Раздел 7. Расчет защитного заземления электрооборудования средств механизации на транспорте

Цель занятия. Изучить основные положения по обеспечению безопасности эксплуатации электрооборудования транспортных и получить практические навыки расчета защитного заземления, при проектировании электроприводов различного оборудования на транспорте.

7.1. Общие положения по электробезопасности и методам защиты от поражения электрическим током

Электроэнергия применяется во всех отраслях промышленности, механизмах на транспорте, где используются электрические двигатели. При неумелом обращении или несоблюдении установленных требований электрический ток представляет серьезную опасность. Опасность поражения электрическим током специфична, поскольку он не может быть обнаружен органами чувств человека: зрением, слухом, обонянием.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие на различные системы организма, вызывая нарушение деятельности жизненно важных органов человека: мозга, сердца и легких.

Действие электрического тока можно объединить в два вида: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы – это местные поражения участка тела: ожоги, металлизация кожи, механические повреждения организма.

Электрический удар связан с возбуждением живых тканей организма, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц тела, в том числе мышц сердца и легких. В результате нарушается жизнедеятельность организма, прекращается деятельность органов дыхания и кровообращения.

Электротравмы по степени их тяжести делятся на четыре группы: I –судорожное сокращение мышц без потери сознания; II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; III – потеря сознания, нарушение сердечной деятельности и дыхания; IV – клиническая смерть, характеризуемая отсутствием дыхания и кровообращения, однако жизнь в организме еще не угасает в течение 4-10 мин. и в этот период можно спасти человека, оказав первую доврачебную помощь.

Последствия поражения электрическим током зависят от следующих факторов: электрического сопротивления тела человека, величины и длительности протекания тока, рода и частоты тока, пути прохождения тока в теле человека, индивидуальных свойств организма и др.

Электрическое сопротивление тела человека различно. Кожа, кости, жировые ткани имеют большее сопротивление, чем кровь, спинной и головной мозг, а также мышечная ткань. Наибольшим удельным сопротивлением обладает кожа, однако, при увлажнении, загрязнении или повреждении сопротивление ее резко снижается в зависимости от величины тока и времени его протекания. При расчетах, сопротивление тела человека, условно принимается равным 1000 Ом.

Основным фактором, определяющим исход поражения, является сила электрического тока, проходящего через тело человека. Чем больше сила тока, тем опаснее его действие.

По физиологическому воздействию переменного (50-60 Гц) и постоянного тока выделены четыре пороговых значения:

- пороговое ощущение тока, наименьший ток, на который реагирует организм человека (0,5-1,5 мА переменный и 5-7 мА постоянный);

- порог неотпускаемого тока, при котором человек не может самостоятельно освободится из-за сокращения мышц рук или ног (10-15 мА переменного и 50-70 мА постоянный, меньшее значение 10 мА переменного и 50 мА постоянного называется отпускающим током);

- порог болевого ощущения, при котором усиливаются боли, снижается сопротивление тела человека из-за нагрева кожи и тела, что может привести к нарушению работы сердца (25-50 мА переменный и 70-90 мА постоянный);

- порог фибриляционный, приводит к фибрилляции (остановке) сердца, потери сознания – смертельно опасный (90-100 мА переменный, 200-300 мА постоянный).

Все производственные помещения по степени опасности поражения электрическим током делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.

Помещения без повышенной опасности – это сухие, безпыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими полами. Эти помещения характерны для оперативных работников транспортных служб.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность, для работников выполняющих ремонт и обслуживание транспортных средств:

– сырые, когда относительная влажность воздуха в помещении > 75%;

‑ жаркие, когда температура воздуха длительно (свыше суток) > +35°С;

‑ наличие токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.п.;

‑ наличие токопроводящих сырых полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т.п.) на которых установлено электрооборудование.

Помещения особо опасные насосные станции, боксы, склады химических продуктов и др. характеризуются наличием одного из следующих условий создающих особую опасность:

‑ особо сырые, когда относительная влажность воздуха близка к 100 %;

‑ химически активной или органической среды, т.е. помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, и разрушающие изоляцию токоведущих частей электрооборудования;

‑ одновременного наличия двух и более условий, свойственных для выше указанных помещениям с повышенной опасностью.

Безопасность эксплуатации при нормальном режиме работы электроустановок и оборудование на транспорте обеспечивается применением следующих основных мероприятий:

‑ применением малых напряжений до 36 В;

‑ применением электрической изоляции в оборудовании;

‑ недоступностью токоведущих частей (ограждения, отдельные кабины);

‑ защитные отключение, заземление и зануление;

Наиболее распространенными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током в условиях производства и транспорта являются: защитное заземление; защитное зануление; защитное отключение.

Защитное заземление представляет собой устройство в виде электрического соединения с землей нетоковедущих металлических частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции электропроводов при трехпроводной электрической сети (рис. 7.1 (а)).

Защитное зануление обеспечивается присоединением нетоковедущих корпусов и других металлических частей к заземленному нулевому проводу при четырехпроводной электрической сети (рис. 7.1 (б)).

а б

Рис. 7.1. Принципиальные схемы защитного заземления