§ 18.4. Меры защиты при эксплуатации электроустановок

В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное оборудование не обеспечивает безопасности работающего и требуется применение специальных за­щитных средств.

Безопасность обслуживания электроустановок строительных площа­док обеспечивается в основном следующими мерами:

• поддержание требуемого состояния изоляции во всех ее элементах, а в отдельных случаях применение повышенной изоляции, в частности применение двойной изоляции (т. е. устройство в электроприемнике двух независимых одна от другой и рассчитанных каждая на номиналь­ное напряжение ступеней изоляции, выполненных таким образом, что повреждение одной из них не приводит к появлению электрического потенциала на доступных прикосновению металлических частях); соблю­дение соответствующих безопасных разрывов до токоведущих частей;

• обеспечение недоступности электрических сетей; использование изо­лирующих оснований (изоляция работающих от электрооборудования, находящегося на земле); выполнение корпусов электрооборудования из изоляционных материалов; применение устройств, рассчитанных на питание от сетей напряжением 42 В и ниже; блокировка аппаратов пуска для предотвращения ошибочных включений электроустановок; приме­нение защитных ограждений; заземление корпусов электрооборудова­ния и элементов электроустановок, которые могут оказаться под на­пряжением; применение устройств надежного и быстродействующего автоматического отключения случайно оказавшихся под напряжением частей электрооборудования или поврежденных участков электриче­ской сети; применение разделяющих трансформаторов.

Одним из важных элементов обеспечения электробезопасности в строительстве является своевременное и технически грамотное выпол­нение проекта производства работ, в частности раздела «Электроснаб­жение, электрооборудование, электробезопасность».

В строительстве наиболее широко используют установки напряже­нием до 1000 В с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора электростанции. В этих системах следует применять зазем­ление — зануление, согласно которому обязательна металлическая связь корпусов (кожухов) электрооборудования, соответствующих выводов трансформаторов — потребителей с за­тейной нейтралью источника питания. Применение заземления без металлической связи с нейтралью запрещается.

Защитное зануление заключается в присоединении к неоднократно заземленному нулевому проводу питающей сети корпусов и других конструктивных металлических частей, электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но следствии повреждения изоляции могут оказаться под напряжение. Принципиальная схема зануления показана рис. 18.4.

Рис. 18.4. Схема защитного зануле­ния (І_з — сила тока короткого замы­кания; R_п — сопротивление повторно­го заземлителя)

Задача зануления - устранение опасного поражения людей током при пробое на корпус. Решается эта задача автоматическим отключением поврежденной установки от сети. Проектирование защитного зануления сводится к расчетам отключающей способности и заземляющих устройств нейтрали и повторного заземлителя (П. А. Долин, основы техники безопасности в электроустановках, М., 1979).

Принцип действия зануления — превращение пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или автоматические выключатели, устанавливаемые перед потребителями энергии для защиты от токов короткого замыкания.

Скорость отключения поврежденной установки, т. е. время с момента появления напряжения на корпус до момента отключения установки от питающей сети составляет 5—7 с при защите установки плавкими предохранителями и 1—2 с при защите автоматами.

Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Эти сети напряжением 380/220 и 220/127 В широко применяются в строительстве. Из рис. 18.4 видно, что эта схема зануления требует наличия в сети нулевого провода, заземления нейтрали источника тока и повторного земления нулевого провода.

Назначение нулевого провода — создание для тока короткого замыкания цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным ля быстрого срабатывания защиты, т. е. быстрого отключения поврежденной установки от сети. Для примера рассмотрим следующий рис. 18.5.

Рис. 18.5. Значение нулевого провода в трехфазной сети до 1000 В с

заземленной нейт­ралью

В схеме без нулевого провода, роль которого выполняет земля, при замыкании фазы на корпус электродвигателя по цепи, образовавшейся через землю, будет протекать ток, А:

І_з = U_ф / (R_з + R₀).

