Классификация электроустановок и помещений по электроопасности
Совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии, называется электроустановками. Основные требования к устройству электроустановок изложены в действующих «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ).
С точки зрения мер, принимаемых для обеспечения электробезопасности, электроустановки разделяются на электроустановки напряжением выше 1000 В в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю); электроустановки напряжением выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю); электроустановки напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью; электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.
Заземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.
Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные устройства, имеющие большое сопротивление.
В зависимости от условий, повышающих или понижающих опасность поражения человека электрическим током, ПУЭ делят все помещения на:
помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%); высокой температуры (температура воздуха длительно превышает 35°С); токопроводящей пыли (угольной, металлической и т. п.); токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.), возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлическим элементам технологического оборудования или металлоконструкциям здания и металлическим корпусам электрооборудования;
особо опасные помещения, характеризующиеся наличием высокой относительной влажности воздуха (близкой к 100%) или химически активной среды, разрушающе действующей на изоляцию электрооборудования, или одновременным наличием двух или более условий, соответствующих помещениям с повышенной опасностью;
помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют все указанные выше условия.
Опасность поражения электрическим током существует всюду, где используются электроустановки, поэтому помещения без повышенной опасности нельзя назвать безопасными.
Особо опасными являются многие производственные помещения, например цехи машиностроительных и металлургических заводов, водонасосные станции, помещения для зарядки аккумуляторных батарей и т. п. По степени опасности электроустановки вне помещений приравнивают к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных помещениях.
Анализ условий поражения человека электрическим током
Поражение человека электрическим током или электрической дугой может произойти в следующих случаях:
при однофазном (однополюсном) прикосновении не изолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением;
при одновременном соприкосновении человека с двумя неизолированными частями (фазами, полюсами) электроустановок, находящихся под напряжением;
при приближении человека, не изолированного от земли, на опасное расстояние к токоведущим, не защищенным изоляцией частям электроустановок, находящихся под напряжением;
при прикосновении человека, не изолированного от земли, к нетоковедущим металлическим частям (корпусам) электроустановок, оказавшимся под напряжением из-за замыкания па корпус;
при соприкосновении человека с двумя точками земли (грунта), находящимися под разными потенциалами в поле растекания тока (включение под «напряжение шага»),
при действии атмосферного электричества во время разряда молнии;
из-за действия электрической дуги,
при освобождении другого человека, находящегося под напряжением.
Электрическим замыканием на корпус называется случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки.
Поражение человека при случайном прикосновении к токоведущим частям электрической сети зависит от схемы прикосновения человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима нейтрали сети, качества изоляции токоведущих частей от земли, емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.
Н
аибольшую
опасность представляет двухфазное
(двухполюсное) прикосновение (рис. 1, а,
6), так как в этом случае человек оказывается
под рабочим напряжением сети.
Рис. 1 Двухфазное (двухполюсное) прикосновение к токоведущим частям:
в сети постоянного тока или в однофазной сети
в трехфазной сети
В этом случае значение проходящего через тело человека тока зависит только от напряжения сети и сопротивления человека. Статистика электротравм показывает, что такие случаи происходят сравнительно редко.
Наибольшее число электротравм связано с однофазным (однополюсным) прикосновением человека к токоведущим частям, при этом напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного напряжения. В этом случае на протекающий через человека ток влияет режим нейтрали сети, сопротивление изоляции и емкость фаз относительно земли.
На рис. 2, а показана трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью.
Р
ис.
2. Однофазное (однополюсное) прикосновение
к токоведущим частям:
а — в сети с изолированной нейтралью;
б —в сети с заземленной нейтралью
Сеть с заземленной нейтралью характеризуется тем, что нейтральная точка источника питания соединена с землей через малое сопротивление rq (рис. 2, б). Ток, проходящий через человека, коснувшегося фазы в такой сети, практически не зависит от состояния изоляции.
Предыдущие рассуждения касались нормальной работы сети. При аварийных режимах сети (замыкании на корпус или замыкании на землю) условия изменяются.
В сетях напряжением выше 1000 В опасность однофазного и двухфазного соприкосновения практически одинакова. Любое из этих прикосновений очень опасно.
Поражение человека может произойти, если он окажется под шаговым напряжением. Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек (ГОСТ 12.1.009). Такой случай может возникнуть, если человек окажется в зоне растекания тока, которая образуется вокруг любого проводника, оказавшегося в земле или на земле. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается и на расстоянии, примерно равном 20 м, может быть принят равным нулю. Протекание тока по пути «нога - нога» менее опасно, чем по пути «рука — ноги».
Однако и известно немало несчастных случаев при воздействии шаговою напряжения. Поражение при этом усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек надает, после чего цепь тока замыкается вдоль тела через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека больше длины его шага и это обусловливает большую разность потенциалов.
Анализ несчастных случаев, связанных с действием электрического тока, позволяет выявить их основные причины, которые можно объединить в следующие группы:
случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, в результате проведения работ вблизи или на этих частях; неисправность защитных средств, которыми пострадавший прикасался к токоведущим частям; ошибочное принятие находящегося под напряжением оборудования за отключенное и т. п.;
появление напряжения на металлических частях производственного оборудования (ограждениях, корпусах, кожухах), нормально не находящихся под напряжением, в результате повреждения изоляции токоведущих частей электрооборудования; контакт металлического оборудования с проводом, находящимся под напряжением; замыкание фазы на землю и т. п.;
появление напряжения на отключенных частях оборудования во время проведения на них работ в результате ошибочного включения оборудования под напряжение; замыкание между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями; разряд молнии непосредственно в установку или вблизи нее; наведение напряжения от соседних электроустановок, находящихся в работе, и т. п.;
возникновение шагового напряжения на поверхности земли или основания, на котором находится человек, в результате замыкания провода на землю, выноса потенциала, неисправностей в устройствах рабочего или защитного заземления, зану-ления и т п.