Меры обеспечения электробезопасности

Меры обеспечения электробезопасности, в основном, основаны на уже приводившихся выше формулах (4.4)÷(4.6) и (4.12).

Применение малых напряжений.

Известно, что при напряжении до 50 В электрическое сопротивление неповрежденной кожи человека достигает сотен кОм. Для использования данного эффекта применяют питание оборудования пониженным напряжением (12, 36 В) постоянного и переменного тока. Мера применяется в помещениях с повышенной и особой опасностью для питания электрооборудования, с которым человек часто или постоянно находится в контакте (переносные светильники местного освещения, ручной электроинструмент). При таком напряжении сопротивление человека даже в самом неблагоприятном случае не менее 6000 Ом и ток даже в случае двухфазного включения человека в цепь будет не более:

I_h=U_ф/R_h=36/6000=6 мА

Такой ток хотя и ощутим, но не вызывает неблагоприятных эффектов. При меньших напряжениях и других схемах включения ситуация будут только лучше.

Исключение контакта человека с токоведущей частью (ТВЧ).

Если удается исключить контакт с ТВЧ, то исключается и возможность формирования цепи тока через человека. Мера реализуется путем расположения ТВЧ в недоступных местах и на высоте (скрытая проводка, расположение ТВЧ в металлорукавах, трубах, полуэтажах, кабельных каналах), укрытие ТВЧ электроустановки в закрывающихся корпусах, расположение электрооборудования в отгороженных частях помещения, запирающихся на ключ.

Применение двойной изоляции.

При однополюсном включении человека в сеть с любым режимом работы нейтрали существенное значение для обеспечения электробезопасности имеет величина Z_К. Обычно электроустановки имеют один вид изоляции – рабочую. Для повышения электробезопасности к ней добавляют дополнительную изоляцию, включая их сопротивления последовательно. В качестве дополнительной изоляции может использоваться корпус электроустановки, изготовленный из диэлектрического материала. Эта мера реализуется в помещениях с повышенной или особой опасностью в отношении электроустановок, с которыми человек находится в частом или постоянном контакте, и для которых применение малого напряжения технико-экономически нецелесообразно.

Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ предназначены для включения в электрическую цепь последовательно с сопротивлением тела человека. Они обеспечивают защиту потому, что, выдерживая рабочее напряжение электроустановок (должен быть полностью исключён пробой при рабочем напряжении), они обладают таким собственным сопротивлением, которое делает ток через человека неощутимым. При этом выполняется неравенство:

Перед использованием СИЗ их необходимо проверять. Во-первых, проверяют не истек ли срок годности (по штампу или бирке, которые испытательная лаборатория наносит или прикрепляет к СИЗ), вторых, проверяют механическую прочность изделия (были случаи, когда из-за незамеченного повреждения СИЗ человек погибал).

Для работы с электроустановками напряжением менее 1 кВ применяются следующие виды СИЗ:

- диэлектрические перчатки;

- слесарный инструмент с изолирующими рукоятками (необходимо протирать инструмент после использования, чтобы исключить ухудшение изоляции рукояток в будущем);

- указатели напряжения.

Контроль изоляции оборудования и сетей.

Как уже было показано , значения изоляции сети относительно земли Z_С и ТВЧ относительно корпуса Z_К существенно влияют на безопасность (4.4) и (4.5). Поэтому предусмотрена многоступенчатая система контроля поддержания изоляции на должном уровне:

Ступени контроля изоляции Z_К:

- выходной контроль на заводе-изготовителе (отметка в паспорте);

- контроль перед вводом в эксплуатацию (проводит специально уполномоченная испытательная лаборатория с составлением акта проверки);

- периодический контроль в процессе эксплуатации (проводят те же);

- внеочередной контроль после ремонта, реконструкции или по требованию представителя органа Госнадзора.

Ступени контроля изоляции Z_С :

- приёмо-сдаточные испытания после сооружения ЛЭП;

- периодические испытания в ходе эксплуатации

Защитное разделение сетей.

Известно, что в длинных линиях сопротивление изоляции даже неповрежденной сети может уменьшаться до недопустимого значения. В ряде случаев для увеличения безопасности путем увеличения Z_С применяют разделительные трансформаторы, причём иногда с коэффициентом трансформации 1:1. При этом длина от трансформатора до потребителя будет составлять десятки метров, и вся линия будет под визуальным контролем работника, что уменьшает вероятность ее повреждения.

Защитное заземление.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, могущих оказаться под напряжением, с землёй или её эквивалентом (рис.4.7).

Рис.4.7. Защитное заземление.

Принцип действия защитного заземления состоит в уменьшении до безопасного значения напряжения прикосновения U_пр. Область применения – электрооборудование, питаемое от сети с изолированной нейтралью, расположенное в помещениях с повышенной или особой опасностью поражения электрическим током.

Из рис.4.7 видно, что напряжение прикосновения есть разность между потенциалом руки и потенциалом ног. Таким образом, учитывая (4.12) можно использовать два способа снижения U_пр: уменьшение потенциала руки (т.е. корпуса электроустановки) или увеличение потенциала земли. При этом U_пр не должно превышать предельно допустимого значения.

В сетях с изолированной нейтралью уменьшение напряжения прикосновения достигается первым способом, т.е. уменьшением потенциала корпуса, которого касается человек. При возникновении замыкания на корпус и касании корпуса через человека потечёт ток:

Как показал проделанный выше анализ, при малом значении сопротивления сети Z_С ток I_h может достигать смертельно опасных значений. С другой стороны, человек в данном случае является проводником, через который происходит замыкание поврежденной фазы на землю. Поэтому ток, текущий через человека, равен току замыкания на землю. В сетях с изолированной нейтралью ток замыкания на землю практически не зависит от сопротивления заземлителя и определяется значением изоляции сети:

В данном случае, сопротивлением замыкания на землю является сопротивление человека R_h, следовательно, максимальное значение напряжения прикосновения равно:

Для снижения U_пр используется включение специального заземляющего проводника сопротивлением R_З параллельно сопротивлению человека (рис.4.7). В этом случае:

Если мы потребуем выполнения условия R_З << R_h, то выражение упрощается:

С учётом того, что R_З << R_h, очевидно, что .

Таким образом, введение заземляющего проводника существенно повышает безопасность.

В качестве заземляющих устройств рекомендуют использовать, прежде всего, естественные заземлители, т.е. проводящие объекты, расположенные в земле (железобетонные фундаменты зданий и сооружений, рельсы внутризаводских железнодорожных путей, обсадные трубы артезианских скважин, трубопроводы негорючих и невзрывоопасных жидкостей и газов).

Если сопротивление естественных заземлителей больше требуемого значения сопротивления заземляющего устройства, используют искусственные заземлители. Как правило, такой заземлитель представляет собой систему электрически соединённых между собой вертикальных электродов длиной 3-5 м, расположенных в земле.

Согласно ГОСТ 12.1.030-82, значения сопротивления заземляющих устройств должны быть не больше максимально допустимых (табл. 6).

Табл. 6. Максимально допустимые сопротивления

заземлителей (по ГОСТ 12.1.030-82)

Со временем в результате коррозии металл заземляющего устройства разрушается, что может привести к увеличению сопротивления последнего. Поэтому его значение периодически замеряется.

Защитное зануление.

Защитное зануление - это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей, могущих оказаться под напряжением, с многократно заземленным нулевым защитным проводником (НЗП) (рис. 4.8).

Принцип действия зануления состоит в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, вызывающее срабатывание максимальной токовой защиты и отключение поврежденной электроустановки за время, не большее 0,2 секунд.

Область применения: электроустановки с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ. В качестве максимальной токовой защиты могут использоваться плавкие предохранители или автоматические выключатели.

Рис. 4.8. Защитное зануление.

В отсутствие зануления при повреждении изоляции (Z_k=0) через человека потечет ток:

где: R₀ ≤ 4 Ом – сопротивление заземления нейтрали.

Как показал проведенный ранее анализ при напряжении 220В такой ток для человека будет смертелен, если продолжительность воздействия превысит 0,2с. Следовательно, поврежденную электроустановку необходимо отключить быстрее. Для этого вдоль электрической сети пропускают ещё один –нулевой защитный проводник (НЗП), – который в передаче электроэнергии не участвует и к которому присоединяют корпуса защищаемых электроустановок. При замыкании на корпус по нулевому защитному проводнику потечёт ток I_кз:

где: Z_ТР – сопротивление обмотки трансформатора;

R_Ф – активное сопротивление фазного проводника;

R_Н – активное сопротивление нулевого защитного проводника;

X_Ф – индуктивное сопротивление фазного проводника; Х_НЗП – индуктивное сопротивление нулевого защитного проводника.

В абсолютном большинстве случаев фазные провода и нулевой защитный проводник выполняют из алюминия или меди, индуктивными сопротивлениями которых можно пренебречь.

В качестве максимальной токовой защиты используется автоматические выключатели (АВ), снабженные электромагнитным расцепителем, плавкие предохранители.

Для того, чтобы отключение произошло за время не более 0,2 с, ток короткого замыкания должен удовлетворять следующему условию:

,

где: I_MAX – ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя (указан на отключающем аппарате);

^,– номинальный ток плавкой вставки (указан на вставке).

При выходе из строя плавких вставок или автоматических выключателей необходимо вместо поврежденных ставить такие же, чтобы защитное отключение работало нормально.

Проектирование зануления заключается в выборе сечения и материала нулевого защитного проводника так, чтобы было удовлетворено условие срабатывания максимальной токовой защиты:

Защитное отключение.

Используется в качестве дополнительной защитной меры к заземлению и занулению в особо ответственных электроустановках. Представляет из себя, как правило, электронное устройство, связанное с аппаратурой отключения электроустановки от сети, реагирующее на какой-то параметр, связанный с обеспечением электробезопасности данной электроустановки.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 586; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!