В результате на корпусе относительно земли возникает напряжение, В:

R_з

U_к = І_з R₃ = U_ф ————,

R_з - R₀

где R₀, R_з — сопротивление заземлений ней­трали и корпуса, Ом.

Сопротивления обмотки трансформатора и проводов по сравнению с R₀ и R_з малы и поэтому в расчет не принимаются.

Ток І_з может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, т. е. оборудова­ние может не отключиться.

Например, при U_ф =220 В и R ₃= R ₀ = 4 Ом получим:

І_з =220/(4+ 4) = 27,5 А; U_к= 220 ∙ 4 ⁄ (4 + 4) = 110 В.

Если ток срабатывания защиты больше 27,5 А, то отключения не произойдет и корпус будет находиться под напряжением до тех пор, пока установку не отключат вручную. При этом возникает угроза пора­жения людей током в случае прикосновения к поврежденному оборудо­ванию. Чтобы устранить эту опасность, надо увеличить ток, протекаю­щий через защиту, что достигается введением в схему нулевого провода.

Согласно требованиям «Правил устройства электроустановок» нуле­вой провод должен иметь проводимость не менее половины проводи­мости фазного провода. В этом случае ток короткого замыкания будет достаточным для быстрого отключения поврежденной установки.

Итак, в трехфазной сети напряжением до 1000 В с заземленной ней­тралью без нулевого провода невозможно обеспечить безопасность при замыкании фазы на корпус, поэтому такую сеть применять запрещается.

Назначение заземления нейтрали — снижение до безопасного зна­чения напряжения относительно земли нулевого провода (и всех присое­диненных к нему корпусов) при случайном замыкании фазы на землю.

В самом деле, в четырехпроводной сети с изолированной нейтралью при случайном замыкании фазы на землю между зануленньши корпу­сами и землей возникает напряжение, близкое по величине к фазному напряжению сети U_ф, которое будет существовать до отключения всей сети вручную или до ликвидации замыкания.

В сети с заземленной нейтралью при таком повреждении будет со­вершенно иное, практически безопасное положение. В этом случае U_ф разделится пропорционально сопротивлениям R_зм (сопротивление за­мыкания фазы на землю) и R₀ (сопротивление заземления нейтрали), благодаря чему напряжение между зануленным оборудованием и землей резко снизится и будет равно, В:

R_о

U_к = І_з R_о = U_ф ————.

R₀ – R_зм

Как правило, сопротивление заземления в результате случайного замыкания проводу на землю, т. е. R_зм, во много раз больше R₀, поэтому U_к оказывается незначительным. Например, при U_ф = 220 В, R₀ = 4 Ом и R_зм = 100 Ом

4

U_к = 220 ———— = 8,5 В.

4 + 100

При таком напряжении прикосновение к корпусу неопасно.

Следовательно, трехфазная четырехпроводная сеть с изолированной нейтралью заключает опасность поражения током, и поэтому применяться не должна. Согласно указаниям «Правил устройства электроустановок» сопротивление заземления нейтрали должно быть не больше 4 Ом.

При случайном обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус c (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведет к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нуле­вого провода и всех присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети U_ф (рис. 18.6, а). Это напряжение, безусловно, опасное для человека, будет существовать длительное время, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится и ее будет трудно обнаружить, чтобы отключить вручную.

Рис. 18.6. Случай замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого провода: а — в сети без повторного заземлении нулевого провода; б — в сети с повторным заземлением нуле­вого провода

Если же нулевой провод будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока І_з через землю (рис. 18.6, б), благодаря чему напряжение, В, зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до значения:

R_п

U_к = І_з R_п = U_ф ————,

R₀ + R_п

где R_п — сопротивление повторного заземления нулевого провода, Ом.

Повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого провода, но не может устранить ее полностью, т. е. не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва. В связи с этим требуется тщательная проверка нулевого провода, чтобы исключить возможность его обрыва по любой причине, поэтому в нулевом проводе запрещается ставить предохранители, рубильники и другие приборы, которые могут нарушить его целостность.

Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, ненаходящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т. е. «замыкании на корпус». Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных «замыканием на корпус». Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования при однофазном замыкании на него, а также выравниванием разности потенциала между основанием, на котором стоит человек, и корпусом заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления — трехфазные трехпро-водные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали (рис. 18.7).

Рис. 18.7. Принципиальные схемы защит­ного заземлителя:

а — в сети с изолированной нейтрально до 1000 В и выше; б — в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В; 1 — заземленное оборудование; 2 — заземлитель защитного заземления; 3 — заземлитель рабочего заземления; r и r₀ — сопротивление соот­ветственно защитного и рабочего заземлений

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя — металлического проводника, находящегося в непосредственном соприкосновении с землей и проводника соединяющего заземляющие части электроустановок с заземлителем. Различают два типа заземляющих устройств: выносные (или сосредоточенные) и контурные (или распре­деленные).

Выносные заземляющие устройства характеризуются тем, что за-землитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземленное электрооборудование, или сосредоточен на части этой площадки.

Недостаток выносного заземления — отдаленность заземлителя от защищаемого электрооборудования, вследствие чего коэффициент при­косновения α равен 1 . Поэтому этот тип заземления применяется лишь при малых токах замыкания на землю, и в частности в установках на­пряжением до 1000 В, где потенциал заземления не превышает допусти­мого напряжения прикосновения.

Достоинством такого типа заземляющего устройства является воз­можность выбора места размещения электродов с наименьшим сопро­тивлением грунта (сырой, глинистый и т. п.).

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) площад­ки, на которой находится заземленное оборудование, или распределя­ются по .всей площадке по возможности равномерно.

Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравни­ванием потенциала на защищаемой территории до такой величины, чтобы максимальное значение напряжений прикосновения и шага не превышало допустимых. Это достигается путем соответствующего размещения одиночных заземлителей.

Заземлители различают искусственные и естественные.

Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3—5 см и угловую сталь размером от 40 х 40 до 60 х 60 мм, длиной 2,5—3 м. В последние годы находят применение стальные прутки диаметром 10—12 мм и длиной до 10 м. Для связи вертикальных электродов в качестве самостоятельного горизонтального электрода используют полосовую сталь сечением не менее 4 х 12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7—0,8 м, после чего с помощью механизмов забивают трубы или уголки.

В качестве естественных заземлителей можно использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии; обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т. п.; металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющих соединения с землей; свинцовые оболочки кабелей, приложенных к земле. Естественные заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растеканию тока и поэтому использование их для заземления дает ощутимую экономию.

Недостатками естественных заземлителей является опасность прикосновения к ним и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей (при ремонтных работах и т. п.).

Прокладку заземляющих проводников производят открыто. Заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра.

При соединении заземляющего оборудования к магистрали заземление производят с помощью отдельных проводников. При этом последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Расчет заземляющих устройств. Исходными данными для расчета заземляющих устройств являются: величина расчетного тока замыка­ния на землю; наибольшее допустимое сопротивление заземления; удельное сопротивление грунта и план размещения заземляемого оборудования.

В результате расчета получают величины сопротивления заземляющего устройства, количество одиночных заземлителей и схему их размещения, схему заземляющей сети, сечения и длин магистралей заземления и заземляющих проводов.

Для ориентировочных расчетов заземлителей можно пользоваться значениями удельного сопротивления грунта (и воды), приведенными в справочных материалах.

Для получения расчетного сопротивления грунта ρ_расч данные удельного сопротивления умножают на повышающий коэффициент k_п (табл. 18.2).

Таблица 18.2

Заземлитель	Значения коэффициента kn для климатических зон
	I	II	III	IV
Протяженные электроды на глубине 0,8 м	4,5 – 7	3,5 – 4,5	2 – 2,5	1,5 – 2
Стержневые электроды длиной 2,5 – 3 м при глубине занижения верха 0,5 – 0,8 м	1,8 – 2	1,6 – 1,8	1,4 – 1,6	1,2 – 1,4

Если данные об удельном сопротивлении грунта получены в результате измерения на том месте, для которого проектируется заземляющее устройство, то значения удельного сопротивления грунта умножают на коэффициент сезонности, учитывающий изменение удельного сопротив­ления вследствие высыхания или промерзания грунта (см. ниже).

