Изоляция токоведущих частей

Изоляция является основным средством защиты людей и жи- нотных от прикосновения к токоведущим частям электроустановок.

Надежность электрической изоляции зависит, прежде всего, от качества материалов, из которых она изготовлена. Используются материалы природного происхождения (асбест, слюда) и искусст­венные (на основе стекловолокна и синтетических смол). Послед­ние обладают высокой механической и электрической прочностью, илагостойкостью и нагревостойкостью.

Изолирующие материалы по своему состоянию при нормальной температуре подразделяются на газообразные (воздух), жидкие (трансформаторное масло) и твердые (мрамор, фарфор, стекло). По конструкции принято их делить на волокнистые (бумага, картон, фибра, изделия из текстолита, асбеста и стекловолокна), слоистые (гетинакс, текстолит), материалы на основе слюды (миканит, мика- лента), пленочные и керамические (лавсан, терфан, мелинекс, фар­фор, стеатит).

Сопротивление изоляции измеряют мегаомметром. Напряжение па его зажимах в зависимости от типа прибора от 100 до 2500 В.

Для повышения уровня электробезопасности изготовляют элек­троприемники с двойной изоляцией, которая представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции. ')лектроприемник не приобретает опасного напряжения при по- иреждении только рабочей или только защитной (дополнительной) изоляции. На паспортной табличке электроприемника с двойной изоляцией есть знак в виде квадрата внутри квадрата. Изделия с двойной изоляцией не требуют зануления и заземления.

Существует усиленная изоляция. Это улучшенная рабочая изо­ляция, обеспечивающая такую же высокую степень защиты от по­ражения электрическим током, как и двойная. Со временем изоля­ция стареет, появляются ее пробои на корпус. Электроустановка становится опасной для прикосновения персонала. В таких случаях для обеспечения электробезопасности выполняют защитное зазем­ление. Оно представляет собой соединение металлических корпу­сов электроустановки с землей посредством заземлителя и зазем­ляющих проводников. В сочетании с занулением защитное зазем­ление при пробое изоляции превращает вынос потенциала на кор­пус в однофазное короткое замыкание. В результате срабатывает защита от коротких замыканий или перегорает предохранитель, и установка отключается от электросети.

Заземляющие устройства

Заземляющие устройства (контуры заземления) состоят из ряда заземлителей, электрически соединенных между собой металличе­ской полосой или проводом.

Заземлитель представляет собой металлический стержень (или полосу), соединяющий заземляемую установку с землей, погру­жаемый в землю на определенную глубину, обусловленную со­стоянием грунта, но не менее 2,5 м.

Основной электрической характеристикой заземлителя или за­земляющего контура является сопротивление растеканию тока, ко­торое зависит от типа заземления и характера грунта.

Различают три типа заземляющих устройств.

Рабочее заземление — заземляется нейтраль генератора или трансформатора.

Защитное заземление — заземляется электродвигатель, элек­трокалорифер, электроводонагреватель и другие электроустановки или группа электроустановок, например, электродвигатели в мас­терской или на перерабатывающем предприятии.

Заземление грозозащиты — заземляющее устройство служит для отвода в землю токов грозовых разрядов от молниеотводов и разрядников.

Для работников агропромышленного комплекса наибольший интерес представляет защитное заземление, как средство снижения до безопасного значения потенциала на металлических частях обо­рудования при пробое изоляции или касании фазы корпуса элек­троустановки. Нарушение изоляции электрических машин и дру­гого электрооборудования, работающего в АПК, обусловлено воз­действием повышенной влажности, агрессивных газов, пыли и дру­гих факторов.

В таких условиях повышается вероятность появления опасных потенциалов на оборудовании, которого касаются люди и живот­ные. В целях снижения потенциалов до безопасной величины все металлические части электроустановок и оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, надежно присоединяют к защитному заземляющему устройству (см. рис. 1).

Сопротивление растеканию тока защитного заземления обу­словлено допустимыми значениями напряжения прикосновения и тока через тело человека или животного:

где R₃ — сопротивление растеканию тока защитного заземле­ния, Ом;

U_np — допустимое напряжение прикосновения, В;

1_Ч — допустимый ток через тело человека, А;

R₄ — сопротивление тела человека, Ом;

1₃ — величина тока заземления, А.

Из приведенной формулы видно, что ток через тело человека или животного будет меньше тока заземления во столько раз, во сколько раз сопротивление тела человека или животного больше сопротивления заземляющего устройства:

Т -Т 1—

ч(ж) з _р ’

ч(ж)

где 1_ч(ж) —величина тока через тело человека или животного, А;

^ч(ж) — сопротивление тела человека или животного, Ом;

R₃ — сопротивление заземления, Ом;

I,, — величина тока через заземляющее устройство, А.

Если, например, сопротивление заземляющего устройства равно

2. Ом, а сопротивление тела человека 1000 Ом, то ток через тело человека уменьшается в результате защитного заземления в 250 раз:

1^ _{= =} 1000 _{= 250} I, R, *

Согласно правилам устройства электроустановок сопротивление току растекания рабочего заземления на подстанциях должно быть не менее 4 Ом, повторных заземлений — не более 10, разрядников

• не более 5, молниеотводов не более 25 Ом. В заземляющем уст­ройстве из нескольких заземлителей общее сопротивление зазем­ляющего контура определяется по выражению:

r_k = —^а-,

Г|-П

где R_K — сопротивление контура, Ом;

R₃ — сопротивление одного заземлителя, Ом;

п — число заземлителей, шт.;

Г| — коэффициент использования заземлителей.

При расстоянии между заземлителями 20 м и более коэффици ент их использования равен 1, при расстояниях меньше 20 м этот коэффициент меньше 1. Например, если контур состоит из трех труб, расположенных одна от другой на расстоянии 2 м, то коэф фициент 0,95, на расстоянии 1м — коэффициент 0,8, при 0,5 м ме жду заземлителями — 0,65. Это обусловлено взаимным экраниро ванием заземлителей в контуре.

Сопротивление растеканию тока одного трубчатого заземлителя можно определить по формуле:

R_3Tp = 0,366 • р / 1_тр • log 41_тр / d Ом,

где р — удельное сопротивление грунта, Омм;

1_тр — длина трубы, м;

d — диаметр трубы, м.

Для заземлителей из уголка

R_3yr = 0,366 • р / 1_уг • log 4,211_уг / b Ом,

где 1_уг — длина уголка, м;

b — ширина полки уголка, м.