сопротивление человеческого тела электронному току зависит приемущественно от состояния внешнего кожного покрова.
Сопротивление - величина переменная, разная не только лишь у различных людей, но даже у 1-го и такого же человека, зависимо от ряда причин (увлажнения кожи, потовых выделений, наличия железной пыли и пр.).
Сопротивление человеческого тела меняется в широких границах (от нескольких сотен тыщ до одной тыщи омов), а время от времени (в особо неблагоприятных критериях) и до 400-500 ом. Расчетным сопротивлением принято считать 1000 ом.
Смертельной величиной является сила тока от 0,1 а и выше, небезопасной величиной - ток от 0,05 а и выше. Более небезопасным считается переменный ток частотой от 40 до 60 гц.
Более сильное воздействие ток оказывает на центральную нервную систему, нарушая электронные процессы, характерные живой материи, с которыми связана ее жизнедеятельность. При поражении электронным током происходят также такие явления, как механический разрыв тканей тела, ожоги, хим явления (электролиз крови) и др.
Поражения электронным током делят на электронные удары и электротравмы.
Электронный удар более небезопасен. Он выражается в том, что при прохождении электронного тока через человеческое тело поражается весь организм.
Электротравмы - это случаи, при которых получаются электронные знаки и металлизация кожи. К электротравмам также относят повреждения при падении с высоты во время обслуживания электронных установок.
Основными причинами поражения человека при электронном ударе является работа под напряжением, неисправное состояние электроустановок, случайное прикосновение к находящимся под напряжением токо ведущим частям конкретно либо металлическими и другими предметами.
При конкретном случайном соприкосновении с токо ведущими частями создается большая опасность поражения электронным током. В особенности небезопасно случайное прикосновение человека сразу к двум разным фазам установки, находящейся под напряжением. При таком прикосновении ток добивается наибольшей величины, обусловливаемой только сопротивлением человеческого тела. Опасность возрастает к тому же поэтому, что почти всегда человек прикасается к обеим фазам 2-мя руками и путь тока лежит через внутренние органы человека (сердечко, дыхательные органы и т. д.). Не считая того, на человека в данном случае повлияет полное рабочее напряжение установки и изоляция ее не оказывает собственного защитного деяния.
Все случаи электро травматизма подлежат регистрации.
Данные статистики электро травматизма подтверждают возможность томного поражения электронным током при двухфазном включении даже при напряжении 65 в.
Электро травмы обычно сопровождаются прохождением электронного тока через землю.
Персонал, обслуживающий электронную установку либо соприкасающийся с ней, также соединен с землей через сопротивления большей либо наименьшей величины, зависящей от состояния тела, материала пола, параметров обуви и т. д. Потому для человека может представить опасность не только лишь одновременное включение на две фазы электронной установки, да и прикосновение к одной фазе, потому что при всем этом через землю появляется электронная цепь, в которую врубается человек.
Прикосновение к одной фазе может быть в почти всех случаях при работе под напряжением (к примеру, при подмене перегоревших ламп, прикосновении к проводу с покоробленной изоляцией и в особенности при работе с переносными электроприборами и электроинструментом).
Следует также подразумевать, что в сетях переменного тока при соприкосновении человека с какой-нибудь фазой через его тело, не считая тока утечки (активного тока), проходит также ток, обусловленный емкостью сети по отношению к земле (емкостный ток).
При изолированной нейтрали установки человеческое тело врубается на линейное напряжение поочередно с сопротивлением сети. Если сопротивление сети становится близким к нулю, то человеческое тело оказывается конкретно включенным на полное линейное напряжение.
Однофазовое включение может появиться, когда работы (к примеру, по измерениям) делают без защитных средств, при использовании устройствами с неудовлетворительной изоляцией токо ведущих частей, также при переходе напряжения на железные конструктивные части оборудования.
При неповрежденных диэлектрических галошах в случае внедрения изоляционного основания опасность поражения может быть сведена к минимуму.
Электронные ожоги появляются при самых различных маленьких замыканиях, сопровождающихся возникновением электронной дуги.
Недлинные замыкания в установках напряжением до 1000 в происходят при соединении фаз любым железным предметом (инвентарем), при неверном включении рубильников асинхронных электродвигателей с отключенным реостатом ротора, при установке предохранителей, когда куцее замыкание в сети не устранено, при отключениях и т. п.
В установках напряжением выше 1000 в самую большую опасность в отношении ожогов представляет отключение разъединителей под нагрузкой.
Различают три степени ожогов: 1-ая - покраснение кожи, 2-ая - образование пузырей, 3-я - обугливание и омертвление тканей.
Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электрическим током являются: защитное заземление; зануление; защитное отключение; защита от перехода высшего напряжения в сеть низшего; профилактическое испытание изоляции; двойная изоляция; индивидуальные средства защиты; предупредительные плакаты и надписи; применение малых напряжений;
Наиболее распространенными техническими средствами защиты являются: защитное заземление и зануление.
Согласно ГОСТ 12.1.009 - 76 защитным заземлением называется преднамеренное
электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей,
которые могут оказаться под напряжением.
Установки подлежащие заземлению:
Согласно ГОСТ 12.1.030 - 81 защитные заземления или зануления электроустановок следует выполнять:
при номинальном U=380Bи выше переменного тока и 440В и выше постоянного тока - во всех случаях;
при номинальном U от 42В до 380В переменного тока и от 110В до 440В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных;
при любом U в сети во взрывоопасных помещениях.
Нормы защитного заземления:
Согласно ПУЭ сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:
одновременно используется для
электроустановок U<1000В,
то
125/
, но не
больше 100м, где I- ток замыкания на землю, А.
Областью применения защитного заземления являются: 3-х фазные трехпроводные сети U до 1000В с изолированной нейтралью и сетиU>1000В с любым режимом нейтрали.
Устройство защитного заземления.
Для заземления электроустановок используются естественные заземлители – металлические конструкции здания, фундаменты, имеющие плотный контакт с землей. Искусственные заземлители выполняются из труб, стержней, уголка и др. проката. Искусственные заземлители бывают групповые и индивидуальные. Групповое заземление бывает контурное (рис. 2.9.)и выносное (рис. 2.10.). Все соединения должны выполнятся сварными, а к электрооборудованию - болтовое. Размещение заземлителей в земле показано на рис. 2.11.
Зануления (рис.2.12.)
Зануленшем
называется
преднамеренное электросоединение с
нулевым защитным проводником металлических
нетоковедущих частей, которые могут
оказаться под напряжением. Зануление
применяется в сетях напряжением до
1000В с глухим заземлением нейтрали. В
этом случае корпуса электрооборудования
электрически соединяются с нулевым
защитным проводом, имеющим значительно
меньшее сопротивление, чем заземление.