Заземлитель k₁ k₂ k₃ Протяженные электроды на глубине, м:

0,5 6; 5 5 4,5 0,8 3 2 1,6 Стержневые электроды длиной 2,5—3 м при

глубине зани­женного верха 0,8 м 2 1,5 1,4

Примечание. Значениями коэффициентов k₁ пользуются при наибольшем коли­честве осадков во время, предшествовавшее измерению; k₂— при среднем количестве осад­ков; k₃— в случае незначительного количества осадков. Суждения о наибольшем, среднем и наименьшем количестве осадков носят здесь приближенный характер.

Удельное сопротивление грунта особенно резко снижается на уровне грунтовых вод, а также в зоне их капиллярного подъема. В районах же вечной мерзлоты меньшим удельным сопротивлением обладают талые зоны на поверхности земли, так как удельное сопротивление грунта при 0°С скачкообразно возрастает в результате замерзания влаги.

Сопротивление трубопроводов диаметром d₀ (см), Ом:

ρ_расч l²

R_т = ———— ln ——,

2πl h'

где l — длина подземной части трубопровода, см; h' —расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя (трубопровода), см.

При величине h' больше глубины промерзания или просыхания грунта коэффициент сезонности не учитывается.

Искусственные заземлители. Сопротивление одиночных заземлите­лей, объединенных в один заземлитель, Ом:

1

R_з^' = ———— ,

η∑(1/R₀)

где η — коэффициент использования объединенных заземлителей; ∑1/R₀— сумма проводимостей одиночных заземлителей.

При одинаковых одиночных заземлителях с числом n формула для Я, приобретает вид R_з^' = R₀/ η n.

В том случае, когда заземлитель выполнен из стержневых заземли­телей R_c, объединенных протяженными заземлителями R_п в один общий контур, сопротивление заземления определяют через сумму проводимости стержневых и протяженных заземлителей:

1 / R_з = 1 / R_с = 1 / R_п,

откуда сопротивление заземления, Ом, равно:

R_з = R_с R_п / (R_с + R_п)

Сопротивление одиночного стержневого заземлителя растеканию электрического тока, Ом:

ρ_расч 2l 1 4h' + l

R_о.с = ———— (ln —— + —— ln —————)

2πl d 2 4h' - l

при расстоянии от поверхности грунта до заземлителя h ≠ 0 т. е. при 4h' > 1/2 (для временных заземлителей h = 0).

Заземляющие устройства, выполняемые из уголковой стали в виде стержней, забиваемых в грунт, рассчитывают, исходя из соотношения размеров полок уголка и диаметра труб, составляющего 0,95 b (где h — ширина полки разностороннего уголка).

Сопротивление протяженных заземлителей, Ом:

полосы при 1/2h' ≥ 2,5

ρ_расч 2l²

R_{0 п} = ———— ln ——,

2πl bh'

где b — ширина полосы, см;

круглой стали при h ≠ 0 и d ≥ 1,2см

ρ_расч l²

R_{0 кр} = ———— ln ——,

2π² l dh'

где h << D/2

ρ_расч 2π D²

R_{0 к.з} = ———— ln ———,

2π² D bh'

где D — диаметр заземлителя, см. Если применяют круглую сталь, то вместо b подставляют 2d (где d— диаметр стали, см).

При объединении одиночных заземлителей в общий они оказывают взаимное мешающее влияние свободному растеканию тока замыкания каждого заземлителя в отдельности, поэтому для стержневых заземлителей расстояние между отдельными заземлителями принимается обычно не менее длины каждого из них, а для полосовых — не менее 2,5 м.

