19. Захисне автоматичне вимкнення живлення. Улаштування. Вибір апаратів захисту

Термін "пристрій захисного відключення - УЗО", прийнятий у вітчизняній спеціальній літературі, найбільш точно визначає призначення цього пристрою та його відмінність від інших комутаційних електричних апаратів - автоматичних вимикачів, вимикачів навантаження, магнітних пускачів і т.д.

Захисним відключенням називається автоматичне відключення електроустановок при однофазному (однополюсному) дотику до частин, що знаходяться під напругою, неприпустимим для людини, і (або) при виникненні в електроустановці струму витоку (замикання), що перевищує задані значення.

Призначення захисного відключення - забезпечення електробезпеки, що досягається за рахунок обмеження часу впливу небезпечного струму на людину. Захист здійснюється спеціальним пристроєм захисного відключення (УЗО), яке, працюючи в черговому режимі, постійноконтролює умови ураження людини електричним струмом.

Область застосування: електроустановки в мережах з будь-яким напругою і будь-яким режимом нейтралі. Найбільшого поширення захисне відключення отримало в електроустановках, що використовуються в мережах напругою до 1 кВ із заземленою або ізольованою нейтраллю.

3. Захист від дотику до струмовідних частин. Недосяжність струмовідних частин.

Ураження електричним струмом відбувається в результаті прямого або непрямого дотику, а також недопустимого наближення людини до металевих частин, що знаходяться або опинилися під напругою.

Прямим називається дотик до неізольованих струмоведучих частин, нормально перебуває під напругою (оголені дроти, шини, клеми, контакти і т.д.). Дотики до нетоковедущим, але струмопровідних (металевим) частин обладнання, інструменту або інженерних споруд, які опинилися під напругою, відносяться до непрямих. Прямі дотику трапляються, як правило, з вини людини - самого потерпілого або посадової особи, не забезпечив безпеку. Непрямі дотику походять з-за пробою ізоляції з тих чи інших причин, не пов'язаних з діями потерпілого, і можуть розглядатися як відмова техніки. Умови ураження електричним струмом при прямому чи непрямому дотики визначаються видом і параметрами електричної мережі, типом дотику, застосовуваними способом і засобами захисту, класом небезпеки приміщення (умов робіт) і ступенем ізоляції людини від землі (під землею розуміється точка грунту з нульовим потенціалом).

В даний час знайшли застосування наступні види (за ГОСТ Р 50571 - 94) електричних мереж напругою до 1 кВ для живлення електроспоживачів на підприємствах, в адміністративних та житлових будинках.

– сеть с изолированной нейтралью (используется только на отдельных видах предприятий, таких как шахты, рудники, торфоразработки); IT - мережаз ізольованою нейтраллю (використовується тільки на окремі види підприємств, таких як шахти, рудники, торфорозробки);

, TN – C , TN – C , TN – S – сеть с глухозаземленной нейтралью. TT, TN - C, TN - C, TN - S - мережа з глухозаземленою нейтраллю.

Прямі дотику до струмоведучих частин можуть бути однополюсними і двополюсний. При однополюсному дотику людини, що стоїть на землі, торкається рукою або головою неізольованих струмоведучих частин. Струм проходить по шляху «рука - нога» або «голова - нога».При двополюсному дотику людина, ізольований від землі, двома ногами або головою і однією рукою стосується неізольованих проводів різних фаз або фазного і нульового проводу. Ізоляція людини від землі може забезпечуватися опором статі та взуття. У цьому випадку струм проходить по шляху «рука - рука» або «голова - рука».

Найбільш небезпечними є двополюсні дотику у всіх видах мереж, так як в цьому випадку людина потрапляє під лінійну напругу.

Однополюсні дотику у всіх мережах з глухозаземленою нейтраллю також небезпечні. У мережах з ізольованою нейтраллю внаслідок дуже великого опору між фазами величина струму, що проходить через людину, при однополюсному дотику буде малою, що дорівнює величині струму витоку, і поразки не відбудеться. более безопасны, чем сети TT и TN . У цьому відношенні мережі Т T більш безпечні, ніж мережі TT і TN. Непрямі дотику є однополюсними. За небезпеки поразки вони відповідають прямим однополюсним дотиків. Величина струму, що протікає через людину при непрямому дотику, залежить від напруги дотику. Для людини, що стоїть на землі і що стосується заземленого обладнання, корпус якого опинився під напругою дотику буде різниця потенціалів руки і ноги.

Ураження людини електричним струмом може відбутися також внаслідок його попадання під крокові напругу. У цьому випадку струм протікає в тілі людини по шляху «нога - нога». Напругою кроку називається різниця потенціалів між двома точками землі, на які одночасно спирається людина при переміщенні в полі розтікання струму в землі.

При пробої ізоляції на корпус установки, приєднаної до заземлювача, обриві і падінні знаходиться під напругою фазного проводу на землю потенціали земної поверхні або струмопровідного статі набувають підвищені значення. Найбільший потенціал, рівний потенціалу заземлювача або фази, має точка землі, розташована безпосередньо над заземлювачем або в місці торкання впав дроти з землею. У міру віддалення від цієї точки в будь-яку сторону потенціали точок земної поверхні знижується за законом, близьким до гіперболічному. На відстані 20м від заземлювача зона розтікання струму закінчується - потенціали землі мають нульове значення.

4. Критерії безпеки для електричного струму  Захисні системи від ураження струмом повинні будуватися виходячи з безпечних для людини значень струму при даному шляху і тривалості його протікання та інших факторів. Для потреб практичної електротехніки вироблені нормативні значення допустимих струмів промислової частоти. Ці струми вважаються допустимими для найбільш ймовірних шляхів їх протікання в тілі людини: рука - рука, рука - ноги і нога - нога. Вони не можуть розглядатися як забезпечують повну безпеку і приймаються як допустимих з досить малою вірогідністю поразки.  Умови, при яких відбувається ураження струмом  Людина потрапляє під вплив електричного струму при випадковому дотику до струмоведучих частин електроустановки або наближення на неприпустимо близьку відстань, при виникненні в електроустановці аварійного режиму; при невідповідності параметрів електроустановки нормам, а також при порушенні правил техніки безпеки та експлуатації електроустановок.  Відомі статистичні дані про причини потрапляння людей під напругу (табл.1)

Таблиця 1

Причина поразки	% Від всіх електротравм
Дотик до відкритих струмоведучих частин, що знаходяться під напругою	56
Дотик до провідних частин обладнання, які опинилися під напругою в результаті пошкодження ізоляції	23
Дотик до струмоведучих частин, покритим ізоляцією, що втратила свої властивості; торкання струмоведучих частин предметами з низьким електричним опором	18
Контакт з підлогами, стінами, елементами конструкцій, грунтом, що опинилися під напругою внаслідок аварійного замикання на землю	2
Поразка через електричну дугу	1

При розгляді умов виникнення електричного кола через тіло людини розрізняють прямий контакт людини з струмоведучими частинами і непрямий. Прямий контакт виникає, як правило, в результаті порушення правил техніки безпеки та експлуатації електроустановок, а непрямий - при пробої ізоляції на корпус обладнання.  Замикання на корпус - випадкове електричне з'єднання струмоведучих частини з металевими нетоковедущими частинами електроустановки. Замикання на землю - випадкове електричне з'єднання струмоведучих частини із землею або нетоковедущими провідними конструкціями або предметами, не ізольованими від землі.  Струм через тіло людини проходить в тому випадку, коли людина одночасно стосується двох точок, між якими існує напруга. Величина уражує струму залежить від того, яких частин електроустановки стосується осіб, тобто від умов поразки.  Можуть спостерігатися наступні умови поразки:  - Двухполюсное дотик до струмоведучих частин  При двополюсному дотику до струмоведучих частин людина одночасно стосується частинами тіла (наприклад, руками) струмоведучих частин обладнання.  - Однополюсне дотик до струмоведучих частин  Ланцюг струму через тіло людини в мережі з ізольованою нейтраллю (тобто з нейтраллю, не приєднаної до заземлювального пристрою або приєднаної через апарати, що мають великий опір) замикається через землю і провідності, що існують між фазами мережі і землею. У мережі з заземленою нейтраллю (тобто з нейтраллю, приєднаної до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір) струм замикається через людину, землю і заземлення нейтралі. Таким чином, при однополюсному дотику одна з точок дотику - точка грунту (землі).  - Дотик до заземлених неструмоведучих частин, які опинилися під напругою  Під нетоковедущими частинами розуміють металеві частини, формально не перебувають під напругою. Вони можуть опинитися під напругою лише випадково, в результаті пошкодження ізоляції електроустановки, наприклад, при пошкодженні корпусу обладнання, оболонки кабелів і т.п. При дотику до заземленого обладнання, опинився під напругою, людина перебуває в зоні розтікання струму, тобто в зоні, кожна точка якої має певний електричний потенціал, зумовлений протіканням через заземлювач струму замикання на землю.  - Напруга дотику  У всіх випадках ураження людини струмом напруга докладено до всієї ланцюга людини, куди входять опору: тіла, взуття, підлоги чи грунту, на якому стоїть людина, і т.д. Та частина напруги, яка припадає в цьому ланцюгу на тіло людини, називається напругою дотику. Це напруга між двома точками ланцюга струму, яких одночасно стосується осіб.  - Вплив напруги кроку  Якщо людина знаходиться поблизу заземлювача, з якого в землю стікає струм або поблизу місця випадкового замикання на землю, то частина цього струму може відгалужується і проходити через ноги людини. Різниця потенціалів між ступнями ніг на відстані кроку в зоні розтікання струму називається кроковим напругою. Напруга кроку визначається як напруга між двома точками грунту в зоні розтікання струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, на які одночасно спираються ступні крокуючого людини. Крокові напруга тим більше, чим ближче до заземлювача знаходиться людина і чим більше довжина його кроку. Звідси очевидні заходи щодо попередження ураження кроковим напругою - виключення можливості перебування людей в зоні розтікання струму і видалення людини із зони, в якій виник небезпечний потенціал, маленькими кроками.