Електричний розподіл мереж

Мета цього методу захисту – зменшення величини ємнісного струму замикання на землю, що збільшує комплексний опір ізоляції фаз відносно землі.

Електричний розподіл мереж застосовують у протяжних або розгалужених мережах з ізольованою нейтраллю, що характеризуються значними ємнісними струмами замикання на землю. Цей метод реалізують шляхом підключення окремих споживачів електричної енергії через розділові трансформатори, що живляться від магістральної мережі (рис. 3.5). Напруга первинної та вторинної обмоток такого трансформатора є однаковими.

Застосування малих напруг

Мета цього методу – зниження напруги живлення електричних установок до значення довгостроково допустимої напруги дотику, при якій навіть двофазний дотик людини є безпечним.

Суть методу полягає у використанні напруги живлення ЕУ не вище 42 В з метою зменшення небезпеки ураження людини електричним струмом.

Метод малих напруг реалізують з використанням понижуючих трансформаторів (рис. 3.6). Застосування автотрансформаторів для одержання малої напруги забороняється.

Величину малої напруги вибирають з урахуванням категорії приміщення за ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом.

Рис 3.5 ‑ Метод електричного розділення мережі: схема електричної мережі відповідно а - до розділення мережі; б - після розділення мережі; Н – навантаження електричної мережі; СТ – силовий трансформатор; РТ_і – розділові трансформатори; ВН – сторона високої напруги;

НН – сторона низької напруги; 1:1 – коефіцієнт трансформації розділового трансформатора

У приміщеннях з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних, де електричний опір тіла людини може бути значно знижений, струм, що проходить через тіло людини, може в кілька разів перевищувати небезпечну величину. Найбільший ступінь безпеки досягається при напрузі живлення до 10 В, тому що в цьому разі струм, що проходить через тіло людини, не перевищує 1…1,5 мА. Так, при величині опору тіла людини R_h = 1000 Ом, при напрузі 10 В струм через тіло людини не перевищує величини, допустимої при тривалому випадковому дотику I_h. ≥ 10 мА.

У зв'язку з цим у переносних ЕУ, які використовують у виробничих умовах, для забезпечення електробезпеки застосовують малі напруги 12 і 36 В.

У приміщеннях з підвищеною небезпекою для переносних ЕУ рекомендується номінальна напруга 36 В.

В особливо небезпечних приміщеннях для живлення переносних світильників рекомендується використання напруги 12 В, а ручного електроінструмента – не вище 12 В.

Через те, що одним застосуванням малих напруг не завжди вдається досягти достатнього ступеня безпеки працюючих, додатково застосовують інші заходи захисту в ЕУ – подвійну ізоляцію, захист від випадкового дотику до струмоведучих частин та ін.

Застосування малих напруг є ефективним захисним методом, однак його поширення стримується високою вартістю прокладання додаткової мережі малої напруги. У зв'язку з цим область застосування малих напруг обмежується живленням ручних електрифікованих інструментів, ручних переносних світильників і ламп місцевого освітлення в приміщеннях з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних за ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом.

Захисне заземлення

Захисне заземлення− це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електроустановки, що можуть виявитися під напругою в аварійних ситуаціях (рис. 3.7).

Метою захисного заземлення є усунення небезпеки ураження людини електричним струмом при появі напруги на корпусі або на інших неструмоведучих металевих частинах ЕУ, тобто при замиканні на корпус (наприклад, при пробої ізоляції).

Дія захисного заземлення полягає у зменшенні до безпечної величини сили струму, що проходить через тіло людини при її дотику до корпусу ЕУ, що виявився під напругою. Це досягається зменшенням потенціалу корпусу заземленого устаткування.

Захисне заземлення електроустановок застосовують у мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі.

Захисний заземлюючий пристрій складається із сукупності заземлювача і провідників, що заземлюють. Заземлювач являє собою провідник або систему з'єднаних між собою металевих провідників, що знаходяться в безпосередньому контакті з землею. Провідник, що заземлює, – це металевий провідник, що з'єднує частини електричної установки, які заземлюються, з заземлювачем.

Для заземлення електроустановок використовують природні й штучні заземлювачі. Природними заземлювачами можуть бути металеві конструкції будинків, трубопроводи й устаткування, що мають надійне з'єднання із землею.

Трубопроводи пальних рідин, газів, а також трубопроводи, покриті ізоляцією, наприклад, для захисту від корозії, використовувати в якості заземлювачів забороняється.