Вследствие взаимного влияния растекания тока замыкания на параллельно соединенные заземлители увеличивается сопротивление каждого отдельного заземлителя, в связи с чем вводится коэффициент использования заземлителей, всегда меньший единицы: η = R₀/nR₃, где R₀ — сопротивление одиночного заземлителя растеканию электрического тока, Ом; n — число одиночных заземлителей, соединенных параллельно, шт.; R₃ — наибольшее допустимое сопротивление контура заземлителя, составленного из одиночных заземлителей, объединенных в один общий заземлитель, Ом.

Для уменьшения влияния времени года на сопротивление заземлителей их располагают на глубине не менее 0,8 м от поверхности грунта.

Диаметр труб, используемых для заземлений, принимают обычно 50 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм.

При выполнении заземляющих устройств для связи стержневых за- землителей применяют полосовую сталь. Эта полосовая сталь, проложенная в земле, является дополнительным заземлителем. Кроме того, при устройстве заземлений в качестве заземлителей применяют также и полосовую сталь, уложенную в грунт на глубине 0,5—0,8 м.

При устройстве контуров заземлителей из ряда стержней, соединенных полосами, условия работы последних отличаются от условий свободно уложенной полосы тем, что имеется мешающее растеканию тока замыкания влияние на них со стороны стержневых заземлителей. Послед­нее учитывается коэффициентом использования.

Число одиночных необъединенных заземлителей, одинаковых по размерам и симметрично расположенных в однородном грунте, полу­чают методом последовательного приближения n = R₀/R₃η, где R_з,— требуемое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Исходное число заземлителей п получают при i\=*\.

Сопротивление контура заземления из стержней, соединенных по-лосами:

R_з.с = 1 / (1 / R_с + 1 / R_п),

здесь

R_{0 с} R₀ n

R_с = ———— и R_с = ————

n η_с n η_с

где R_п — сопротивление полосы, объединяющей стержневые заземлители в один общий заземлитедь, Ом; η_с и η_п— коэффициенты исполь­зования стержней и полосы, зависящие от числа и формы расположения стержневых заземлителей в грунте.

Полученное значение R_з.с должно быть не больше сопротивления заземляющего устройства, требуемого условиями безопасности, т. е.

R_з.с ≤ R_з.^н

Сопротивление заземлителя из полос. Ом:

R_з.п = R_{0 п} / (nη_п),

где η_п— коэффициент использования ряда полос; n— число полос в заземляющем устройстве.

При выполнении заземлителей из круглой стали на глубине 0,5—0,8 м в виде лучей, расходящихся от центра под равными углами, сопротив­ление многолучевого заземлителя растеканию тока замыкания на землю

R_л = R_{0 л} / (nη_л),

где R_{0 л} — сопротивление одиночного луча, Ом; n— число лучей много­лучевого заземлителя, шт.; η_л— коэффициент использования заземли­телей из круглой стали.

«Правилами устройства электроустановок» защитное заземление нормируется по величине его сопротивления. Сопротивление заземляю­щих устройств в установках напряжением по 1000 В зависит от мощ­ности источника тока (генератора или трансформатора). Если мощность источника тока меньше 100 кВА, то сопротивление заземления допускается равным 10 Ом; при мощности источника тока более 100 кВА сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом. В электроустановках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю больше 500 А) сопротивление заземлителя не должно превышать 0,5 Ом. В установках напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю сопротивление заземлителя определяется соотношением 250 / I_з ; если заземляющее устройство одновременно используется для установок напряжением до 1000 В, то сопротивление заземлителя не должно превышать 125/Д, но не более 10 Ом (или 4 Ом, если оно тре­буется для установок до 1000 В). Здесь I_з, — ток замыкания на землю.

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие электрооборудования, которые из-за неисправности изоляции оказаться под напряжением и к которым возможны прикосновения людей. При этом в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42В переменного и НОВ постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении 500 B и выше. Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от величины напряжения.