При однофазном замыкании на корпус
будет короткое замыкание, которое
приведет к быстрому срабатыванию защиты
и отключению поврежденного оборудования.
Ток короткого замыкания
должен быть более чем в 3 раза больше
номинального тока, т.е.
. >3
.
Технические мероприятия по предупреждению электротравматизма
К техническим мероприятиям по предупреждению электротравматизма относят:
Выбор типа сети электроснабжения;
Соответствующую изоляцию тоководящих частей электроустановок;
Ограждение неизолированных элементов электроустановок и его блокировку;
Применения малого напряжения;
Защитное заземление электрооборудования;
Зануление электрооборудования;
Защитное отключение электрооборудования при его неисправности;
Индивидуальные электротехнические защитные средства.
5.1. Выбор типа сети электроснабжения
Для снабжения электроэнергией промышленных, общественных и жилых зданий в основном применяют трехфазные сети переменного тока частотой 50 Гц. Наиболее широкое применение в промышленности нашли сети с изолированной нейтралью источника тока (рис. 5.1.) и с глухозаземленной нейтралью источника тока (рис. 5.2.)
Рис. 5.1. Трехфазная сеть с изолированной нейтралью
Рис. 5.2. Трехфазная сеть с глухозаземленной нейтралью и нулевым защитным проводником (Н.З.П)
Анализ этих сетей показывает, что при двухполюсном включении человека в сеть (рис. 5.1., а и рис. 5.2., а) независимо от режима нейтрали источника тока и сопротивления изоляции человек оказывается под линейным напряжением (Uл = ∙ V ф) и через него будет протекать ток величиной Ih (II) =Vл/Rh = 380 / 1000 = 0,38 А = 380 мА, что, значительно выше (при ≥ 1с) тока фибрилляционного допустимого (см. табл. 2). Следовательно при двухполюсном включении человека в сеть обе сети одинаково опасны.
При однополюсном включении человека в сеть небольшой протяженностью (при С = 0) (рис. 5.1, б) величины тока, протекающего через человека, значительно уменьшается вследствие того, что в электрическую цепь последовательно включается сопротивление изоляции (rи) других фаз относительно земли, Ih = Uф / (Rh +) = 220 | (1000 +) = 0,00131 А = 1,31 мА. Такая величина тока значительно ниже тока неотпускающего допустимого (I н.д.= 6 мА) и находится на уровне тока ощутимого. В сетях с глухозаземленной нейтралью при однополюсном включении в сеть (рис. 5.2, а) величина тока, протекающего через человека, будет Ih (I) = Uф / Rh = 220 / 1000 = 0,22 А = 220 мА, что выше допустимого значения тока фибрилляционного. Следовательно сети с изолированной нейтралью небольшой протяженностью, когда их емкостью можно принебречь (С = 0), при однополюсном включении в сеть человека менее опасны, чем сети с глухозаземленной нейтралью источника тока.
Величина тока, проходящего через человека, при однополюсном включении в сеть с изолированной нейтралью и значительной емкостью (рис. 5.1, в), т.е. С ≠ 0, равна Ih = Uф / (Rh + (z/3))= 220 / (1000 +(10000/3)) = 0,0507 А = 50,7 мА. Такая величина тока превышает длительно (> 1с) допустимый ток фибрилляционный (см. табл. 2).
где Z – полное сопротивление изоляции сети относительно земли составляет обычно коло 10 кОм.
При аварийном режиме (когда одна из фаз сети замкнута на землю или оборудование) в сетях с изолированной нейтралью (рис. 5.1, г) при однополюсном включении в сеть человек оказывается практически под линейным напряжением и через него протекает ток, такой же величины, что и при двухполюсном включении в такую же сеть. Величина этого тока равна Ih = ∙ Vф / (Rh + rз) = ∙ 220 / (1000 + (20…30)) ≈ 0,3699 А = 369,9 мА, что значительно превышает длительно ( ≥ 1с) допустимый ток фибрилляционный (табл. 2).
где rз – сопротивление растеканию тока в месте замыкания фазы, обычно равно 20…30 Ом.
В сети с глухозаземленной нейтралью источника тока (рис. 5.2, б) при аварийном режиме и однополюсном включении человека в сеть он окажется под напряжением прикосновения (Uф < Uпр < Uл) больше фазного, но меньше линейного напряжения. При Uф = 220 В достигнет величины Uпр = 240 – 260 В, а ток, проходящий через человека, величины Ih = 260 / (1000 + )) = 0,2591 А = 259,1 мА, что также значительно больше длительно ( ≥ 1с) допустимого тока фибрилляционного (табл. 2). Где R 0 – сопротивление основного заземляющего устройства нейтрали источника тока, R 0 = 4 0м.
Анализ сетей по опасности поражения человека током показал, что менее опасны сети с изолированной нейтралью небольшой протяженностью при нормальном режиме. Во всех других случаях сети с изолированной и глухозаземленой нейтралью источники тока практически одинаково опасны как при однополюсном, так и двухполюсном включении в электрическую сеть в нормальном и аварийном режимах работы.
Сети с изолированной нейтралью применяют в тех случаях, когда можно поддерживать сопротивление изоляции на высоком уровне и когда емкость сети относительно земли незначительна (сети небольшой протяженности – до 1 – 1,5 км). Их применяют в опасных и особо опасных производствах по поражению электрическим током (шахты, рудники, взрывоопасные помещения), а также когда при аварийном режиме нельзя отключить потребителя(I категория).
Во всех других случаях предпочтение отдают сетям с глухозаземленной нейтралью, в которых можно применять оборудование на два напряжения (на 220 и 380 В) без дополнительных понижающих устройств, а защита осуществляется путем его селективного автоматического отключения при авариях или неисправностях.
Сети при напряжении выше 1000 В представляют повышенную опасность независимо от режима нейтрали, режима работы или вида включения в электрическую сеть (однополюсное или двухполюсное включение). Во всех случаях величина тока, протекающего через человека, будет значительно (в несколько раз, а иногда и на несколько порядков) превышает допустимые значения.
5.2.Сопротивление изоляции токоведущих частей
Состояние изоляции в значительной мере определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. Сопротивление изоляции в сетях с изолированной нейтралью определяет ток через человека (см. рис 5.1). В сетях с заземленной нейтралью ток через человека не зависит от сопротивления изоляции (рис. 5.2), но при плохом ее состоянии часто происходит ее повреждение, что приводит к коротким замыканиям на землю (корпус), а это представляет опасность поражения людей током, прикоснувшимся к корпусу оборудования или появлению шагового напряжения на территории электроустановки.
Сопротивление изоляции в установках напряжением до 1000 В регламентировано ПУЭ, ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей и должно быть не менее 0,5 МОм в условиях с нормальными параметрами окружающей среды. При повышенной влажности окружающей среды или при агрессивных газах и парах (пары кислот и щелочей), сопротивление изоляции проводов и кабелей должны быть не менее 1,0 МОм. Для электрических печей – ванн с расплавленными средами сопротивление изоляции этих объектов в холодном состоянии должно быть не ниже 0,5 МОм. Необходимое сопротивление изоляции электродвигателей, трансформаторов и другого электрооборудования рассчитывается по специальным формулам, приведенным в ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей.
Регламентируется сопротивление изоляции только отдельных участков сети, находящихся между двумя разъединителями (рис. 5.3.) или двумя предохранителями. Нормируется сопротивление между фазами, а также между каждой фазой и землей. В установках напряжением до 1000 В сопротивление изоляции измеряют не реже одного раза в год при помощи мегаомметра (МОм) на напряжение 1000 В. (см. рис. 5.3).
В электроустановках напряжением выше 1000 В сопротивление изоляции испытывают повышенным выпрямленным напряжением величиной Uис = (2 - 6) ∙ Uн в течение 5…15 мин в зависимости от номинального напряжения (Uн) испытуемой сети. Если за время испытания не произошел пробой изоляции, то считается она выдержала испытание. После испытания повышенным напряжением обязательно нужно проверить целостность изоляции мегаомметром, т.к. в момент отключение от источника испытания мог произойти пробой и приборы его не зарегистрировали.
На подстанциях напряжением выше 1000 В часто проводят постоянный контроль за сопротивлением изоляции при помощи специальных устройств и приборов.
Рис. 5.3. Схема измерения сопротивления изоляции мегаомметром
5.3. Ограждение и блокировка электрооборудования
Многие элементы электроустановок (контакты включателей, ножи рубильников, металлические нагреватели электропечей, металлические электроды печей-ванн с расплавленными средами, электроды ионного нагрева и электролитического травления, индукторы установок ТВЧ, троллеи для мостовых кранов и кранбалок и т.п.) по условиям работы не изолируются. Кроме того, часть элементов электроустановок находятся под высоким напряжением (повысительный трансформатор, колебательный контур анодного напряжения, высокочастотный закалочный трансформатор установок ТВЧ и др.), к которым приближаться на расстояние менее допустимого опасно.
Чтобы исключить возможность прикосновения к неизолированным элементам или опасного приближения к изолированным токоведущим частям высокого напряжения их ограждают или располагают на недоступной высоте либо в недоступном месте. При повышенной опасности ограждения блокируют с включателями электроустановок.
В установках напряжением до 1000 В ограждения могут быть как сплошными, так и сетчатыми. Размер ячейки сетки не более 25 х 25 мм. Высота ограждений в помещениях должна быть не менее 1,8 м; расстояние от токоведущих частей до ограждений (в установках U ≤ 1000 В): при сплошном – не менее 95 мм, при сетчатом – не менее 165 мм.
Применяют в цехах два вида блокировок: механические и электрические. Механические блокировки применяют для блокирования кожухов рубильников, пускателей, выключателей с их включающим устройством (рис. 5.4). При включенном рубильнике (пускателе) механическое устройство не позволяет снять ограждающий кожух, а при снятом ограждающем кожухе механизм не позволяет включить рубильник (пускатель).
Рис. 5.4. Механическая блокировка рубильника
1 – рубильник; 2, 3 – выступы; препятствующие включению рубильника при снятом кожухе или снятию кожуха при включенном рубильнике
Электрические блокировки в цехах применяют для блокирования с электромагнитными пускателями (контакторами) заслонок и крышек электрических нагревательных камерных и шахтных печей, ограждающие кожухи конденсаторных батарей машинных генераторов, дверцы металлических шкафов ламповых генераторов ТВЧ (анодный трансформатор, анодный выпрямитель, колебательный контур, высококачественный закалочный трансформатор и др.). При расположении машинных и ламповых генераторов ТВЧ в отдельных помещениях двери в них блокируют с пускателями установок.
Принципиальная схема электрической блокировки двери с электромагнитным пускателем приведена на рисунке 5.5.
Рис. 5.5. Схема электрической блокировки дверей
Принцип действия электрической блокировки состоит в том (рис. 5.5), что в цепь управления магнитного пускателя или контактора установлены специальные контакты БК, механически связанные с открывающимися устройствами в ограждениях. При открывании дверей блокировочные контакты БК размыкают цепь катушки МП пускателя, что приводит к отключению электроустановки от электрической сети. При обрыве этой цепи электроустановка отключается так же, как и при открывании дверей. Это предотвращает возможность несчастного случая при неисправной цепи блокировки. Электроустановка не может быть включена при закрывании дверей, так как замыкание блокировочных контактов БК еще недостаточно: для включения электроустановки требуется обязательно нажать кнопку «Пуск».
Для обеспечения безопасности необходимо, чтобы блокировочные контакты размыкались уже при незначительном растворе дверей (100 – 150 мм), чтобы человек не мог проникнуть за ограждение при неразомкнувшихся контактах.
Электрические блокировки люков и дверей в ограждении грузоподъемных кранов должны автоматически отключать неизолированные троллейные шины при выходе персонала на галерею крана.
В производствах особо опасных по поражению электрическим током при напряжении переменного тока свыше 12 В, постоянного свыше 15 В; в производствах повышенной опасности – при напряжении переменного тока свыше 36 В и постоянного тока свыше 40 В при работе на электрооборудовании электрические блокировки должны исключать прикосновение рабочего инструментом к токоведущим элементам и токопроводящим средам ванн. Для этого двери и другие открывающие устройства в ограждениях необходимо блокировать с магнитным пускателем установки.
5.4. Применение малого напряжения
В промышленности широкое применение нашел ручной переносной электрифицированный инструмент, а также стационарные электроустановки, при эксплуатации которых человек может прикоснуться к токоведущим частям, находящимся под напряжением (электрические печи сопротивления, гальванические ванны, электрические ванны с расплавленными средами, индукторы установок ТВЧ и т.п.). Для создания необходимого уровня электробезопасности при эксплуатации таких электроустановок применяют малое напряжение, такой величины, что при прикосновении к элементам, находящимся под напряжением, напряжение прикосновения не превышает длительно допустимого значения.
Длительно допустимое напряжение прикосновения зависит от параметров помещений и окружающей среды в них.
