Электрический пробой воздушного промежутка

В равномерном электрическом поле (например, между обкладками плоского конденсатора) электрическая прочность воздушного промежутка равна 3-4 кВ/мм в зависимости от влажности воздуха.

То есть электрический пробой воздушного промежутка размером 1 мм происходит при напряжении 3-4 кВ между обкладками конденсатора.

Когда человек той или иной частью тела приближается к высоковольтной токоведущей части, в воздушном зазоре также формируется электрическое поле, но это поле неравномерное, типа игла-плоскость либо игла-линия. Электрическая прочность воздушного промежутка в неравномерном поле существенно ниже, она может уменьшаться до значения 4 кВ/см.

Например:

Пусть человек проник в трансформаторную будку 6/0,38 кВ и приблизил палец к токоведущей части, находящейся под потенциалом 6 кВ.

Потенциал тела человека равен потенциалу земли (ноль), поэтому разность потенциалов в воздушном зазоре «палец - токоведущая часть» составляет 6 кВ. При таком напряжении происходит электрический пробой воздушного промежутка и формируется дуговой разряд.

При неблагоприятных условиях, когда цепь тока не прерывается, термическую травму завершает биологическое поражение током.

При дуговом разряде (ожоге дугой) разрушаются кожные покровы, мышечная и костная ткани.

Защита людей от опасности рассматриваемого режима достигается путем обеспечения недоступности токоведущих частей оборудования.

На слайде представлена таблица из Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок, в которой указываются допустимые расстояния до токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением.

 

Ещё одна электрическая опасность – это удар молнии в электроустановку или вблизи неё. Защита от этого природного явления представляет собой комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений, включающий в себя устройства защиты от прямых ударов молнии [внешняя молниезащитная система (МЗС)] и устройства защиты от вторичных воздействий молнии.

Слайд 10

Таким образом, для того чтобы обеспечить защиту людей от опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества применяется целая система организационных и технических мероприятий и средств, которая называется электробезопасностью.

 

Требования электробезопасности регламентированы различными Правилами. Учет условий электробезопасности на стадии проектирования объектов регламентируют Правила устройства электроустановок.

Это, наверное, один из главных документов, действующих в настоящее время и определяющих основные критерии устройства и безопасного использования электроустановок в России.

Сейчас в России действует седьмая редакция, вступившая в силу 1 января 2003 года. ПУЭ распространяются на вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки (ЭУ) постоянного и переменного тока напряжением до 750 кВ, в том числе и на некоторые специальные установки, рассмотренные в разделе 7.

ПУЭ обязательны к соблюдению юридическими лицами, индивидуальными предпринимателями и даже физическими лицами. Надзор за их надлежащим исполнением возложен на Ростехнадзор.

Требования Правил рекомендуется применять для действующих ЭУ, если это повышает надежность ЭУ или если её модернизация направлена на обеспечение требований безопасности.

В период эксплуатации ЭУ электробезопасность регламентируют Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей ПТЭЭТ-2003, Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок, вступившие в действие 4 августа 2014 года, Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках.

Электроустановки, так же, как и другие технические устройства в процессе их создания проходят стадии проектирования, монтажа, наладки, эксплуатации.

Если на стадии проектирования электроустановки документация согласовывается с органами государственного надзора, требующими строго соблюдения всех Правил и действующих технических циркуляров, то в период эксплуатации многое зависит непосредственно от конкретных лиц, организующих и выполняющих работу в электроустановках.

Слайд 11

Сейчас мы рассмотрим ещё несколько терминов, используемых в выше названных правилах:

Электроприемник – аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Под электроприемниками подразумеваем:

- электродвигатели силовых и общепромышленных установок;

- электродвигатели производственных станков;

- осветительные электроустановки;

- электрические печи;

- электротермические установки;

- выпрямительные и преобразовательные установки.

Слайд 12

Электрооборудование – совокупность электрических устройств объединенных общими признаками.

Признаками объединения в зависимости от задач могут быть:

- технологическое - например, сварочное оборудование;

- условия применения - например, оборудование для тропического климата или умеренного климата;

- принадлежность объекту - например, электрообордование станка, цеха.

Слайд 13

Для электрооборудования с напряжением не выше 72,5 кВ стандартами устанавливается степень защиты, обеспечиваемая оболочками. Степень защиты обозначают символом IPХХ. Начальные буквы – International Protection, первая цифра – характеристика защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями или приближения к ним и от соприкосновения с движущимися частями, расположенными внутри оболочки, и попадания внутрь твердых посторонних тел; вторая цифра – характеристика защиты от проникновения воды.

 

Слайд 14

Электроустановкой называют совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии.

Приведу примеры электроустановок: электрическая станция, электрическое распределительное устройство, электрическая сеть любого вида – силовая, осветительная, питающая, распределительная и т.д., трансформаторная подстанция, распределительное устройство и т.д., на слайдах представлены: электрическая подстанция, конденсаторная установка, индукционная установка (индукционная литейная вакуумная установка стоматологическая для литья зубных протезов), а также линия электропередачи, распределительная подстанция.

Электроустановки бывают открытыми (наружными) –не защищенные зданием от атмосферных воздействий, закрытыми (внутренними) – размещенные внутри здания.

Слайд 15

При этом, если электроустановка или ее часть, находятся под напряжением, либо на которые напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов, то такие электроустановки называются – действующими электроустановками.

Слайд 16

Эксплуатацию электроустановок должен осуществлять

Квалифицированный обслуживающий персонал — специально подготовленные работники, прошедшие проверку знаний в объеме, обязательном для данной работы (должности), и имеющие группу по электробезопасности, предусмотренную действующими правилами охраны труда при эксплуатации электроустановок.

Слайд 17

Помещения или отгороженные (например, сетками) части помещения, в которых расположено электрооборудование, доступное только для квалифицированного обслуживающего персонала. — называются ЭЛЕКТРОПОМЕЩЕНИЯМИ.

Слайд 18

При классификации защитных мер в ПУЭ используется следующая терминология.

Проводящие части, т.е. части, обладающие свойствами проводить электрический ток, которые подразделяются следующим образом:

ТВЧ – проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе её работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник;

ОПЧ – доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции;

СПЧ – проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

 

Современная концепция электробезопасности по ГОСТ Р 50571 основана на том, что опасные токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для непреднамеренного прямого прикосновения к ним, а доступные прикосновению открытые проводящие части (ОПЧ), сторонние проводящие части (СПЧ), защитные и заземляющие проводники (РЕ-проводники), а также ОПЧ цепей обратного тока, включая РЕN-проводники, не должны быть опасны при прямом прикосновении к ним при нормальном режиме работы и при повреждении изоляции токоведущих частей.

 

Слайд 19

На слайде наглядно представлены примеры проводящих частей.

Слайд 20

Задание. Укажите ПЧ: ТВЧ, ОПЧ и СПЧ.

Слайд 21

Выбор тех или иных защитных мер от поражения людей от электрического тока определяется: напряжением, режимом нейтрали (общая точка соединенных в звезду обмоток), категорией помещения, выполняемой работой, квалификацией персонала.

(а также пороговым значением тока, временем его протекания, допустимыми значениями напряжения прикосновения и шага).

Рассмотрим для начала классификацию окружающей среды и помещений, в которых располагаются электроустановки.

В основу классификации помещений и территорий по опасности электропоражения положены условия, создающие опасность, поэтому различают:

Ò Сухие - помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 %.

Ò Влажные - влажность воздуха более 60 %, но не превышает 75 %.

Ò Сырые - влажность воздуха превышает 75 %.

Ò Особо сырые - относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).

Ò Жаркие - температура воздуха постоянно или периодически (более 1 суток) превышает +35 °С.

Ò Пыльные - по условиям производства выделяется технологическая пыль:

ü пыльные помещения с токопроводящей пылью,

ü пыльные помещения с нетокопроводящей пылью.

Ò Помещения с химически активной или органической средой - постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень.

Слайд 22

По степени опасности поражения электрическим током помещения подразделяются на три категории:

Помещения без повышенной опасности - отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;

Помещения с повышенной опасностью - наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

§ сырость

§ токопроводящая пыль;

§ токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

§ высокая температура;

§ возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, (СПЧ), с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (ОПЧ) - с другой.

В помещениях с повышенной опасностью, прежде всего, снижается сопротивление цепи человека. При высокой температуре, вследствие увеличения потоотделения или при увеличении влажности снижается сопротивление тела человека и его обуви. При наличии токопроводящих полов уменьшается и практически становится равным нулю сопротивление основания, на котором стоит человек. Если в таких условиях человек прикоснется к неисправной электроустановке, то через него будет протекать ток.

Слайд 23

Особо опасные помещения - наличие одного из следующих условий, создающих особую опасность:

-особая сырость;

-химически активная или органическая среда;

-одновременно два или более условий повышенной опасности.

Например: при 100% влажности и повреждении рабочей изоляции велика вероятность возникновения коротких замыканий, появления фазного напряжения на токоведущих частях ЭУ.

Территория размещения наружных электроустановок (на открытом воздухе, под навесом, за сетчатым ограждением) - приравнивается к особо опасному помещению.

В Правилах по охране труда при эксплуатации ЭУ в отдельную группу выделяют работы при наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, ограниченной возможностью перемещения, соприкосновением с большими металлическими, хорошо заземленными поверхностями (например, работа в металлических ёмкостях, колодцах, тоннелях, котлах и т.д.). При особо неблагоприятных условиях цепь тока может возникнуть не только через руки, но и другие части тела (голову, плечо, туловище).

Опасность электропоражения, а значит, и требования безопасности в этих условиях выше, чем в особо опасных помещениях.

Поэтому выбирая меры безопасности, при организации работ в электроустановках обязательно учитываются характеристики помещения.

Условия производства работ предъявляют определенные требования к питанию таких потребителей, как электроинструмент, светильники местного освещения, переносные светильники.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных они должны питаться от напряжения не более 50 В, в особо неблагоприятных условиях - не более 12 В

 

Слайд 24

Решите задачи:

Задача 1. К какому помещению в отношении опасности поражения электрическим током относится аудитория, в которой вы находитесь?

Задача 2. В производственном помещении с земляным полом и влажностью воздуха 78% установлено электрооборудование напряжением 380 В.

Выделите условия создающие опасность и определите, каким в отношении опасности поражения электрическим током является производственное помещение.

Задача 3. К каким помещениям в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается ОРУ.

Задача 4. Какое напряжение должен иметь переносной светильник при работах в барабанном котле (или в металлическом резервуаре)? (12 В)

 

Слайд 25

В основу классификации электроустановок по мерам электробезопасности положено номинальное напряжение ЭУ и режим её нейтрали.

Классификация дается в ПУЭ -7, гл. 1.7. Различают электрустановки по напряжению: до 1000 В и выше 1000В.

По режиму работы нейтрали электроустановки бывают:

ЭУ до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

ЭУ до 1 кВ с изолированной нейтралью

ЭУ выше 1 кВ с эффективно заземленной или глухозаземленной нейтралью (см. 1.2.16),

ЭУ выше 1 кВ с изолированной нейтралью или компенсированной нейтралью (заземленной через дугогасящий реактор или резистор).

 

Зануление применяется лишь в одной из перечисленных групп - в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью. В остальных группах электроустановок применяется защитное заземление.

 

Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление в ЭУ напряжением до 1 кВ – преднамеренное соединение ОПЧ с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глхозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

 

Слайд 26