Применение пониженного напряжения, при котором напряжение прикосновения человека к сети не превосходит длительно допустимого значения, является эффективной защитной мерой. Однако широкому распространению ее мешают технические и экономические трудности, связанные с большой сложностью устройства протяженных сетей малого напряжения, поэтому область применения на производстве таких напряжений ограничивается ручным электрифицированным инструментом, переносными и станочными лампами местного освещения.

В помещениях особо опасных внутри металлических аппаратов и резервуаров допускается напряжение для ручных переносных светильников не свыше 12 В, а для ручного электроинструмента — не более 42 В.

При электросварочных работах напряжение холостого хода сварочных трансформаторов для ручной и полуавтоматической сварки не должно превышать 75 В, а для автоматической - 80 В. Однако при сварочных работах внутри металлических аппаратов, резервуаров и в особо сырых помещениях, колодцах, тоннелях это напряжение, особенно во время смены электродов, может оказаться опасным. Для защиты сварщиков в таких условиях применяют электросварочные установки с электрической блокировкой, обеспечивающей автоматическое включение и выключение цепи или понижение напряжения в цепи до 12 В с выдержкой времени не более

Рис. 18.8. Схема безопас­ной электросварки: 1 — трансформатор; 2 - контактор; 4 — реостат; 5 — электрод; 6 — деталь

На рис. 18.8 показана электрическая схема такого устройства. При прикосновении электрода 5 к свариваемой детали 6 замыкается цепь вспомогательного трансформатора 1; катушка 2 включает контактор 3, и сварочный ток через реостат 4 подается на электрод 5. При обрыве дуги (смена электрода, окончание работы) напряжение на реостате исчезает; катушка 2 обесточивается, и контактор под действием массы подвижных частей отключается. Таким образом, смена электрода про­исходит только при безопасном напряжении. Все электросварочные уста­новки с источниками постоянного и переменного тока оснащают устрой­ствами автоматического отключения напряжения холостого хода или его ограничения 12 В.

Контроль и профилактика повреждений относятся к защитным ме­рам. Наименьшая величина сопротивления проводов относительно зем­ли согласно правилам технической эксплуатации электроустановок (ПТЭЭ) для большинства электроустановок напряжением до 1000 В должна быть не ниже 500 Ом. Уменьшение сопротивления изоляции ниже допустимых пределов может быть причиной коротких замыканий в цепи, замыканий на корпус и землю, что представляет опасность для людей и электрооборудования. Поэтому электрооборудование подвер­гают тщательным испытаниям при повышенном напряжении и проверя­ют сопротивление изоляции при вводе его в эксплуатацию и после ре­монта.

В порядке профилактики периодически необходимо контролировать состояние сопротивления изоляции проводов относительно земли и друг от друга, сроки контроля определяются правилами технической эксплуатации электроустановок. Например, в сырых помещениях исправ­ность изоляции должна проверяться не реже одного раза в год, а в особо сырых — не реже двух раз в год.

Перспективной мерой защиты является применение двойной изоляции. Сущность двойной изоляции состоит в том, что помимо обычной изоляций металлические корпуса и другие элементы электроустановок покрывают защитной изоляцией (специальной краской, слоем специаль­ных пластмасс и пленок и т. п.).

В электрических сетях опасных производств применяют приборы постоянного контроля изоляции. При появлении неисправности в изо­ляции эти приборы немедленно подают сигнал, который может быть звуковым, световым или одновременно и световым и звуковым.

Защита обеспечения недоступности электрических цепей заключается в устройстве механических ограждений, блокировок и размещением токоведущих частей в недоступных для людей местах.

В производственных помещениях всех категорий, в которых имеется оборудование, работающее при ограждении несмотря на то, что обору­дование изолировано, снять такое ограждение можно только при вы­ключении тока (блокировочные устройства).

Сплошное или сетчатое ограждение устраивают в сухих помещениях при напряжении более 65 В, в сырых — при напряжении более 42 В и в особо сырых — при напряжении более 12 В. Доступ к опасным местам возможен только после снятия ограждения (для этого применяют спе­циальные ключи и инструменты). Например, рубильник закрывают металлическим или пластмассовым кожухом и чтобы снять кожух, нужно выключить рубильник.

