9.9: «Методы и средства обеспечения электробезопасности»

Поражение человека электрическим током возможно при замыкании электрической цепи через тело человека, что может произойти в случае

• Двухфазного включения в цепь;

• При однофазном включении;

• При контакте человека с нетоковедущими частями (корпус и т.п.) могущим оказаться под поражением в результате пробоя изоляции.

Снизить ток через человека можно, например за счет применения СИЗ, либо за счет уменьшения потенциала корпуса φ_К и потенциала земли φ_З так как напряжение прикосновения при однофазном включении в цепь равно U_ПР = φ_К – φ_З.

Для защиты человека применяются следующие технические меры:

1. Применение малых напряжений – это напряжения менее 42В, а иногда 10В и даже 2,5В. На производстве обычно применяют 12В и 36В.

2. Электроразделение сетей (в сетях до 1000В). Это разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разъединительные трансформаторы с коэффициентом К_Т = 1. Защитное разделение сетей применяется в электроустановках напряжением до 1000В, эксплуатация которых связана с повышенной степенью опасности, например в передвижных установках и т.п.

3. Применение электроизоляции. Электроизоляция – это слой диэлектрика, которым покрывают поверхность токоведущих элементов, или конструкция из непроводящего материала, с помощью которой токоведущие элементы отделяют от других частей электроустановки: рабочая изоляция (нормальная работа), дополнительная изоляция (для аварийных ситуаций), двойная изоляция (рабочая + дополнительная), смешанная изоляция – улучшенная рабочая изоляция, которая обеспечивает такую же степень защиты от поражением электрическим током, как и двойная.

4. Контроль и профилактика поврежденной изоляции – при вводе в эксплуатацию новых или после ремонт. На работающем оборудовании проводится эксплуатационный контроль изоляции.

5. Защита от прикосновения к т.в.ч. Для исключения опасности прикосновения к т.в.ч. необходимо обеспечить их недоступность, то есть выполняются ограждения или располагаются т.в.ч. на недоступной высоте или в недоступном месте. Ограждения бывают сплошные и сетчатые ч ячейками 25х25мм. Сетчатые ограждения применяют в установках до и выше 1000В. Входные двери ограждений защитные кожухи могут снабжаться блокировками разного типа.

6. Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей металлических конструкций не под напряжением, но могущих оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления – уменьшение напряжения прикосновения при замыкании на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленной установки, что поясняется рисунками а) и б).

1 – заземленное оборудование

2 – заземлитель защитного заземления

3 – заземлитель рабочего заземления

I_З – так замыкания на землю

R_З – сопротивление защитного заземления

R_О – сопротивление рабочего заземление

R_Ф – сопротивление изоляции фаз

Заземление эффективно в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления R_З.

В сетях с глухо-заземленной нейтралью (менее 1000В) заземление не эффективно, так как ток замыкания на землю зависит от сопротивления заземления и при его уменьшении ток увеличивается.

Защитное заземление применяется в сетях до 1000В с изолированной нейтралью и в сетях выше 1000В, как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Так например для вышеприведенного рисунка а) I_З = U/(r_З + r_Ф), где r_Ф ∞ (хорошая изоляция) и тогда I_З мал, то есть имеет место I_З = 220/(4+40000)=0,0055А, где U = 220В; r_З = 4Ом; r_Ф =40000Ом.

Падение напряжения: на заземлении

– между корпусом и основанием U_З = I_З · r_З =0,0055 · 4 = 0,022 В;

– между основанием и фазами U_Ф = I_Ф · r_Ф =0,0055 · 40000 = 220 В.

Таким образом напряжение прикосновения мало (U_З) – безопасно, но это, если изоляция хорошая.

Для рисунка б)

I_З = U/(r_З + r₀) = 220/(4+10) = 15,7 А; U_ПР =U_З = I_З · R_З =15,7 · 4 = 62,8 В – опасно.

Чем меньше будет электрическое сопротивление заземления корпуса установки по сравнению с сопротивлением заземления нейтрали, тем выше будут защитные свойства.

Для справки: Согласно ПУЭ 1.7.51 сопротивлнение заземляющего утройства в сетях выше 1 кВ с заземленной нейтралью должно быть до 0,5Ом, а в сетях с изолированной нейтралью (ПУЭ 1.7.57) до 10 Ом. (Смотри МУ №168).

7. Кроме перечисленных выше технических мер существует так же защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую, а так же применяется защита от случайного прикосновения к т.в.ч. (ограждения), защитное зануление и защитное отключение. (Подробнее МУ №168)

Применяются так же средства защиты как коллективные, так и индивидуальные (СИЗ) и более подробно в «Межотраслевых правилах по ОТ при эксплуатации электроустановок».