2.10.2.8. Безпечна експлуатація електроустановок: електрозахисні засоби і заходи
Систему електробезпеки на підприємстві забезпечують у відповідності з «Правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів» впровадженням електрозахисних заходів, реалізацією електрозахисних методів і використанням електрозахисних засобів.
Електрозазисні заходи запобігають доторканню працівниками струмопровідних частни електроустановок, які перебувають під напругою. Вимогами електробезпеки регламентовані організаційні і технічні електрозахисні заходи.
Організаційні заходи передбачають запровадження персональної відповідальності осіб, які організують та виконують роботи з електроустановками.
Безпечна організація робіт потребує оформлення завдань на роботу за нарядами і розпорядженнями.
Допуск до виконання робіт повинен бути відповідним чином оформлений.
Під час виконання робіт необхідно здійснювати нагляд за їх ходом.
Під час виконання електротехнічних робіт працівникам необхідно здійснювати робочі перерви, а закінчення роботи повинно бути оформлено.
Технічні електрозахисні заходи передбачають до початку електромонтажних робіт від'єднання електроустановок чи їхніх частин від джерел живлення та встановлення знаків безпеки. Обладнання, яке перебуває під напругою, потребує огородження струмопровідних частин. Робоче місце необхідно огородити, а на кожен провід, від'єднаний від живильних ліній силової електромережі, слід накласти переносні заземлювачі. Допускати персонал до роботи слід тільки після перевірки відсутності напруги.
Унеможливлення помилкового подавання напруги на електроустановку, на якій працюють люди, можна здійснювати замковим зачиненням вимкнених апаратів, зняттям запобіжників, від’єднанням кінців живильних ліній.
Електрозахисні методи безпеки реалізуються в конструкції електроустановок при їх розробці, виготовленні та монтажі відповідно до чинних нормативів і функціонально поділяються на заходи при нормальному та аварійному режимах роботи електроустановок.
Основні електрозахисті методи безпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають ізоляцію струмопровідних частин, забезпечення їх недоступності, використання засобів орієнтації в електроустановках, захисне розділення електричних мереж, застосування малих напруг, вирівнювання електричних потенціалів.
Ізоляція струмопровідних частин зменшує вірогідність потрапляння людини під напругу, коротких замикань. При розробці електроустановок опір ізоляції приймається в межах 1 кОм/В. Контроль стану ізоляції передбачає вимірювання її електричного опору щопівроку. При цьому опір ізоляції має бути не менше 0,5 МОм для переносних світильників і 1 МОм – для електрифікованого інструменту.
Забезпечення недоступності струмопровідних частин шляхом застосування закритих комутаційних приладів, розміщення неізольованих струмопровідних частин на недосяжній для ненавмисного доторкання до них інструментом висоті.
Використання засобів орієнтації в електроустановках при монтажі, виконанні ремонтних робіт, запобігаючи помилковим діям, шляхом маркування частин електрообладнання, кольорових їх рішень, використання попереджувальних сигналів, знаків і написів.
Захисне розділення електричних мереж застосовується з метою зменшення ємності відносно землі великої за протяжністю електромережі шляхом її розділення на окремі, електрично не зв’язані між собою частини за допомогою трансформаторів з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці.
Застосування малих напруг: 42 В для змінного струму в приміщеннях з підвищеною небезпекою електротравм, світильників місцевого освітлення і 12В змінного струму для живлення переносних світильників у особливо небезпечних умовах щодо електротравматизму: ємності, підземні комунікації.
Вирівнювання електричних потенціалів застосовується для зниження можливих напруг дотику і кроку, які здійснюється навмисним підвищенням потенціалу поверхні, на якій може стояти працівник, до рівня потенціалу струмопровідних частин, яких він може торкатися. За таких умов потенціали поверхонь, на якій стоїть працівник, і струмопровідних частин будуть рівні, напруга дотику дорівнюватиме нулю.
Основні електрозахисті методи безпеки є необхідними при аварійних режимах роботи електроустановок, коли внаслідок пошкодження ізоляції і замикання на корпус може з’являтися напруга на неструмопровідних їх частинах. Основними методами електробезпеки при замиканні на корпус є захисне заземлення, занулення та захисне відключення.
Захисне заземлення має своєю метою пониження напруги дотику у випадку пробою ізоляції в обладнанні. Воно полягає у сполученні корпуса з землею через контур заземлення (рис. 2.10.2.6.2). Контур заземлення містить у собі проводи, якими сполучаються корпуси апаратів із заземлювачами. Заземлювачі являють собою звичайні металеві труби діаметром 25-50мм і довжиною 2-3м, забиті у ґрунт. Замість труб можуть використовуватись будь-які металеві предмети. Загальна поверхня стикання заземлювачів з ґрунтом (кількість труб) має забезпечити допустимий опір розтікання струму по землі (ρ). Цей опір залежить від площі заземлювачів, типу ґрунту і його вологості. Найбільший опір має пісок (ρ до 2500 Ом/м) , а найменший — торф (ρ= 20 Ом/м). Величина опору захисного заземлення для пристроїв напругою до 1000 В не повинна перевищувати 4 Ом.
Розглянемо, як працює захисне заземлення. Припустимо, відбувся пробій однієї з фаз. На корпусі виникає напруга. Утворюється ланцюг (рис. 2.10.2.6.2): фаза–корпус–заземлення–ґрунт–заземлення вхідного трансформатора– трансформатор–проводи фази–корпус. Тобто виникає коротке замикання фази на землю. Захисна дія заземлення передбачає створення штучного шляху з малим електричним опором для протікання струмів витоку на заземлювач, набагато більших, ніж крізь людину (приблизно Iз =250 Ілюд ).
