§12.3. Технічні способи і засоби захисту від враження електричним струмом

Для захисту людей від враження електричним струмом нор­мативними документами передбачено: ізоляцію струмопровідних частин; електричний розподіл мереж; малу напругу; захисне за­землення; занулення; захисне вимкнення; зрівнювання та вирів­нювання потенціалів.

Ізоляція струмопровідних частин є однією з головних засобів електробезпеки.

Надійність роботи електроустаткування повною мірою залежить від стану ізоляції його струмопровідних частин. Для ізоляції вибирають діелектричні матеріали потрібної товщини і форми. У конструктивних елементах устаткування практичне викорис­тання мають матеріали, які замінюють метал.

Для деталей устаткування, які не перебувають під напругою, широко використовують як засіб ізоляції фарбування. Найкращих результатів досягають при використанні лаків, смол, емалевих фарб.

Під час експлуатації електроустаткування стан ізоляції періо­дично перевіряють.

Надійним засобом захисту електробезпеки є підлога, яку кла­дуть з ізоляційного матеріалу. Крім того, з метою електробезпеки використовують допоміжні ізолюючі пристрої, прокладаючи їх на підлозі (дерев'яні решітки, гумові килимки).

Добрі ізоляційні властивості мають дерев'яні й асфальтові підлоги. Підлоги з цементу або ксилоліту мають погані ізоляційні якості.

Електропобутову техніку, а також переносний електричний інструмент випускають з подвійною ізоляцією. У цих електро-споживачах, крім основної, є допоміжна ізоляція струмопровідних частин від корпусу.

Електричний розподіл мереж. Електричні мережі з великими розгалуженнями мають малий активний опір ізоляції і значну

ємність відносно землі. Тому дотик до струмопровідних частин є небезпечним для життя людини. Для зниження небезпеки враження електричним струмом мережу з великими розгалужен­нями розподіляють на невеликі мережі за допомогою роздільних трансформаторів. При цьому збільшується опір ізоляції на ділянці, де використовується такий трансформатор, і тим самим знижу­ється небезпека враження електричним струмом.

Роздільні трансформатори повинні задовольняти спеціальні технічні вимоги щодо надійності роботи. їх виготовляють з екраном між первинною і вторинною о8мотками для запобі­гання попаданню напруги з первинної обмотки на вторинну. Коефіцієнт трансформації у роздільних трансформаторах до­рівнює одиниці.

Вторинна напруга роздільних трансформаторів не повинна перевищувати 380 В. Від одного трансформатора дозволяється живлення тільки одного електроприймача з номінальним струмом розчіплювача автомата (або плавкої вставки запобіжника) не більше 15 А. Вторинну обмотку роздільного трансформатора за­землювати заборонено. Корпус трансформатора заземлюють або занулюють залежно від нейтралі мережі.

Заземлювати корпус електроприймачів не потрібно, а зануляти заборонено.

Роздільні трансформатори використовують в особливо небез­печних приміщеннях, на будівельних майданчиках та ін.

Мала напруга. За діючими нормативними документами з метою електробезпеки використовують знижувальну напругу. Це номі­нальна напруга між фазами і стосовно до землі не більше 42 В змінного струму і 110 В постійного струму.

Для отримання малої напруги використовують двообмоткові трансформатори. Корпус трансформатора заземлюють або за­нулюють залежно від режиму нейтралі мережі, від якої живиться первинна обмотка трансформатора. Обов'язково заземлюють один з виводів вторинної обмотки для запобігання переходу напруги первинної обмотки у вторинну при пошкодженні ізо­ляції.

Захисне заземлення — навмисне електричне з'єднання мета­левих неструмопровідних частин електроустановки із заземленою з метою забезпечення електробезпеки. Воно призначене для змен­шення до безпечного рівня напруги дотикання під час замикання напруги на корпус електроустановки.

Захисне заземлення використовують в мережах з ізольованою нейтраллю. Ефективність його при цьому пояснюється тим, що струм замикання на землю не залежить від опору заземлення, що має місце в мережах із заземленою нейтраллю напругою до 1 000 В. У цих мережах заземлення неефективне, тому що при зменшенні опору заземлення струм буде зростати. У мережах із заземленою нейтраллю вище 1 000 В заземлення виконують тому, що в цьому разі замикання на землю є коротким (спрацьовує максимальний струмовий захист).

Отже, захисне заземлення використовують в мережах напругою до 1 000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1 000 В незалежно від нейтралі.

При дотику людини до заземленого корпусу, на якому з'яви­лася напруга, майже весь струм пройде через заземлювач, опір якого значно менший, ніж опір людини. Струм, який пройде через людину, буде тим менший, чим менший опір заземлення і більший опір людини та ізоляції.

Занулення — навмисне електричне з'єднання з нульовим за­хисним провідником металевих неструмопровідних частин, які можуть опинитися під напругою.

