Средства защиты от поражения электрическим током
В соответствии с ГОСТ 12.1.009--76 ССБТ «Электробезопас-ность. Термины и определения» в качестве средств и методов защиты от поражения электрическим током применяют:
изоляцию токоведущих частей (нанесение на них диэлектри--
ческого материала -- пластмасс, резины, лаков, красок, эмалей и т.п.);
двойную изоляцию -- на случай повреждения рабочей;
3) воздушные линии, кабели в земле и т.п.;
ограждение электроустановок;
блокировочные устройства, автоматически отключающие на-
пряжение электроустановок, при снятии с них защитных кожухов и
ограждений;
малое напряжение (не более 42 В) для освещения в условиях
повышенной опасности;
изоляцию рабочего места (пола, настила);
заземление или зануление корпусов электроустановок, кото--
рые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляций;
выравнивание электрических потенциалов;
автоматическое отключение электроустановок;
предупреждающую сигнализацию (звуковую, световую) при
появлении напряжения на корпусе установки, надписи, плакаты, знаки;
средства индивидуальной защиты и др.
Применение малых напряжений (до 42 В). Наибольшая сте-пень безопасности достигается при напряжениях до 10 В, когда ток, как правило, не превышает 1...1,5мА. Очень малые напряжения применяют в шахтерских лампах (2,5 В) и некоторых бытовых прибо-рах (карманные фонари, игрушки и т.п.). Применение малых напря-жений 12, 36 и 42 В ограничивается ручным электрифицированным инструментом, ручными переносными лампами и лампами местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных.
Электрическое разделение сетей. Если единую, сильно раз-ветвленную сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напря-жения, которые будут обладать небольшой емкостью и высоким со-противлением изоляции, то опасность поражения резко снижается.
Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Защитное разделение сетей применяется в электро-установках напряжением до 1000 В, эксплуатация которых связана с повышенной степенью опасности, например в передвижных установ-ках, ручном электрифицированном инструменте и т.п.
Электрическая изоляция. В электроустановках применяют ра-бочую, дополнительную, двойную и усиленную изоляции. При вводе в эксплуатацию новых или прошедших ремонт электроустановок проводят-ся приемосдаточные испытания с контролем сопротивления изоляции.
Защита от прикосновения к токоведущим частям установок. В электроустановках напряжением до 1000 В применение изолирован-ных проводов уже обеспечивает достаточную защиту от напряжения при прикосновении. При напряжениях свыше 1000 В опасно даже приближение к токоведущим частям. Для исключения опасности при-косновения к токоведущим частям необходимо обеспечить их недос-тупность посредством ограждения и расположения токоведущнх час-тей на недоступной высоте или в недоступном месте.
Защитное заземление. "Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей металлических не-токоведущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Принципиальные схемы защитного заземления для сетей с изолированной и заземленной нейтралямж представлены на рис. 6.9. Принцип действия защитного заземления -- снижение напря-жения прикосновения при замыкании на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основа-ния, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленной установки.
Заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопро-тивления заземления. В сетях с глухозаземленной нейтралью напря-жением до 1000 Б заземление неэффективно, так как ток замыкания на землю зависит от сопротивления заземления и при его уменьше-нии ток возрастает.
Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В с изо-лированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Заземляющее устройство -- это совокупность заземлителя -- металлических проводников, находящихся в непосредственном сопри-косновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземленные части электроустановки с заземлителем. Заземляющие устройства бывают двух типов: выносные, или сосредоточенные, и контурные или распределенные.
щадки, на которой установлено заземляемое оборудование, или со-средоточен на некоторой части этой площадки. При работе выносного заземления потенциал основания, на котором находится человек, ра-вен или близок к нулю (в зависимости от удаленности человека от за-землителя).
Защита человека осуществляется за счет малого электрического сопротивления заземления, так как в соответствии с законом Ома больший ток будет протекать по той ветви разветвленной цепи, которая имеет меньшее электрическое сопротивление. Такой тип заземляю-щего устройства в ряде случаев лишь уменьшает опасность или тя-жесть поражения электрическим током. Его достоинством является возможность выбора места размещения заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырого, глинистого, в низинах и т.п.).