Захисне занулення застосовується у чотирипровідних мережах напругою нижче 1000 В (рис. 2.10.2.8.2). При зануленні корпус установки з’єднується з нейтральним (нульовим) дротом, а перед електроприладом розміщують запобіжники.
Рис. 2.10.2.8.1. Принципова схема захисного заземлення
1- трифазна мережа, 2- електроприлад, 3 - заземлення електроприладу,
4 – трансформатор розподільчої підстанції;
5 - заземлення трансформатора підстанції.
Рис. 2.10.2.8.2. Схема захисного занулення:
1– трифазна електромережа; А,В,С – фази; N – нейтральний ( нульовий) дріт; 2– електроприлад; 3 – запобіжники; 4 – трансформатор розподільчої підстанції.
Під час виникнення аварійної ситуації, коли на корпусі електроприладу виникає напруга, утворюється коротке замкнення через нульовий дріт внаслідок чого спрацьовує запобіжник тієї фази, в якій виникло пошкодження ізоляції. Запобіжники повинні спрацьовувати раніше виникнення небезпечної напруги для людини. Досягають цього правильним підбором запобіжників. Звичайно струм спрацьовування запобіжників (Ісп ) для електронагрівальних приладів визначають так:
Ісп=1,25·Ір, А, (2.10.2.8.1)
де, Ір — номінальне робоче значення струму для електроприладу (А).
Для електродвигунів номінальний струм спрацювання плавких запобіжників визначається за співвідношенням:
А,
(2.10.2.8.2)
де, Іп – пусковій струм електродвигуна, визначається як добуток номінального робочого струму на кратність пускового струму, що наводиться в паспортних даних двигуна, А.
Перевірка надійності роботи захисного занулення полягає в перевірці нерівності
А,
(5.7)
Ік.з. – струм короткого замкнення між фазою та нейтраллю:
Ісп. – номінальний струм спрацювання запобіжників, А;
k – коефіцієнт запасу: для плавких запобіжників та теплових автоматів k=3, для електромагнітних автоматів k=1,25…1,4.
Захисне відключення призначене для відключення трьохфазного обладнання від мережі у випадку виникнення на його корпусі напруги. Воно являє собою сполучення корпусу апарату з запобіжним реле (автоматом). Сам автомат заземлюється або занулюється (рис.5.3).
У випадку пробою ізоляції через котушку реле Р1 проходить струм і розмикається нормально замкнутий контакт Р2. В результаті знеструмлюється котушка магнітного пускача Р1, що утримує в замкненому стані контакти рубильника. Під дією пружин контакти розмикаються і повністю відключають апарат від мережі.
Необхідно відзначити, що у чистому вигляді захисне заземлення, занулення і відключення, як правило, не застосовують. Їх комбінація підвищує надійність захисту в умовах особливої небезпеки електротравм.
Електрозахисні засоби не являються конструктивними елементами електроустановок, а є інструментами, пристосуваннями, приладами, спорядженням для запобігання електротравм. Вони діляться за величниою використовуваної в електроустановках напруги на основні і допоміжні.
Основні електрозахисні засоби для електроустановок напругою до 1000 В: діелектричні рукавички, покажчики напруги, струмовимірювальні кліщі, ізолювальні кліщі, ізолювальні штанги, ізолювальні рукоятки, монтерський інструмент з ізольованими рукоятками (пасатижі, плоскогубці, кусачки, бокорізи, відкрутки, ключі).
Рис. 2.10.2.8.3. Схема пристрою захисного відключення (ПЗВ)
1 – трифазна мережа; 2 – електроприлад; П1 – кнопка "Пуск"; П2 – кнопка "Стоп"; П3 – кнопка контролю ПЗВ; Р1 – магнітний пускач; Р2 – реле струму; 3 – котушка індуктивності;4 – контакт реле;5 – пружина;6 – контакти вимикача.
Додаткові електрозахисті засоби для електроустановок напругою до 1000 В: діелектричні калоші, діелектричні килимки, захисні окуляри, сухий бавовняний спецодяг.
Основні засоби для електроустановок напругою понад 1000 В: показники напруги, струмовимірювальні кліщі, ізолювальні штанги.
Додаткові засоби для електроустановок напругою понад 1000 В: діелектричні рукавички, діелектричні боти.
Випробування індивідуальних електрозахисних засобів здійснюється після виготовлення на підприємстві-постачальникові і далі періодично у встановлені терміни:
електроінструмент та діелектричні рукавички – 1 раз на 6 місяців,
діелектричні калоші – 1 раз на 2 роки,
діелектричні боти – 1 раз на 3 роки,
діелектричні килимки – тільки після виготовлення
всі інші – 1 раз на рік.
Відмітки про випробування здійснюються в протоколах. Штампи виконують фарбою або мастикою на гумових виробах. На всіх інших виробах закріплюють наклейки з написами: «Придатний до (понад) 1000 В, дата наступних випробувань».
Щоразу перед застосуванням індивідуальних електрозахисних засобів необхідно перевірити термін наступного їх випробування на штампі, переконатися у відсутності їх механічних ушкоджень, а покажчики напруги перевірити на дієздатність на завідомо перевіреній установці.