Занулення використовують у чотирипровідних мережах із за­земленою нейтраллю, оскільки в цих мережах неможливо змен­шити напругу корпусу устаткування, який в аварійному режимі перебуває в контакті з струмопровідними частинами. Занулення знижує потенціал корпусу і перетворює замкнення на занулений корпус в однофазне коротке замикання, внаслідок якого спра­цьовують апарати захисту і вимикають пошкоджену ділянку елек­тричного кола. Таким чином значно зменшується тривалість режиму замикання на корпус.

Захисним вимкненням називають швидкодіючий захист, який забезпечує автоматичне вимкнення електроустановки при виник­ненні в ній небезпеки враження електричним струмом.

У схемах захисного вимкнення є чутливий елемент (датчик) автоматичного пристрою, який реагує на вхідну величину.

Вхідною величиною може бути: напруга корпусу відносно землі; напруга фази відносно землі; струм замикання на землю; напруга нульової послідовності; струм нульової послідовності та ін.

Напруга корпусу відносно землі виникає при замиканні на корпус. Якщо корпус заземлений або замикання відбулося без­посередньо на землю, то виникає струм заземлення, який і буде вхідною величиною схеми вимкнення.

При замиканні на землю змінюється напруга фаз відносно землі та виникає напруга між нейтраллю джерела і землею. Ця напруга називається напругою нульової послідовності.

Основною перевагою захисного вимкнення є швидке вимкнен­ня електроустановки в аварійному режимі. В основному схеми захисного вимкнення спрацьовують із самого початку розвитку пошкоджень, а не під час повного замикання.

Зрівнювання та вирівнювання потенціалів. Для підвищення елек­тробезпеки зрівнювання та вирівнювання потенціалів має дуже важливе значення. Так, якщо людина доторкнулася до двох точок, які мають приблизно однакові потенціали (напруга між ними буде дорівнювати нулю), то через її тіло не пройде електричний струм. Коли неможливо знизити величину потенціалу частин устаткування відносно землі або відносно одна одної, слід за­безпечити вирівнювання потенціалів. Для цього всі електропро­відні частини електроустановки з'єднують між собою. Це колони,

ферми, балки та інші конструкції будинків, корпуси устаткування електричних установок, трубопроводи, оболонки і броньовані покриття кабелів та ін.

Для вирівнювання потенціалу землі або підлоги відносно по­тенціалу заземлювального пристрою, який прокладено в землі або під підлогою, закладаюсь у землю або під підлогу стальні штаби.

Крім перелічених способів захисту людини від враження елек­тричним струмом, використовують також блокування, обгород­жувальні пристрої, знаки безпеки, плакати, попереджувальну си­гналізацію.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які травми спричиняє дія електричного струму на організм людини?

2. Які чинники знижують, а які підвищують небезпеку враження людини електричним струмом?

3. Охарактеризуйте приміщення за ступенем враження людини електричним струмом.

4. Як впливає напруга мережі на наслідки електротравм?

5. Від яких причин залежить величина опору людини?

6. Як впливає величина струму на наслідки електротравм?

7. Як залежить ступінь враження людини електричним струмом від тривалості його дії?

8. Як впливає шлях проходження струму через тіло людини на наслідки електротравм?

9. Як впливає навколишнє середовище на ступінь враження людини електричним струмом?

10. Як залежить величина струму, який пройде через людину, від схеми доторкання?

11. Які технічні засоби передбачено для захисту людини від враження електричним струмом?

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ТА РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Общая злектротехника с основами злектроники: Учебник для техникумов /В. А. Гаврилюк, Б. С. Гершунский, А. В. Ковальчук, Ю. А. Куницкий, А. Г. Шаповаленко.— К.: Вища шк., 1980.

2. Справочник по проектированию злектрических сетей и злектро-оборудования /Под ред. Ю. Г. Барьібина и др.- М.: Знергоа-томиздат, 1991.

3. Кацман М. М. Злектрические машиньї: Учебник для учащихся злектротех. спец, техникумов.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Вьісш. шк., 1990.

4. Ктиторов А. Ф. Злектрослесарь строительньїй: Учебник для проф.-техн. училищ. — М: Стройиздат, 1990.

5. Гольїгин А. Ф., Ильяшенко Л. А. Устройство и обслуживание злектрооборудования промьішленньгх предприятий: Учеб. посо-бие для сред. ПТУ.— М.: Вьісш. шк., 1986.

6. Злектромонтажньїе работьі. В 11 кн. Кн. 3. Кабельньїе сети: Учеб. пособие для ПТУ /А. А. Коптев, Под ред. А. Н. Трифо-нова.— М.: Вьісш. шк., 1990.

7. Иванов А. А. Справочник по злектротехнике. 5-е изд., перераб. и доп.— К.: Вища шк. Головное изд-во, 1984.

8. Злектротехника: Учебник для вузов. /Ю. М. Борисов, Д. Н. Ло-патов, Ю. Н. Зорин. — 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Знер-гоатомиздат, 1985.

9. Бондар В. М., Шаповаленко О. Г. Монтаж освітлювальних, силових мереж і електроустаткування: В запитаннях і відповідях: Навч. посібник.— К.: Вища шк., 1995.