По степени опасности поражения людей электрическим током ПУЭ делит помещения на три категории:
I – с повышенной опасностью, к которым относятся помещения сырые (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %); жаркие (температура длительно превышает 30°С); с токопроводящими полами; а также помещения, в которых возможно одновременное прикосновение человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям здания, технологическим аппаратом (механизмом и т.п.), с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.
II. Особо опасные, к которым относятся помещения: особо сырые (относительная влажность близка к 100%); с химически активной средой; имеющие два или более признака помещений с повышенной опасностью.
III. Без повышенной опасности, в которых отсутствуют признаки помещений I и II категорий.
В помещениях повышенной опасности поражения электрическим током для ручного электрифицированного инструмента и установок, в которых человек может прикоснуться к токоведущим элементам, находящимся под напряжением, допускается напряжение переменного тока не выше 36 В, а постоянного тока – не выше 40 В. В помещениях особо опасных по поражению электрическим током соответственно не выше 12 и 15 В.
Для понижения напряжения применяют только понижающие трансформаторы (рис.5.6, 5.7). С целью уменьшения опасности при переходе высшего напряжения на сторону вторичного малого напряжения вторичная обмотка трансформатора заземляется или зануляется.
Рис. 5.6. Заземление понижающих трансформаторов в сети с изолированной нейтралью
Рис. 5.7. Заземление понижающих трансформаторов в сети с заземленной нейтралью
Для III категории (без повышенной опасности) допускается напряжение U ≤ 220 В, но с обязательным заземлением или зануления корпуса оборудования или двойная изоляция, корпус электроприемника изготовляется из нетокопроводящего материала (пластмассы).
5.5. Защитное заземление электроустановок.
Защитное заземление (рис.5.8) – это преднамеренное соединение при помощи проводников 2металлических нетоковедущих частей оборудования1 с токопроводящими элементами 3, находящимися в земле иимеющими хороший контакт с грунтом.
Рис. 5.8. Схема заземляющего устройства.
1 – корпус оборудования; 2 – заземляющая шина (проводник);
3 – заземлитель; (2 + 3) – заземляющее устройство или защитное заземление.
Защитное заземление применяют в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью в установках напряжением до и выше 1000 В, а также в установках напряжением 110 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью источника тока.
В соответствии с требованием ПУЭ защитное заземление (зануление) электроустановок необходимо выполнить:
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;
В электросварочных установках независимо от величины напряжения, кроме заземления (зануления) корпусов и других нетоковедущих частей оборудования должно быть осуществлено заземление одного из зажимов (выводов) вторичной цепи источника сварочного тока.
Защитное заземление защищает человека от поражения током при замыкании фазы на корпус оборудования или на землю путем снижения величины напряжения прикосновения (U пр) и напряжения шага (U ш) до допустимых значений (табл. 2).
Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя точками (А и В, рис. 5.9.) цепи тока, которых одновременно касается человек. Одной точкой (А) является корпус оборудования, на который замкнула фаза, другой - (В) основание. При растекании тока в земле на ее поверхности появляется напряжение, которое уменьшается в зависимости от увеличения расстояния (х) до места стекания тока в землю.
Напряжение прикосновения
U пр = U A - U B = U 3 × a 1 ∙ 2 (5.1)
где U з = I 3 × R 3 – напряжение на заземлителе (то же самое и на корпусе оборудования);
a 1 – коэффициент напряжения прикосновения, для полушаровых заземлителей a 1 = (Х – Х 3) / Х (Х 3 – размер заземлителя,
Х – расстояние от заземлителя).
При Х = Х 3 коэффициент a 1 = 0, т.е. U пр = 0; при Х > Х 3 коэффициент a 1 ® 1, следовательно Uпр ® U 3 . Другими словами: чем ближе человек находится к заземлителю, тем меньше будет напряжение прикосновение, чем дальше – тем больше. Это хорошо видно из схемы на рис. 5.9 и из формулы 5.1: напряжение в точке А остается постоянным, а в точке В изменяется от максимального значения до нуля.
Коэффициент a 2 зависит от сопротивления человека (R h ), обуви (R o ) и пола (R п ), то есть a 2 = R h / (R h + R o + R п ) , следовательно, чем больше будет сопротивление обуви и основания, на котором стоит человек, тем меньше будет a 2 и напряжение прикосновения (U пр ).
Напряжение шага – это напряжение между двумя точками (С и Д, рис. 5.9) электрической цепи тока, находящимся одна от другой на расстоянии шага (а = 0,8 м, рис.5.9), на которых одновременно стоит человек.
U ш = U c – U д = U 3 × b 1 × b 2 (5.2)
где b 1 – коэффициент напряжения шага, зависит от заземлителя.
(5.3)
Анализ уравнения (5.3) и схемы на рис. 5.9 показывает, что чем ближе к месту стекания тока в землю, тем больше коэффициент b 1 и, следовательно, больше напряжение шага. С увеличением расстояния от места стекания тока коэффициент b 1 уменьшается и снижается напряжение шага.
Коэффициент b 2 равен коэффициенту a 2 , т.е. b 2 = a 2 = R h / (R h + R o + R п ) .
Для снижения напряжений прикосновения и шага (соответственно величины тока, протекающего через человека) необходимо уменьшить напряжение (U 3 ) на заземляющем устройстве (формулы 5.1, 5.2) при замыкании на него фазы. Напряжение на корпус при замыкании на него фазы U к = U з = I з × R з зависит от тока замыкания (I 3) и сопротивления заземляющего устройства (R 3). Величина тока замыкания зависит в основном от полного сопротивления изоляции фаз относительно земли = U ф / (Z / З). Для ограничения тока замыкания () в первую очередь необходимо поддерживать сопротивление изоляции фаз сети на нормированном уровне. Сопротивление заземляющего устройства (R 3 ) также не должно превышать допустимых нормируемых значений. Кроме того, необходимо уменьшать расстояние между элементами заземлителя для выравнивания потенциалов на поверхности основания, увеличивать удельное электрическое сопротивление обуви (R o ) и основания (R п ). Данные мероприятия позволяют снизить напряжение прикосновения и шага до допустимых величин.
Заземлители подразделяются на естественные, искусственные и комбинированные (естественные + искусственные).