Выносное заземляющее устройство применяют только при малых значени-ях тока замыкания на землю и, в частности, в установках напряжением до 1000 В. В контурном заземляющем устройстве одиночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют на всей площадке (зоне обслуживания оборудования) равномерно.
Безопасность при контурном заземлении обеспечивается вы-равниванием потенциала основания и его повышением до значений, близких к потенциалу корпуса оборудования. В результате обеспечи-вается высокая степень защиты от прикосновения к корпусу оборудо-вания, оказавшегося под напряжением, и от шагового напряжения.
На рис. 6.11 представлена схема контурного заземления (кри-вые показывают распределение электрического потенциала внутри и за пределами контура).
Как видно из показанных кривых, за пределами контура по-тенциал основания быстро снижается с увеличением расстояния, что может явиться причиной появления больших значений шагового на-пряжения в этих зонах. Чтобы уменьшить шаговые напряжения за пределами контура вдоль проходов и проездов, в грунт закладывают специальные шины.
Внутри помещений выравнивание потенциала происходит есте-ственным путем через металлические конструкции, трубопроводы, кабели и другие проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.
Контурное заземление применяют при высокой степени электроопасности и при напряжениях свыше 1000 В.
Выполнение заземляющих устройств. Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземле-ния, и естественные -- находящиеся в земле предметы, используемые для других целей.
В качестве искусственных заземлителей применяют одиноч-ные и соединенные в группы металлические электроды, забитые вер-тикально (стальные трубы, уголки, прутки) или уложенные горизон-тально в землю (стальные полосы, прутки).
В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные и другие трубы, за исключени-ем трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных га-зов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией; металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций зданий и т.п.
В соответствии с ГОСТ 12.1.030--81 защитному заземлению или занулению подлежат:
металлические нетоковедущие части оборудования, которые
из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к
которым возможно прикосновение людей и животных;
все электроустановки в помещениях с повышенной опасно-
стью и особо опасных, а также наружные установки при напряжении
42 В переменного и выше и 110 В постоянного тока и выше;
все электроустановки переменного тока в помещениях без по-
вышенной опасности при номинальном напряжении 380 В и выше и
постоянного -- 440 В и выше;
все электроустановки во взрывоопасных зонах.
Зануление -- преднамеренное электрическое соединение с ну-левым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением.
Зануление применяют в четырехпроводных сетях с напряжени-ем до 1000 Вис глухозаземленной нейтралью. Принцип действия за-нуления (рис. 6.12) заключается в том. что при замыкании фазы на корпус 1 между фазой и нулевым рабочим проводом создается большой ток (ток короткого замыкания), обеспечивающий срабатывание защи-ты и автоматическое отключение поврежденной фазы от установки.
Защитой могут являться плавкие предохранители или автома-тические выключатели 2, устанавливаемые перед электроустановкой. Поскольку корпус 1 установки заземлен через нулевой защитный проводник 3 и заземление нейтрали, до срабатывания защиты прояв-ляется защитное свойство заземления.
При занулении предусматривается повторное заземление 4-го нулевого рабочего провода, если произойдет его обрыв на участке ме-жду точкой зануления установки и нейтралью сети. В этом случае ток КЗ стекает по повторному заземлению в землю и через заземление нейтрали на нулевую точку источника питания, т.е. обеспечивается работа зануления.
Устройства защитного отключения (УЗО) -- это быстродей-ствующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение элек-троустановки при возникновении опасности поражения человека элек-трическим током. В случае опасности (при замыкании фазы на корпус, при снижении электрического сопротивления фаз относительно земли ниже определенного предела и т.д.) происходит изменение определен-ных параметров электрической сети. Если контролируемый параметр выходит за допустимые пределы, подается сигнал на защитно-отключающее устройство, которое обесточивает установку или элек-тросеть. УЗО должны обеспечивать отключение неисправной элек-троустановки за время не более 0,2 с.