10. Злектротехнический справочник: В 3 т.— Т. 3.— Кн. 1: Произ-водство и распределение злектрической знергии (Под ред. В. Г. Герасимова и др.— 7-е изд., испр. и доп.— М.: Знергоато-миздат, 1988.

11. Злектротехнический справочник: В 3 т.— Т. 3. Кн. 2: Исполь-зование злектрической знергии (Под ред. В. Г. Герасимова и _Др _ 7-е изд., испр. и доп — М.: Знергоатомиздат, 1988.

12. Гуревич Б. М., Иваненко Н. С. Справочник по злектронике для молодого рабочего: — 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Вьісш. шк., 1987.

13. Арменский Е. В., Прокофьев П. А., Фалк Г. Б. Автоматизированньїй злектропривод: Учеб. пособие для сред. ПТУ.— М.: Вьісш. шк., 1987.

14. Охрана труда в злектроустановках: Учебник для вузов /Под ред. Б. А. Князевского.— 3-є изд., перераб. и доп.— М.: Знергоа­томиздат, 1983.

15. Злектротехника: Учебник для ПТУ /А. Я. Шихин, Н. М. Бе-лоусова, Ю. X. Пухляков и др. / Под ред. А. Я. Шихина.— М.: Вьісш. шк., 1991.

16. Руденко В. С, Сенько В. И. Трифонюк В. В. Основьі промьішленной злектроники.— К.: Вища шк. Головне вид-во, 1985.

17. Сварка и резка в промьішленном строительстве. В 2 т. Т. 1. /Б. Д. Мальїшев, А. И. Акулов, Е. К. Алексеев и др.; Под ред. Б. Д. Мальїшева. — 3-є изд., перераб. и доп.— М.: Стройиздат 1989.

18. Харизоменов И. В., Харизоменов Г. И. Злектрооборудование станков

и автоматических линий: Учебник для техникумов.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1987.

ЗМІСТ

Розділ І

ЕЛЕКТРИЧНІ ТА МАГНІТНІ КОЛА........... 4

1. Електричні кола постійного струму............ 4

§ 1.1. Загальні відомості.................. 4

§ 1.2. Елементи електричних кіл ............. 5

§ 1.3. Основні закони електричних кіл постійного струму........................ 9

§ 1.4. Розрахунок простих електричних кіл........ 10

§ 1.5. Розрахунок складних електричних кіл ....... 12

§ 1.6. Нелінійні електричні кола.............. 15

2. Електромагнетизм .................... 17

§2.1. Загальні відомості.................. 17

§ 2.2. Магнітні величини ................. 17

§ 2.3. Намагнічування сталевого осердя.......... 18

§ 2.4. Розмагнічування та перемагнічування сталевого осердя........................ 19

§ 2.5. Перетворення електричної енергії в механічну.Магнітна індукція.................. 20

§ 2.6. Перетворення механічної енергії в електричну. . .

Електромагнітна індукція.............. 20

§ 2.7. Самоіндукція, індуктивність. Взаємоіндукція. . . .

Вихрові струми ................... 21

§ 2.8. Магнітне коло. Магнітопровід ........... 23

3. Електричні кола змінного струму............. 24

§3.1. Загальні відомості.................. 24

§ 3.2. Максимальні та діючі значення величин змінного .

струму .......... .............. 25

§ 3.3. Опори в однофазному електричному колі ..... 25

§ 3.4. Закон Ома для кола змінного струму ....... 28

§ 3.5. Потужності змінного струму. Коефіцієнт

потужності...................... 28

§ 3.6. Трифазний струм.................. ЗО

§ 3.7. Чотирипровідна система з нульовим проводом ... 33

Розділ II

ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОННІ ПРИСТРОЇ ... 36

4. Електронні прилади та пристрої............. 36

§4.1. Електронно-променеві прилади........... 36

§ 4.2. Напівпровідникові діоди............... 37

§ 4.3. Біполярні транзистори................ 39

§ 4.4. Польові транзистори................ 41

§ 4.5. Тиристори..................... 42

§ 4.6. Оптоелектронні прилади.............. 44

§ 4.7. Інтегральні мікросхеми............... 48

§ 4.8. Випрямлячі..................... 49

§ 4.9. Електронні підсилювачі.............. . 51

5. Електровимірювальні прилади .............. 53

§ 5.1. Загальні відомості................. 53

§ 5.2. Магнітоелектричні аналогові вимірювальні

прилади....................... 54

§ 5.3. Електродинамічні вимірювальні прилади...... 56

§ 5.4. Індукційні вимірювальні прилади......... 58

§ 5.5. Електростатичні вимірювальні прилади ...... 58

§ 5.6. Електронні вимірювальні прилади......... 59

§ 5.7. Вимірювання сили електричного струму...... 60

6. Трансформатори..................... 63

§ 6.1. Призначення, будова і принцип дії

трансформатора ................... 63

§ 6.2. Режими роботи однофазного трансформатора ... 66

§ 6.3. Трифазний трансформатор............. 69

§ 6.4. Автотрансформатори................ 71

§ 6.5. Вимірювальні трансформатори........... 71