Як штучні заземлювачі, як правило, використовують металеві труби діаметром 35...50 мм, кутову сталь з шириною полиць не менше 40 мм, довжиною 2,5... 3,5 м, які з'єднують між собою на глибині не менше 0,5 м від поверхні землі металевими смугами перерізом не менше 48 мм². У такий спосіб створюється єдина конструкція захисного заземлюючого пристрою. Алгоритм розрахунку параметрів захисного заземлюючого пристрою наведений на рис. 3.8.

Провідники, що заземлюють, прокладають по конструкціях будинків відкрито, в легко доступних для огляду місцях. Такі провідники повинні мати відмітне фарбування: по зеленому фоні жовті смуги. До устаткування заземлюючі провідники приєднують зварюванням або болтами, а до заземлювача (під землею) – тільки зварюванням.

За розташуванням заземлювачів відносно корпусів ЕУ, що заземлюються, захисні заземлення поділяються на виносні й контурні.

У виносного захисного заземлення заземлювачі розташовують на деякому видаленні (не менше 20 м) від устаткування, що заземлюється.

У контурного захисного заземлення заземлювачі розташовують у вигляді контуру по площі, на якій розташовані ЕУ, що заземлюються.

Занулення

Зануление

Зануленням називається навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих частин електроустановки, що можуть виявитися під напругою в аварійній ситуації, з нульовим захисним провідником.

Дія занулення заснована на перетворенні замикання на корпус в однофазне коротке замикання з метою формування великих струмів, здатних забезпечити спрацьовування апаратів захисту (плавких вставок запобіжників, автоматичних вимикачів, магнітних пускачів з вбудованим тепловим захистом і т. п.).

Занулення застосовують в мережах з глухозаземленою нейтраллю напругою до 1000 В, які для реалізації системи занулення перетворюють у трифазні чотирипровідні мережі (рис. 3.9). При цьому для забезпечення ефективного спрацьовування занулення необхідно, щоб провідність нульового захисного проводу була не менше 0,5 провідності фазного проводу.

Алгоритм розрахунку параметрів занулення наведений рис. 3.10.

Рис. 3.8 ‑ Алгоритм розрахунку параметрів захисного

заземлюючого пристрою

При використанні системи занулення час відключення аварійного режиму ЕУ від живильної мережі складає 5...7 с при захисті запобіжниками з плавкими вставками і 1... 2 с – при захисті автоматичними вимикачами.

Для надійного спрацьовування цієї системи захисту необхідно виконання наступної умови:

I_к.з. > 3I^н_пл або I_к.з. > 1,25 I^н_авт,

де I^н_пл–номінальний струм плавкої вставки запобіжника; I^н_авт – номінальний струм спрацьовування автомата захисту.

Блокування

Блокування–пристрої, що відключають живлення електроустановки при спробі несанкціонованого доступу до неї і застосовують в електроустановках, в яких часто виконуються роботи на струмоведучих частинах (випробувальні стенди, установки для випробування ізоляції підвищеною напругою і т. п.). Блокування також застосовують в конструкціях рубильників, пускачів, автоматичних вимикачів та інших електричних апаратів, що працюють в умовах, при яких ставляться підвищені вимоги безпеки (наприклад, суднові, підземні та інші електроустановки).

Рис. 3.9 ‑ Схема занулення електроустановки: Rо – електричний опір заземлення нейтралі джерела живлення; 1 - електрична установка; 2 – нульовий захисний провід; 3 – провід, що з’єднує корпус електричної установки з нульовим захисним проводом; 4 – контакти автомату захисту електроустановки

Блокування за принципом дії поділяють на електричні й механічні.

Електричніблокування забезпечують розрив ланцюга живлення спеціальними контактами, що встановлюють на дверях огороджень, кришках і дверцятах захисних кожухів ЕУ.

Якщо керування електроустановкою виконується дистанційно, то блокувальні контакти включають в ланцюг керування пусковим апаратом.

Найбільш доцільний для цієї мети магнітний пускач або контактор, тому що при відкриванні дверей приміщення, в якому розташована електроустановка, блокувальні контакти таких пристроїв розмикають ланцюг живлення їх котушки.

При обриві цього ланцюга електроустановка відключається, як і при відкриванні дверей. Це запобігає можливості виникнення нещасного випадку при несправному ланцюзі блокування.

Схема захисту побудована так, що електроустановка не може бути включена при закриванні дверей, тому що замикання блокувальних контактів не є достатнім. Для включення ЕУ додатково потрібне натискання допоміжної кнопки, що включає додаткові контакти. Тому, якщо оператор ввійшов усередину огородження ЕУ, він не може виявитися під напругою при випадковому закриванні дверей. Якщо ж блокувальні контакти включені безпосередньо в силовий ланцюг живлення ЕУ, а не через магнітний пускач або контактор, то така схема підключення не виключає цієї можливості. У зв’язку з цим така схема блокування застосовуватися не повинна.

Функціонально для забезпечення безпеки необхідно, щоб блокувальні контакти розмикалися вже при незначному розчиненні дверей (10...15 см) таким чином, щоб людина не могла проникнути за огородження при невідключеній напрузі живлення ЕУ. Конструктивно блокувальні контакти повинні встановлюватися на обох половинках двостулкових дверей, щоб не було можливості включити електроустановку, залишивши відкритою одну зі стулок.

Механічні блокування, застосовувані в електричних апаратах, не повинні дозволяти його відкривання, зняття захисного кожуха ЕУ зі збереженням напруги живлення і, навпаки – включення електричного апарата при відкритій (знятій) кришці.

Рис. 3.10 ‑ Алгоритм розрахунку параметрів занулення

В апаратурі автоматики, обчислювальних машинах, радіоустановках та інших електронних пристроях застосовують блокові схеми, що забезпечують механічне блокування. У загальному корпусі на окремих платах встановлюють окремі блоки, що з'єднуються з іншими пристроями штепсельним з'єднанням. При висуванні або видаленні блоку зі свого місця штепсельне з’єднання розмикається і блок автоматично відключається.

Захисне відключення

Захисне відключення є додатковим захистом, що забезпечує автоматичне відключення електроустановки з появою в ній небезпеки ураження людини електричним струмом.

Основними параметрами пристроїв захисного відключення (ПЗВ) є величина струму, наприклад, в схемі захисного заземлення, на який реагує пристрій, і його швидкодія.

3.3.7. Надання долікарської допомоги при ураженні людини

електричним струмом

Перша допомога при нещасних випадках – це комплекс заходів, спрямованих на відновлення або збереження життя і здоров'я потерпілого. Нещасні випадки, як правило, відбуваються в місцях, де медичний персонал відсутній і швидко повідомити про те, що трапилося, в медичну установу досить скрутно або неможливо.

Для надання долікарської допомоги на ділянках і в цехах повинні бути передбачені аптечки і сумки першої допомоги з набором необхідних засобів. На підприємствах рекомендується мати апарат для виконання штучного дихання з набором інструментів для розкриття рота, витягування й утримання язика, а також носилки.

При ураженні людини електричним струмом необхідно якнайшвидше звільнити її від дії струму, тому що від тривалості цієї дії залежить важкість електротравми.

Заходи першої допомоги при оживленні людини залежать від її стану. Тому цикл реанімації складається з двох частин:

1. Швидке визначення стану потерпілого.

2. Енергійне кваліфіковане надання долікарської допомоги.

Для визначення стану постраждалого потрібно укласти його на спину й перевірити наявність дихання і серцевих скорочень.

Наявність дихання в потерпілого визначають за підйомом і опусканням грудної клітки під час самостійного вдиху й видиху. При порушенні дихання потерпілий має потребу в проведенні штучного дихання.

При наявності серцевих скорочень пульс найкраще перевіряти по сонній артерії. Відсутність пульсу на ній свідчить, як правило, про припинення руху крові в організмі.

Про відсутність кровообігу в організмі можна судити за станом очних зіниць, які в цьому випадку розширені. При відсутності пульсу необхідний зовнішній масаж серця.

Перевірка стану потерпілого, включаючи надання його тілу відповідного положення, перевірку дихання, пульсу і стану зіниць, повинна виконуватися швидко – протягом 15...20 с.

У період уявної або клінічної смерті протягом 4...5 хв. зміни на останньому рівні життєзабезпечення людини ще оборотні й її можна врятувати. Отже, допомога потерпілому повинна бути зроблена кваліфіковано, протягом перших 4...5 хв. Основні методи долікарської допомоги включають: штучне дихання «рот у рот», «рот у ніс», а також зовнішній масаж серця.

Для проведення штучного дихання потерпілого потрібно укласти на спину на тверду основу, розстебнути одяг і забезпечити прохідність верхніх дихальних шляхів, які можуть бути закриті запалим язиком, сторонньою речовиною або предметом у порожнині рота. Голову потерпілого треба повернути набік, очистити рот пальцем, обгорненим марлею або хусткою. Після цього той, хто надає допомогу, одну руку підсуває потерпілому під шию, а долонею іншої надавлює на чоло, максимально закидаючи голову назад. При цьому корінь язика відходить від задньої стінки гортані, відкриваючи вільний доступ повітря в легені, а рот відкривається.

Штучне дихання виконують в такий спосіб. Глибоко вдихнувши, той, хто надає допомогу, робить енергійний видих у рот потерпілого. Як тільки грудна клітка потерпілого піднялася, наповнення повітря припиняють. Після цього у потерпілого відбувається пасивний видих. Якщо пульс у потерпілого визначається добре, то інтервал між вдуванням повітря повинен складати 5 с (12 дихальних циклів на хвилину).

При зупинці серця, не втрачаючи ні секунди, потерпілого треба укласти на тверду основу і звільнити від одягу, оголити груди. Далі прощупуванням потрібно визначити місце натиснення: воно повинне знаходитися на два пальці вище м'якого кінця грудини. Після цього той, хто надає допомогу, повинен покласти на це місце долоню однієї руки, а поверх неї під кутом 90⁰ – долоню другої руки. Надавлювати треба швидким поштовхом, злегка допомагаючи нахилом усього корпуса. Нижня частина грудини у потерпілого при натисненні повинна зміститися вниз на 3...5 см. Тривалість натиснення – не більше 0,5 с, з інтервалом 0,5 с. З появою самостійного пульсу, що свідчить про відновлення серцевої діяльності, потрібно негайно припинити масаж серця, але продовжувати проведення штучного дихання.

Штучне дихання і непрямий масаж серця необхідно проводити до відновлення стійкого самостійного дихання й діяльності серця в потерпілого або до передачі його медичному персоналу.

Контрольні запитання і завдання

1.	Як класифікуються приміщення за ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом ?
2.	До яких основних нестандартних процесів в організмі людини призводить протікання електричного струму?
3.	Класифікація електричних травм.
4.	Місцеві електричні травми. Умови виникнення місцевих електричних травм.
5.	Види місцевих електричних травм.
6.	Електричні удари. Умови виникнення електричних ударів.
7.	Види електричних ударів. Зупинка дихання.
8.	Види електричних ударів. Фібріляція серця.
9.	Фактори, що впливають на ступінь ураження людини електричним струмом.
10.	Наведіть порогові значення величини електричного струму відносно ступеню ураження людини електричним струмом.
11.	Яка схема трифазної електричної мережі з глухозаземленою нейтраллю джерела живлення ?
12.	Наведіть схему трифазної електричної мережі з ізольованою нейтраллю джерела живлення.
13.	Які існують типи напруг у трифазних електричних мережах. Співвідношення між напругами у трифазних електричних мережах.
14.	Які існують схеми включення людини в електричний ланцюг ?
15.	Навести схему двофазного включення людини у трифазній електричній мережі.
16.	Навести схему однофазного включення людини у трифазній електричній мережі.
17.	Провести порівняльний аналіз небезпеки ураження при двофазному та однофазному включенні людини в електричну мережу.
18.	Які методи захисту людини застосовують в електроустановках ?
19.	Викладіть суть методу застосування необхідного типу ізоляції.
20.	У чому полягає метод забезпечення недоступності струмоведучих частин електроустановки ?
21.	Викладіть суть методу електричного розподілу мереж.
22.	Викладіть суть та область застосування методу застосування малих напруг.
23.	Захисне заземлення. Визначення, область застосування.
24.	Принцип дії захисного заземлення.
25.	Види захисних заземлюючи пристроїв.
26.	Викладіть принцип дії виносного захисного заземлення.
27.	Викладіть принцип дії контурного захисного заземлення.
28.	Алгоритм розрахунку захисного заземлюючого пристрою.
29.	Конструкція захисного заземлення.
30.	Занулення. Визначення, область застосування.
31.	Принцип дії занулення.
32.	Алгоритм розрахунку занулення.
33.	Блокування. Область застосування блокувань.
34.	Електричні блокування.
35.	Механічні блокування.
36.	Призначення захисного відключення.
37.	Етапи надання долікарської допомоги потерпілому при ураженні електричним струмом.
38.	Як здійснюють перевірку пульсу в постраждалого ?
39.	Як проводиться штучне дихання ?
40.	Викладіть правила виконання зовнішнього масажу серця.

РОЗДІЛ 4. ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА