Мероприятия по защите от поражения электрическим током

Электробезопасность на производстве обеспечивается соответствующей конструкцией оборудования, применением технических способов и средств защиты, организационными и техническими мероприятиями.

Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими частями, а оборудо- вания – от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.

Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электриче- ским током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, выравнивание электрических потенциалов, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, малое напряжение, электрическое разделение сетей, огради- тельные устройства, изолирующие защитные и предохранительные устройства.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напря- жением, через малое по величине сопротивление. Защитному заземлению подлежат металличе- ские части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других ви- дов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Областью применения защитного заземле- ния являются трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтра- лью и сети напряжением выше 1000 В с любым напряжением нейтрали.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металличе- ских элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и заземляющих провод- ников, соединяющих с заземлителем.

В электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В в сети с изолирован- ной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. Если мощность источника питания (трансформаторов, генераторов) составляет более 100 кВ А, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом, но не более.

Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напря- жений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, либо выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования (рисунок 18.3).

 

 

а) б)

а) в сети с заземленной нейтралью; б) в сети с изолированной нейтралью Рисунок 18.3 Схема защитного заземления

При пробое фазы на корпус сравниваются потенциалы оборудования φоб и основания φосн, а Uпр и ток через человека становятся меньше:

Uпр = jоб - jосн

Iч = I З

× Rз

R

, (18.6)

Как видно из схемы, при значительном удалении электроустановок от заземлителя (более 20 м) защита от поражения током обеспечивается только уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления, обусловленного большим коли- чеством одиночных заземлителей.

При выполнении контурного заземления (рисунок 18.4) любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал, так как поля растекания тока от за- землителей накладываются. Напряжение прикосновения при контурном заземлении (Uпр2) будет значительно меньше, чем при выносном заземлении (Uпр1), так как разность потенци- алов между точками внутри контура будет снижена, а ток, проходящий через человека, при его прикосновении к корпусу электрооборудования, находящегося под напряжением, будет меньше, чем при выносном заземлении.

Рисунок 18.4 Контурное заземление

 

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно применяется в трехфазной сети с заземленной нейтральной точкой напряжением до 1000 В. Защита человека от поражения электрическим током в сетях с занулением осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на зануленный корпус в цепи этой фазы возникает ток коротко- го замыкания, который воздействует на токовую защиту (плавкий предохранитель, автомат), в результате чего происходит отключение аварийного участка от цепи (рисунок 18.5). Кроме того, еще до сбрасывания защиты ток короткого замыкания вызывает перераспределение напряжений в сети, приводящее к снижению напряжения корпуса относительно земли. Таким образом, зану- ление уменьшает напряжение прикосновения и ограничивает время, в течение которого человек, прикоснувшийся к корпусу, может попасть под действие напряжения.

Чтобы обеспечить автоматическое отключение аварийных установок, сопротивление цепи короткого замыкания (петли «фаза - нуль») не должно превышать 2 Ом, а ток короткого замы- кания Iк удовлетворять условию

Iк ³ Iном × К,

где Iном - номинальный ток срабатывания защиты; К - коэффициент кратности тока.

Рисунок 18.5 Схема зануления

Выравнивание электрических потенциалов (ВЭП) между электропроводящим полом или землей, с одной стороны, и доступными для прикосновения металлическими нетокове- дущими частями электроустановок и технологического оборудования, с другой, - один из основных способов электрозащиты животных (рисунок 18.6).

1 – зона нулевого потенциала; 2 – бетонный пол; 3 – грунт; 4 – элементы УВЭП Рисунок 18.6 Выравнивание электрических потенциалов

 

Принцип электрозащитного действия ВЭП заключается в уменьшении до допустимых значений разности электрического потенциала (напряжение прикосновения), приходящего- ся на животного, стоящего на полу (или на земле) и прикасающегося к металлическим нетоковедущим частям, находящимся под напряжением.

В случаях, когда ВЭП служит основным способом электрозащиты, к нему предъявля- ют лишь одно главное требование: при всех расчетных нормальных и аварийных режимах работы электроустановок значения напряжения прикосновения и шага не должны превы- шать допустимые (с учетом длительности воздействия).

Чаще всего устройство для ВЭП выполняют в виде металлической сетки, закладываемой в бетонную подготовку пола животноводческих помещений и электрически соединенной с металли- ческими нетоковедущими частями технологического оборудования, доступного для прикоснове- ния животным. Если на этих металлических частях появляется электрический потенциал, то точно такой же потенциал оказывается и на металлической сетке. Деревянный настил пола, на котором стоят животные, всегда влажный, и его удельное сопротивление незначительное. Поэтому и по- тенциал пола в зоне размещения животных близок к потенциалу сетки, а возможное напряжение прикосновения (разность потенциалов, приходящаяся на тело животных) оказывается безопасным. Все рассмотренные выше способы электрозащиты (защитное заземление, зануление, ВЭП) предназначены для обеспечения электробезопасности в режимах системы обеспече- ния электроснабжения, при которых ток протекает по земле, а человек или животное ока- зывается в зоне растекания тока. Если же человек случайно прикасается к токоведущей ча- сти электроустановки напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью и при этом либо стоит на земле или на электропроводящем полу, либо прикасается к зануленной части электроустановки или технологического оборудования, то ни заземление, ни зануление, ни

выравнивание электрического потенциала не оказывают какого-либо защитного действия. Надежную электрозащиту в этих случаях могут обеспечить лишь устройства защитного от-

ключения (УЗО), подразделяемые на несколько типов, в зависимости от параметра, на который реагирует датчик: напряжения корпуса относительно земли (рисунок 18.7), тока замыкания на землю. Металлические нетоковедущие части электроустановок технологического оборудования и различных коммуникаций, которые случайно могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции токоведущих частей, заземлены. Датчиком является реле напряжения, включенное между защищаемым корпусом и вспомогательным заземлителем Rв.

Рисунок 18.7 Схема УЗО, реагирующая на изменение напряжения корпуса относительно земли

 

При пробое фазы на корпус на нем появляется напряжение относительно земли (20-60 В), срабатывает реле напряжения (РН), настроенное на определенную уставку, и установка отключается контактором.

Сущность защитного отключения заключается в немедленном разрыве электрической цепи, как только появится опасность поражения (например, ток утечки более 10 мА). Со- гласно ПУЭ время срабатывания УЗО не должно превышать 0,2 с.

Двойной изоляцией называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, защищающей от поражения электрическим током в случае повреждения основной изоля- ции. ПУЭ предусматривают применение двойной изоляции как одного из возможных ме- роприятий электробезопасности, равноправное с защитным заземлением, занулением и за- щитным отключением. Это значит, что электротехнические изделия, имеющие двойную изоляцию, не требуется заземлять, снабжать защитно-отключающим устройством. На пас- портной табличке такого изделия должен быть знак: квадрат внутри квадрата.

С двойной изоляцией изготовляют, например, ручные переносные светильники и не- которые ручные электрические машины. Рукоятка светильника из пластмассы представляет собой дополнительную изоляцию к рабочей изоляции проводов, входящих внутрь светиль- ника. В ручных электрических машинах (например, сверлильных) корпус может быть изго- товлен полностью или частично пластмассовым, но может быть и полностью металличе- ским, если для прохода проводов внутри корпуса применены изоляционные втулки, а элек- тродвигатель отделен от корпуса изолирующими прокладками.

Существует так называемая усиленная изоляция. Это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная. Ее применяют в тех элементах изделия с двойной изоляцией, в которых двойную защиту затруднительно применить по конструктивным соображениям: например, в выклю- чателях сверлильных машин.

Малым напряжением называется напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Корпуса электроприемников с малым напряжением не требуется занулять или заземлять, кроме электросварочных устройств и электроприемников, работающих во взрывоопасных помещениях.

Как самостоятельное защитное мероприятие или в дополнение к другим, например к применению малого напряжения, можно применять разделяющие трансформаторы. Разде- ляющий трансформатор – это специальный трансформатор, предназначенный для отделе- ния приемника электрической энергии от первичной электрической сети и сети заземления или зануления. Ни корпус электроприемника, ни вторичная обмотка разделяющего транс- форматора не должны зануляться или заземляться в отличие от вторичной обмотки просто- го понижающего трансформатора, но корпус самого трансформатора должен быть занулен. Ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением, предохраняют от случайного прикосновения к этим частям. Временно устанавливаемые ограждения могут быть выполнены в виде переносного барьера или натянутого каната с укреплением на них

предупредительного плаката: «Стой! Под напряжением!».

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли, если человек одновременно касается земли или заземленных частей электроустановок и токоведущих частей или ме- таллических, оказавшихся под напряжением корпусов электрооборудования.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолиру- ющие средства имеют изоляцию, предназначенную для того, чтобы длительно выдержи- вать рабочее напряжение электроустановки, поэтому с их помощью разрешено касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Изолирующие свойства основных защитных средств бывают разными в зависимости от напряжения электроустановок, где они применяются.

Основными изолирующими защитными средствами для электроустановок напряжени- ем до 1000 В служат: изолирующие штанги, изолирующие и измерительные клещи, указа-

 

тели напряжения, а также средства для ремонтных работ (изолирующие лестницы, инстру- мент с изолирующими ручками и др.).

Дополнительные изолирующие средства обладают недостаточными изолирующими свойствами и предназначены только для усиления защитного действия основных средств, вместе с которыми они должны применяться. К ним относятся: диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки.