11.5. Меры защиты при эксплуатации электроустановок

В зависимости от вида электроустановки, номинального напряжения, режима нейтрали, условий среды помещения необходимо применять определен-

ный комплекс защитных мер. Для обеспечения электробезопасности применяют отдельно или в сочетании один с другим следующие технические способы и средства защиты: применение малых напряжений; электрическое разделение сетей; контроль и профилактика качества изоляции; защита от случайного прикосновения к токоведущим частям; защитное заземление; зануление; защитное отключение; применение электрозащитных средств.

Применение защитных мер регламентируется Правилами устройств электроустановок (ПУЭ), Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ), Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБ) / 23, 24, 26 /

Применение малых напряжений.

В особо опасных (по опасности поражения электрическим током) и взрывоопасных помещениях для повышения безопасности применяются малые напряжения 12 и 36 В.

В помещениях с повышенной опасностью для переносных электроприемников рекомендуется номинальное напряжение 36 В. В особо опасных помещениях для ручного электроинструмента устанавливается напряжение 36 В, а для ручных светильников – 12 В.

При сопротивлении тела человека 1 кОм ток, проходящий через тело человека с напряжением 36 В, равен Iч =36 мА, а с 12 В - Iч =12 мА.

При значении Iч =36 мА (пороговый неотпускающий ток) невозможно оторвать руки от электродов. При длительном воздействии может наступить остановка дыхания или ослабление сердечной деятельности с потерей сознания (см.

Ввиду того, что одним применением малых напряжений не достигается достаточная степень безопасности, дополнительно применяются другие меры защиты – двойная изоляция, защита от случайных прикосновений и др.

Электрическое разделение сетей. Разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции относительно земли. Ток замыкания на землю в такой сети может достигать значительной величины и представлять опасность для человека. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроприемников через разделительный трансформатор, питающийся от основной разветвленной сети.

Поскольку основная цель этой защитной меры – уменьшить величину тока замыкания на землю за счет высоких сопротивлений фаз относительно земли, то не допускается заземление нейтрали или одного из выводов вторичной обмотки разделительного трансформатора или преобразователя.

Изоляция токоведущих частей. Контроль и профилактика поврежденной изоляции. Контроль изоляции – измерение её активного или омического сопротивления для обнаружения дефектов и предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий. Чтобы предотвратить замыкания электрической цепи на землю и другие повреждения изоляции необходимо проводить периодические испытания. Такие испытания качества изоляции приводят под повышенным напряжением и измерением сопротивления изоляции.

При испытаниях повышенным напряжением дефекты изоляции обнаруживаются в результате пробоя и последующего прожигания изоляции. Выявленные дефекты устраняются, и затем проводятся повторно испытания исправленного оборудования. Сопротивление изоляции измеряется на отключенной установке. При таком измерении можно определить сопротивление изоляции отдельных участков сети, электрических аппаратов, машин и т.п.

Защита от прикосновения к токоведущим частям. Прикосновение к токоведущим частям, работающим с напряжением до 1000 В, опасно (см. п. 11.4), а при напряжении выше 1000 В опасным может быть даже приближение к токоведущим частям. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к изолированным токоведущим частям, необходимо обеспечить их недоступность посредством ограждения, блокировок и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте /26/.

Ограждения применяются сплошные и сетчатые с размером сетки 25х25 мм. Сплошные ограждения изготавливают в виде кожухов и крышек. Блокировки применяются в рубильниках, пускателях , автоматических выключателях и других электрических аппаратах.

Блокировки, применяемые в электроустановках, по принципу действия разделяются на электрические и механические. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, которые устанавливаются на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов. Механические блокировки не позволяют открыть аппарат (снять крышку), когда он включен, и, наоборот, включить аппарат при открытой (снятой) крышке.

Расположение токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте позволяет обеспечивать безопасность без ограждений. При этом следует учитывать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям посредством длинных предметов, которые человек может держать в руках. Если к токоведущим частям, расположенным на высоте, возможно прикосновение с мест, редко посещаемых людьми (крыш, площадок и т.п.), в этих местах должны быть установлены ограждения или приняты другие меры безопасности.

Защитное заземление применяют для устранения опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании фазы на корпус (рис.19). Величина тока, проходящего через тело человека, определяется значением сопротивления защитного заземления и рассчитывается по формуле

Iч=, ( 31 )

где Rзз – сопротивление защитного заземления, Ом. Рис. 19. Схема защитного заземления электрооборудования

1, 2, 3, 4 – см.рис.18.

Рис.20. Схема защитного зануления электрооборудования

Iп – номинальный ток плавкой вставки предохранителя; Iкз – ток короткого за-мыкания; Rп – сопротивление повторного заземлителя; 1, 2, 4 – см.рис.18.; 3-зануляющий провод; 5- плавкие предохранители

Следует иметь в виду, что при прохождении тока через заземляющее устройство или при обрыве провода и замыкании его на землю на поверхности земли появляется потенциал, который может представлять опасность для человека в виде шагового напряжения.

Защитному заземлению подлежат электроустановки: *

при напряжении переменного и постоянного тока 500 В и выше – во всех случаях; *

при напряжении 36 В и более переменного тока и 110 В и более постоянного тока – в помещениях с повышенной электроопасностью, особо электроопасных и в наружных установках.

Согласно ПУЭ устанавливают следующие наибольшие значения сопротивлений заземляющих устройств: для установок до 1000 В во всех случаях 4 Ом (допускается 10 Ом при мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее); для установок выше 1000 В – 0,5 Ом / 17, 20 /.

Защитное заземление следует отличать от так называемого рабочего заземления – преднамеренного соединения с землей отдельных точек электрической сети (например, нейтральной точки трансформатора или генератора и др.), необходимого для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных и аварийных условиях.

Защитное зануление – присоединение нетоковедущих металлических частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, к неоднократному заземленному нулевому проводу питающей сети (рис.20).

Принцип действия зануления – превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым проводами. При этом в результате протекания через токовую защиту большого тока обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка от сети. Токовой защитой служат: 1) плавкие предохранители; 2) автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания; 3) магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой; 4) контакторы в сочетании с тепловым реле, осуществляющие защиту от перегрузки.

Согласно ПУЭ, ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки предохранителя. При защите сети автоматическими включателями кратность тока для автоматов с номинальным током до 100 А следует принимать равной 1,4, для прочих – 1,25.

Сопротивление заземляющих устройств, к которым присоединены нейтрали трансформаторов или генераторов, должно быть не более 4 Ом, сопротивление повторных заземлений – не более 10 Ом /20/.

Выносное и контурное заземляющее устройства. Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и проводника, соединяющего заземляющие части электроустановок с заземлителем. Различают два типа заземляющих устройств: выносные (или сосредоточенные) и контурные (или распределенные).

Выносное заземление делают на некотором расстоянии от заземляемых объектов. При этом производственные помещения с находящимися в них заземленными электроустановками оказываются вне зоны растекания тока в земле. Если выносное заземление расположено от заземляемых объектов на расстоянии 20 м и более, то можно считать, что пол в производственном помещении обладает нулевым потенциалом. Поэтому человек, стоящий на полу и касающийся металлического заземленного корпуса электроустановки, когда по заземляющему устройству проходит ток замыкания на землю, оказывается под полным напряжением относительно земли. При выполнении выносного заземляющего устройства величина поражающего напряжения будет зависеть от величины сопротивления растеканию тока заземляющего устройства Rз и величины тока замыкания на землю Iз.

Более эффективным и надежным по сравнению с выносным заземляющим устройством является контурное (рис.21), когда заземлители (4, 5) распо -

лагаются по контуру вокруг заземляемого электрооборудования. При этом производственное помещение с заземленными электроустановками оказывается размещенным внутри контура заземления. Благодаря близкому расположению заземлителей (5) относительно друг друга (3-6 м) и наложению электрического поля одного заземлителя на поле другого заземлителя, потенциалы точек пола или земли Рис.21. Схема контурного заземления электрооборудования

1, 2, 3, – см. рис.18.; 4 – элементы заземляющего устройства: а - соединительная полоса; б- одиночный стержневой заземлитель значительно повышаются, и в связи с этим напряжение между заземленными металлическими частями и полом существенно уменьшается. Иногда для лучшего выравнивания потенциалов внутри контура заземления дополнительно прокладывают горизонтальные полосы. Полученная результирующая кривая распределения потенциалов (5) (рис.21) позволяет определить значения Uпр и Uш в рассматриваемых точках нахождения человека на опорной поверхности.