Провода (магистральные) могут быть изоляции, если они подвешены на высоте не менее 3,5 м от уровня пола. Ответвления проводов от таких магистралей допускаются только при условии их изоляции зубками. Провода должны находиться на таком расстоянии от площадок, лестниц, балконов и крыш, при котором обеспечивается невозможность прикосновения к ним.

Защитное отключение обеспечивается устройством, которое быстро (не более 0,2 с) отключает неисправный участок сети (электроустановки) при возникновении напряжения, опасного для человека.

Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус электрооборудования; при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела; при появлении в сети более высокого напряжения; при прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением. В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических параметров. Например, может измениться напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фаз относительно земли и др. Любой из этих параметров, а точнее говоря, изменение его до определенного предела, при котором возникает опасность поражения человека жом, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающего устройства, т. е. автоматическое отключение опасного участка сети.

Основными частями устройства защитного отключения являются прибор защитного отключения и автоматический отключатель.

Рассмотрим одну из простейших схем автоматического отключения, обеспечивающую защиту при появлении напряжения на корпусе относительно земли. Принципиальная схема такого устройства приведена рис. 18.9. Здесь в качестве датчика служит реле максимального напря­жения, включенное между защищаемым корпусом и вспомогательным заземлением R_B непосредственно или через трансформатор напряжения. Электроды вспомогательного заземлителя размещаются в зоне нулевого потенциала, т. е. не ближе 15—20 м от заземлителя корпуса R₃ или заземлителей нулевого провода.

Рис. 18.9. Принципиальная схема защитно- отключаю­щего устройства, реагиру­ющего на напряжение кор­пуса относительно земли: 1-корпус; 2-автоматический отключатель; КО - катушка отключения; Н – реле напряжения максимального; R₃ – сопротивление защитного заземления; R_в – сопротивление вспомогательного заземления

При пробое фазы на заземлитель или зануленный корпус в начале проявится защитное свойство заземления (или зануления), благодаря которому напряжение корпуса будет ограничено некоторым пределом n_к. Затем, если U_К окажется выше заранее установленного предельно допустимого напряжения U_{к доп}, срабатывает защитно-отключающее

устройство, т. е. реле максимального напряжения, замкнув контакты, подает питание на отключающую катушку и вызывает тем самым отклю­чение установки от сети. Применение этого типа защитно-отключающих устройств ограничивается установками с индивидуальными заземлителями.

К защитным средствам, применяемым в электроустановках относят переносные приборы, приспособления и устройства, служащие для защиты персонала, работающего на электроустановках, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и продуктов горения.

Все защитные средства, применяемые в электроустановках, принято

делить в зависимости от их назначения на три группы: изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие защитные средства делят на основные и вспомогательные.

К основным относят изолирующие средства, которые способны дли­ тельное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки и поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, и работать на них. К ним относятся: в электрических установках напряжением до 1000 В диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолированными рукоятками и токоискатели; в электро­установках напряжением выше 1000 В — изолирующие штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи, а также указатели высокого напряжения.

Дополнительные изолирующие защитные средства обладают недостаточной электрической прочностью и поэтому не могут самостоятельно защищать человека от поражения током. Их назначение — уси­лить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с ко­торыми они должны применяться. К дополнительным изолирующим защитным средствам относят: в электрических установках напряжением до 1000 В — диэлектрические галоши, коврики и изолирующие подставки; в электрических установках напряжением свыше 1000 В — диэлектри­ческие перчатки, боты, коврики и изолирующие подставки.

Вспомогательные защитные средства предназначены для индиви­дуальной защиты работающих от световых, тепловых и механических воздействий: это защитные очки, специальные рукавицы, противогазы и т. п.

Исправность защитных средств должна проверяться осмотром перед каждым их применением, а также периодически через 6—12 месяцев. Изолирующие средства периодически испытывают электричеством.