В качестве естественных заземлителей разрешается использовать токопроводящие элементы, находящиеся в земле и имеющие хороший контакт с грунтом, кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами и парами. Когда сопротивление естественных заземлителей превышает нормируемое значение, то к ним дополнительно размещают искусственные. Искусственные заземлители могут быть в виде горизонтальных металлических полос толщиной не менее 4 мм и вертикальных стержней из круглой стали диаметром не менее 10 мм, металлических уголков с толщиной полки не менее 3,5 мм, металлических труб с толщиной стенки не менее 3,5 мм и т.п. Все элементы заземляющего устройства между собой соединяются при помощи сварки (рис. 5.10), только к корпусам оборудования разрешено болтовое присоединение.
Рис. 5.10. Схемы присоединения элементов заземляющих шин
В качестве заземляющих проводников в цехах используют все металлические конструкции здания, а также подкрановые пути мостовых кранов и кранбалок, кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, парами и свинцовых оболочек кабелей. Если металлические конструкции имеют болтовое или заклепочное соединение, то их между собой соединяют стальными перемычками сечением не менее 100 мм 2 при помощи сварки.
Кроме того, в цехах прокладывают магистральные заземляющие шины по стенам здания на высоте 400 – 600 мм от пола. В сухих помещениях шины крепят к стене, (рис. 5.11, а), а в сырых помещениях и с агрессивной средой – на кронштейнах (рис.5.11, б) . Минимальные размеры заземляющих шин, проложенных в помещении цеха: круглые из оцинкованной проволоки – диаметр не менее 5 мм, прямоугольные сечением 4 х 6 мм площадью не менее 24 мм 2 , металлический уголок с толщиной полки не менее 2,5 мм, металлические трубы с толщиной стенки не менее 2,5 мм. Соединяют элементы заземляющих шин при помощи сварки в нахлестку (рис. 5.10). Внутри цеха заземляющие шины образуют контур, который не менее чем в двух местах соединяется при помощи сварки с заземлителем, расположенным снаружи цеха. Внутри цеха заземляющие шины окрашивают в черный цвет. Внутренние заземляющие шины дверные проемы обходят по верху. В исключительных случаях заземляющие шины прокладывают в металлических трубах в полу при обходе дверных проемов.
Корпуса оборудования к магистральным заземляющим шинам присоединяют при помощи специальных заземляющих шин или используют для этого металлические трубы, в которых прокладывают провода или кабели для подвода электроэнергии к электроприемнику.
Корпуса оборудования к магистральным заземляющим шинам разрешается присоединять только параллельно (рис. 5.12).
Искусственные заземлители подразделяются на контурные и выносные (рис.5.12).
Контурные искусственные заземлители (рис. 5.12) располагают снаружи по периметру здания на расстоянии 1 – 1,5 м от отмостки стены здания. Для этого роют траншею глубиной 0,5 – 1,0 м, в которую забивают вертикальные стержни длиной 1,5 – 3 м и соединяют их металлической полосой при помощи сварки. Затем эту полосу соединяют проводником не менее чем в двух местах с магистральной заземляющей шиной цеха с помощью сварки. Измеряют сопротивление заземлителя и заземляющего устройства и засыпают траншею землей.
1 – прямоугольного сечения;
2 – круглого сечения
Рис. 5.11. Крепление заземляющих шин к стене здания:
а – в сухих помещениях; б – в сырых помещениях и в помещениях с агрессивной средой
Когда удельное электрическое сопротивление грунта вокруг здания высокое (r > 1000 Ом × м) или разместить заземлитель по техническим причинам невозможно, то заземлитель располагают вдали от здания (рис. 5.12).
Рис. 5.12. Схемы искусственных заземляющих устройств.
При одинаковых условиях уровень электробезопасности при контурном заземляющем устройстве выше, чем при выносном. При контурном заземлителе напряжение прикосновения внутри контура U пр = I 3 R з a 1 × a 2 = ,
где a 1 » 0,15…0,4 , а при выносном – внутри помещения U пр = I 3 × R 3 × a 1 × a 2 где a 1 » 1 , т.е. при выносном заземлителе создавать необходимый уровень электробезопасности в основном можно только за счет снижения сопротивления заземлителя (R 3).
Сопротивление заземляющих устройств регламентировано ПУЭ и ПТБ электроустановок потребителей. В установках U до 1000 В с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. При мощности трансформаторов или генераторов 100 кВ×А и менее допускается сопротивление заземляющего устройства не более 10 Ом.
В установках U > 1000 В с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более:
При использовании заземляющего устройства одновременно и для установок до 1000 В
R 3 = 125 / I 3 £ 10 Ом
где I 3 – расчетный ток замыкания на землю, А;
При использовании заземляющего устройства только для электроустановок выше 1000 В
R 3 = 250 / I 3 £ 10 Ом;
Если I 3 > 500 А, то R 3 £ 0,5 Ом.
Сопротивление заземлителей как естественных, так и искусственных рассчитывают. При совместном использовании естественных и искусственных заземлителей сначала рассчитывают сопротивление естественных заземлителей, а затем определяют какую величину сопротивления должен иметь искусственный заземлитель (R и).
, Ом
где R н – нормируемое сопротивление заземлителя, Ом;
R е - сопротивление естественных заземлителей, Ом.
Методика расчета искусственных заземлителей.
1) Рассчитывают сопротивление стекания тока с вертикального стержня
2) Определяют необходимое количество вертикальных стержней
N = R е (R н × h c ), шт.
3)Рассчитывают сопротивление стеканию тока с соединительной полосы
, Ом
4) Определяют общее сопротивление заземлителя
, Ом
5) Сравнивают с нормируемым
R к £ R н
6) Если R к > R н - увеличивают количество элементов искусственного заемлителя и расчет проводят до тех пор, пока R к £ R н
где r - удельное сопротивление грунта, Ом×м;
ℓ – длина стержня, м;
d - диаметр стержня, м;
H – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м;
L – длина соединительной полосы, м;
В – ширина соединительной полосы, м;
h – расстояние от поверхности земли до соединительной полосы;
h с, h п – коэффициенты экранирования (значения табличные).
Сопротивление цеховых заземлителей необходимо измерять не реже 1-го раза в год. Измеряют сопротивление заземлителей прибором ЭКО – 200 или мостом МС – 08. затем сравнивают с допустимым, т.е. R из £R н
Выборочное вскрытие грунта для осмотра заземлителей в наиболее опасных местах проводят не реже 1 раза в 10 лет.
5.6. Зануление электрооборудования
Зануление применяется для защиты людей от поражения электрическим током при замыкании фазы на корпус в 3-х фазных 4-х проводных сетях с глухозаземленной нейтралью источника тока напряжением до 1000 В.
При занулении оборудования (рис. 5.13) корпус оборудования 1 при помощи токопровода 2 соединяют с нулевым защитным проводником 3 (Н.3.П)
Рис. 5.13. Зануление электрооборудования
Защита от поражения током при занулении оборудования осуществляется в момент замыкания фазы на корпус одновременно двумя защитными действиями:
– снижением напряжения на корпусе относительно земли (U к.з.) в 4 раза, то есть напряжение прикосновения снижается в четыре раза, так как U пр = U к-з = U ф / 4;
– превращением тока однофазного замыкания () вследствие малого сопротивления нулевого защитного проводника (обычно Z H ≈ 0,1 – 0,2 Ом) в ток однофазного короткого замыкания (), который возрастает в несколько раз или на несколько порядков, что приводит к надежному срабатыванию максимальной токовой защиты (МТЗ) и отключению поврежденной установки за допустимое время (τ) в зависимости от величины напряжения прикосновения (см. табл. 2).
Кроме заземления нулевой точки источника питания нулевой защитный проводник заземляют повторно (R п) через каждые 500 м (рис. 5.13), а также при вводе в производственные и общественные здания.
Корпуса оборудования соединяют с нулевым защитным проводником, расположенным в распределительных электрических щитах, при помощи специальных проводов (изолированных или голых), заземляющих жил кабелей или металлических труб, в которых находятся провода или кабеля для подвода энергии к электроустановке. Иногда в цехе прокладывают заземляющую магистральную шину (как при защитном заземление), которую в распределительном пункте присоединяют к нулевой точке источника и ее заземлителю. Корпуса оборудования к заземляющей шине присоединяют точно также, как при защитном заземлении.
При занулении оборудования с помощью проводников на их концы надевают (запрессовывают) наконечники из латунных гильз.
Наконечники проводников при помощи болтов с гайками и пружинными шайбами присоединяют к корпусу оборудования и нулевому проводнику (нулевой точке источника), находящемуся в электрическом распределительном пункте (РП) или щите (РЩ).
Минимальные размеры медных и алюминиевых проводников по механической прочности для зануления оборудования приведены в таблице 3.
Таблица 3
Минимальные размеры проводников для зануления оборудования
Заземляющие проводники для присоединения повторных заземлителей к нулевому защитному проводнику нужно выбирать по условию длительного допустимого тока, но не менее чем для 25 А.
Проводимость нулевого защитного проводника должна быть не менее 0,5 проводимости фазного проводника. В нулевой защитный проводник запрещено устанавливать всякого рода предохранители, разъединители и тому подобное.
Сопротивление заземляющих устройств, к которым присоединены нейтрали трансформаторов или генераторов или выводы источников однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2,4 и 8 Ом соответственно при U л 660, 380 и 220 В источников 3-х фазного тока или 380, 220 и 127 В источников однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей. При этом сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали трансформатора или генератора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при U л 660, 380 и 220 В источника 3-х фазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
Методика расчета зануления
1) Номинальный ток электроустановки , А;
2) Пусковой ток электроустановки 
, А;
3) Расчетный ток защиты 
, А;
4) По I з.р выбирают токовую защиту для электроустановки I МТЗ ;
5) Проверяют надежность срабатывания максимально токовой защиты 
;
6) Рассчитывают ток однофазного короткого замыкания , А;
7) Если не выполняется условие - уменьшают сопротивление Z
ф
и Z
н
за счет увеличения площади поперечного сечения фазного и нулевого проводов, и снова производят расчет
где Р – мощность электроустановки, кВт;
U л – линейное напряжение, В;
К п – коэффициент пуска;
К р – коэффициент режима работы электроустановки;
К з – коэффициент защиты, для плавких предохранителей в нормальных условиях К з ≥ 3, для взрывоопасных условий К з ≥ 4. Для электромагнитных расцепителей К з указан в паспорте автоматического выключателя;
Z тр – сопротивление трансформатора, Ом.
Измерение параметров электросети (сопротивление петли фаза-нуль, напряжения в сети, тока однофазного короткого замыкания) для проверки надежности срабатывания максимально токовой защиты (МТЗ) проводят не реже 1-го раза в 5 лет не менее чем у 10 % оборудования.
Прибором ЭКО – 200 измеряют ток однофазного короткого замыкания () и проверяют надежность срабатывания МТЗ, то есть ≥ К з · I МТЗ (К – коэффициент кратности: для плавких вставок К ≥ 3, для электромагнитных выключателей К ≥ 1,25 – 1,4).
Приборами ЕР – 180 измеряют сопротивление петли (Z п) фаза-нуль, напряжение фазы (U ф) и рассчитывают ток однофазного короткого замыкания () по формуле = U ф / Z п , а затем проверяют надежность срабатывания МТЗ, то есть ≥ К з · I МТЗ .
5.7. Защитное отключение
Защитное отключение – система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Такая опасность возникает при замыкании фазы на землю или корпус оборудования, снижении сопротивления изоляции, неисправности заземления или зануления и устройств защитного отключения. Чтобы обеспечить безопасность, защитное отключение должно осуществлять следующие виды защиты:
– защиту от глухих и от неполных замыканий на землю (корпус);
– защиту от утечек тока (контроль изоляции);
–автоматический контроль цепи заземления или зануления и самоконтроль.
При повреждении электроустановки изменяется ряд параметров в электрической сети, которые используются как входные сигналы для автоматического защитного устройства. Так при замыкании фазы на корпус оборудования последний оказывается под напряжением относительно земли (U з). При разном сопротивлении изоляции фаз относительно земли возникает напряжение между нейтралью источника и землей U 0 (напряжение нулевой последовательности) и тому подобное.
По принципу действия устройства защитного отключения подразделяются на следующие виды:
– на напряжении корпуса относительно земли;
– на токе замыкания на землю;
– на напряжении нулевой последовательности;
– на токе нулевой последовательности;
– на напряжении фазы относительно земли;
– вентильные;
– на переменном оперативном токе;
– на постоянном оперативном токе;
– комбинированные.
В электроустановках напряжением до 1000 В некоторые устройства защитного отключения (на токе нулевой последовательности, вентильные) при соответствующих установках тока обеспечивают безопасность при прикосновении человека к фазе (I ус ≤ 10 мА ).
Защитное отключение как самостоятельная мера безопасности может применяться только при выполнении одновременно двух условий:
– защищать от поражения током при прикосновении человека к фазе, находящейся под напряжением;
– осуществлять самоконтроль.
Во всех других случаях защитное отключение применяться как дополнительное к другим видам защиты (защитное заземление, зануление и так далее).
В качестве примера рассмотрим принцип работы устройства защитного отключения на напряжении корпуса относительно земли (рис. 5.14)
Рис. 5.14. Схема защитного отключения на напряжении корпуса относительно земли
В схемах этого типа датчиком служит реле напряжения РЗ (рис. 5.14), включенное между корпусами и вспомогательным заземлителем R в. При замыкании фазы на корпус через реле РЗ протекает ток и между корпусом и землей возникает напряжение (U к-з ).
При определенной величине напряжение U к-з реле напряжения РЗ срабатывает и разрывает нормально замкнутые контакты в цепи котушки ОК или МП магнитного пускателя, что приводит к отключению поврежденной электроустановки от сети.
Напряжение срабатывание реле РЗ
, В
где Z – полное сопротивление реле РЗ, ОМ;
R в – сопротивление вспомогательного заземлителя, Ом;
U пр.д.д – длительно допустимое напряжение прикосновения, В;
α 1 – коэффициент напряжения прикосновения.
Достоинством схемы на напряжении корпуса относительно земли является ее простота. Недостатки – необходимость применения вспомогательного заземлителя, не селективность при общем заземлении и отсутствие самоконтроля. Такие устройства могут применяться только совместно с заземлением или другими мерами защиты.
Эта схема может применяться в сетях любого напряжения, как с изолированной, так и заземленной нейтралью.
Рис. 5.15 Изолирующая Рис. 5.16 Схемы токоизмерительных
оперативная штанга клещей переменного тока
Рис. 5.17 Общий вид (а) и Рис 5.18 Схема действия однополюсного
принципиальная схема (б) токоскателя
указателя высокого напряжения
Рис 5.19 Диэлектрические резиновые Рис. 20 Инструмент слесарно –
перчатки, галоши, боты и коврик монтажный с изолирующими
рукоятками
5.8 Электрозащитные средства и предохранительные приспособления
Для защиты людей, обслуживающих или работающих на электроустановках, от поражения током, ожогов и действий электрической дуги необходимо применять специальные защитные средства: изолирующие средства, указатели напряжений и тока, временные защитные заземления, переносные ограждения, защитные очки или маски, плакаты безопасности и так далее.
По степени надежности изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные. Основными считаются те защитные средства, изоляция которых может выдержать рабочее напряжение установки и при помощи которых допускается непосредственное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Дополнительными являются защитные средства, служащие для усиления действия основных средств.
К основным электрозащитным средствам, применяемым в электроустановках U до 1000 В, относятся:
изолирующая штанга (рис. 5.15)
электроизмерительные клещи (рис. 5.16)
указатели напряжения (рис. 5.17, 5.18)
диэлектрические перчатки (рис. 19,а)
слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками (рис. 20)
К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках U до 1000 В относятся:
диэлектрические галоши, ковры (рис. 5.19, в, г);
переносные заземления;
изолирующие подставки (рис. 5.21);
накладки, колпаки (рис. 5.22);
оградительные устройства (рис. 5.23);
плакаты и знаки безопасности.
Рис. 5.21 Изолирующая подставка Рис. 5. 22 Изолирующий колпак
(а) и изолирующие накладки резиновая (б) и текстолитовая (в)
Рис. 5.23 Щит для временного Рис. 5.24Токоизмерительные клещи
ограждения частей установки, переменного тока
находящихся под напряжением
К основным электрозащитным средствам для работы в электроустановках U > 1000 В относятся:
изолирующие штанги (рис. 5.15, 5.25);
измерительные клещи (рис. 5.24);
указатели напряжения (рис. 5.26) и другие.
К дополнительным средствам при U > 1000 В относятся: диэлектрические перчатки, боты, ковры, подставки, накладки, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.
Рис. 5.25 Наложение временного Рис. 5.26 Указатель высокого
переменного заземления на шины напряжения
К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, рукавицы, противогазы, респираторы, каски, предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты.
Выбор необходимых электрозащитных средств регламентируется ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей, а также инструкциями предприятий, составленными на основании этих правил.
Электрозащитные средства должны периодически проходить испытания на диэлектрическую прочность (рис.5.27), а предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты испытания на механическую прочность.
Электрозащитные средства следует использовать по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на которое они рассчитаны.
Основные электрозащитные средства рассчитаны на применение в закрытых помещениях, а в открытых установках – только в сухую погоду.
Перед применением средства защиты персонал обязан проверить его исправность, отсутствие внешних повреждений, очистить и обтереть от пыли, проверить по штампу срок годности.
У диэлектрических перчаток перед работой следует проверить наличие проколов путем скручивания их в сторону пальцев.
Пользоваться неисправными средствами защиты, а также если срок годности которых истек, запрещается.
Рис. 5.27. Принципиальная схема испытания диэлектрических перчаток, бот и галош
1 – испытательный трансформатор; 2 – контакты переключателя П; 3 – шунтирующее сопротивление; 4 – газоразрадная лампа; 5 – дроссель; 6 – миллиамперметр; 7 – разрядник; 8 – ванна с водой.
К мерам по предупреждению поражения человека электрическим током относят:
Применение безопасного сверхнизкого (малого) напряжения;
Применение защитных устройств от случайных прикосновений (изолирование, ограждения, сигнализация, блокировка, заземление или зануление, защитное отключение, знаки безопасности);
Использование средств борьбы со статическим электричеством;
Применение защитных мер от поражения наведенным напряжением;
Использование электрозащитных средств.
Применение сверхнизкого (малого) напряжения. Сверхнизким (малым) напряжением считают напряжение, не превышающее 50 В («Правила устройства электроустановок», 2005 г., п. 1.7.43). В производственных условиях применяются малые напряжения 12 и 36 В. Они используются для питания ручного электрифицированного инструмента, переносных светильников, местного освещения в особо опасных помещениях и в помещениях с повышенной опасностью. Для светильников стационарного освещения, переносных светильников и электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью безопасным напряжением считают 36 В. Безопасным для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов, в осмотровых канавах, в сырых помещениях принято считать напряжение до 12 В. Однако полную безопасность малые напряжения не гарантируют, поэтому они должны применяться в сочетании с другими средствами индивидуальной защиты (диэлектрическими ботами, перчатками, ковриками).
Широко распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства не представляется возможным. Уменьшение рабочего напряжения ведет к уменьшению мощности, что экономически нецелесообразно.
Защита от случайных прикосновений. Для защиты от случайных прикосновений токоведущие части и детали электрооборудования изолируют. Электрическая изоляция - это слой диэлектрика, которым покрывают токоведущие части.
Опасную зону для защиты от случайного прикосновения человека ограждают. Ограждения выполняют в виде переносных щитов, стенок, экранов, располагаемых в непосредственной близости от опасного оборудования или открытых токоведущих шин. Незащищенное электрическое оборудование размещают также на недоступной высоте в помещении.
Ограждения должны быть выполнены таким образом, чтобы снятие или открывание их были возможны лишь при помощи ключа или инструмента. Часто оградительные устройства применяют совместно с сигнализацией и блокировкой, которые предотвращают несанкционированный доступ к опасному оборудованию.
Для предупреждения человека о возможной опасности, запрещения или предписания определенных действий, а также для информации о расположении объектов с опасными и/или вредными воздействиями производственных факторов устанавливают знаки безопасно -сти (плакаты).
Для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, используют заземление или зануление.
Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки системы электроустановки или оборудования с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности. Заземлению подлежат корпуса электрических машин и инструментов, осветительной арматуры, каркасы распределительных щитов, помещения с повышенной электроопасностью. Заземлители - металлические стержни, специально забиваемые вертикально в землю, а в ряде случаев еще и дополнительные приваренные к ним металлические полосы или прутки, укладываемые горизонтально в земле на дно котлована. В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением электрический ток пройдет в землю по параллельной цепи, но не через тело человека.
Занулением называют электрическое соединение металлических частей электрического устройства, не находящихся под напряжением, с заземленным нулевым проводом в пункте источника питания электроэнергией.
Защитное отключение - это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении на ее корпусе опасного напряжения.
Перед началом работ с ручными электрическими машинами, переносными электроинструментами и светильниками следует:
Определить по паспорту класс безопасности машины или инструмента, установить его соответствие намечаемым работам;
Проверить комплектность и надежность крепления деталей;
Убедиться (внешним осмотром) в исправности кабеля (шнура), его защитной трубки и штепсельной вилки, целости изоляционных деталей корпуса, рукоятки и крышек щеткодержателей, защитных кожухов;
Проверить четкость работы выключателя;
Выполнить (при необходимости) проверку работы устройства защитного отключения;
Проверить работу электроинструмента или машины на холостом
Проверить у машины I класса исправность цепи заземления (корпус машины - заземляющий контакт штепсельной вилки).
Не допускается использовать в работе ручные электрические машины, переносные электроинструменты и светильники, имеющие дефекты.
Борьба со статическим электричеством. Основным средством борьбы со статическим электричеством на всех объектах является применение заземляющих устройств. Электротележки и электропогрузчики, применяемые для перевозки сосудов с горючими жидкостями и веществами, должны быть снабжены металлической заземляющей цепочкой или антистатическим ремнем.
Чтобы снизить опасность электризации топлива в различных емкостях, применяют антиэлектростатические присадки. Наполнение бочек, канистр, бидонов топливом ведут при установке их на заземленный металлический лист.
Эффективным средством защиты от статического электричества является увлажнение помещений. Установлено, что при относительной влажности выше 70 % накопления электростатических зарядов на поверхностях не происходит. Для предотвращения искровых разрядов статического электричества следует устраивать усиленную вентиляцию и токопроводящие полы, увлажнять воздух, выдавать спецобувь и спецодежду.
Защита от наведенного напряжения. При работе на отключенных проводах контактной сети или линий электропередачи, расположенных вдоль действующих линий переменного тока, обслуживающий персонал может оказаться под воздействием электрического тока. Это воздействие - результат появления наведенного напряжения, обусловленного электромагнитным влиянием соседних проводов, находящихся под напряжением. С увеличением расстояния между проводом, находящимся под напряжением, и отключенным проводом электрическая составляющая электромагнитного воздействия уменьшается. Так, на отключенной контактной подвеске станционных путей наведенное напряжение от проводов соседних путей, находящихся под напряжением 25 кВ, может достичь 5-6 кВ.
Для обеспечения безопасности работающих на проводах, находящихся в зоне электромагнитного влияния, по фронту работ на отключенную линию завешивают заземляющие штанги на расстоянии не более 200 м друг от друга, а для повышения надежности контакта провода с землей с каждой стороны от работающих завешивают по две заземляющие штанги.
Средства индивидуальной защиты. Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. К основным изолирующим электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся изолирующие штанги, изолирующие клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, ручной изолирующий инструмент. Они проходят обязательную периодическую проверку. Их испытывают на пробой напряжением.
Имеются и дополнительные изолирующие электрозащитные средства, которые сами по себе не могут при определенном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняют основное средство защиты. Например, в электроустановках с напряжением выше 1000В это диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические ковры и др.; с напряжением до 1000В - диэлектрические галоши, диэлектрические ковры, изолирующие подставки (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В: а - основные средства: 1 - изолирующие клещи; 2 - гаечный ключ с изолирующими рукоятками; 3 - отвертка с изолирующими рукоятками; 4 - пассатижи с изолирующими рукоятками; 5, 6, 7 - указатели напряжения; 8 - токоизмерительные клещи; 9 - перчатки диэлектрические; б - дополнительные средства: 1 - галоши диэлектрические; 2 - боты диэлектрические; 3 - туфли антистатические; 4 - сапоги диэлектрические; 5 - диэлектрический ковер; 6 - диэлектрическая дорожка; 7 - изолирующая подставка
Вспомогательные защитные средства применяют для защиты от случайного падения с высоты, предохранения от световых и тепловых воздействий тока. Вспомогательными средствами являются: предохранительные пояса, грудные обвязки, канаты, когти, защитные очки, рукавицы, суконные костюмы и др.
Шаговое напряжение.
Шаговое напряжение - электрическое напряжение, равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (токопроводящего пола), отстоящими друг от друга на расстоянии шага человека. Опасное шаговое напряжение может возникнуть вблизи заземлителей электроустановок при аварийном коротком замыкании на землю или вблизи упавшего на землю провода линии электропередачи. В последнем случае шаговое напряжение между участками поверхности почвы возникает оттого, что они находятся на разном расстоянии от упавшего на землю провода. В зоне касания проводом земли потенциал равен потенциалу на проводе. В 10–30 м от точки касания потенциал равен практически нулю. Если, напр., линия электропередачи имеет напряжение 110 кВ и расстояние от упавшего провода до места, где потенциал равен нулю, составляет 20 м, то на 1 м приходится 5500 В. Сделать поблизости от упавшего провода шаг длиной 0.8 м означает примерно то же, что стать на два электрода с напряжением между ними до 4000 В. Поэтому, оказавшись в зоне упавшего провода, выходить из неё надо мелкими, в полступни, скользящими шажками, не отрывая ступней ног от земли.
10. 
11. Схема образования шагового напряжения:
12. S – длина шага; I 3 – сила тока заземления; U ш – шаговое напряжение
Похожая информация.
