Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все производственные поме- щения в зависимости от степени опасности поражения электрическим током разделяются на три категории. Степень опасности определяется количеством опасных факторов, к кото- рым относятся: повышенные влажность и температура воздуха, пары кислот, токопрово- дящие пыли и полы. Кроме того, учитывается возможность одновременного прикоснове- ния человека к имеющим соединение с землей токопроводящим конструкциям, с одной стороны, и к металлическим корпусам оборудования – сдругой.
Первая категория – это помещения, в которых нет вышеперечисленных неблагоприят- ных факторов; они классифицируются как помещения без повышенной опасности.
Вторая категория включает помещения с повышенной опасностью, в которых есть ка- кой-либо один неблагоприятный фактор, отмеченный выше.
Третья категория – помещения особо опасные, где одновременно действуют несколько неблагоприятных факторов или один фактор, создающий особую опасность (относительная влажность, близкая к 100%, химически опасная среда).
Категория опасности помещения зависит от параметров окружающей среды, создавае- мой технологическим процессом или специфической особенностью производства. Исходя из этого, производственные помещения можно классифицировать так:
Нормальные, в которых отсутствуют признаки, характеризующие повышенную опас- ность;
сухие, относительная влажность в которых не превышает 60%; сырые, относительная влажность в которых более 75%;
особо сырые, относительная влажность в которых близка к 100% (потолок, стены по- крытые влагой);
жаркие, в которых температура воздуха длительно превышает +30С;
пыльные, гдепоусловиямпроизводствапыльвыделяетсявтакомколичестве,что онамо-жет оседатьнапроводах,проникатьвнутрь машиниоборудования(такие помещенияподразде-ляются,всвою очередь,напомещенияспроводящей пыльюинепроводящейпылью);
помещения с химически активной средой, где по условиям производства содержатся пары или образуются отложения, разрушающе действующие на изоляцию и токоведущие части оборудования.
Монтаж электропроводки, установка аппаратуры и электродвигателей без учета кате- гории помещения создают опасность при эксплуатации электрических устройств. Необхо- димо помнить, что только соблюдение правил устройства электроустановок с учетом кате- гории может быть действенным мероприятием по предотвращению электротравматизма в сельском хозяйстве.
Мероприятия по защите от поражения электрическимтоком
Электробезопасность на производстве обеспечивается соответствующей конструкцией оборудования, применением технических способов и средств защиты, организационными и техническими мероприятиями.
Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими частями, а оборудо- вания – от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.
Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электриче- ским током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, выравнивание электрических потенциалов, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, малое напряжение, электрическое разделение сетей, огради- тельные устройства, изолирующие защитные и предохранительные устройства.
Защитнымзаземлениемназывается преднамеренное электрическое соединениесземлейилиееэквивалентом металлических нетоковедущих частей,которые могут оказатьсяподнапря-жением, через малоеповеличине сопротивление.Защитному заземлению подлежатметалличе-ские частиэлектроустановок,доступныедляприкосновениячеловекаинеимеющиедругихви- довзащиты,обеспечивающих электробезопасность. Областьюприменения защитного заземле-нияявляютсятрехфазные трехпроводныесетинапряжениемдо1000В сизолированной нейтра-льюисетинапряжениемвыше 1000В слюбымнапряжением нейтрали.
Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металличе- ских элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и заземляющих провод- ников, соединяющих с заземлителем.
В электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В в сети с изолирован- ной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. Если мощность источника питания (трансформаторов, генераторов) составляет более 100 кВ А, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом, но не более.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напря- жений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, либо выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования (рисунок18.3).
а) б)
а) в сети с заземленной нейтралью; б) в сети с изолированной нейтралью Рисунок 18.3 Схема защитного заземления
При пробое фазы на корпус сравниваются потенциалы оборудования φоби основания φосн, а Uпри ток через человека становятся меньше:
Uпробосн
IчIЗ
Rз
R
, (18.6)
Как видно из схемы, при значительном удалении электроустановок от заземлителя (более 20 м) защита от поражения током обеспечивается только уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет малого сопротивления, обусловленного большим коли- чеством одиночных заземлителей.
При выполнении контурного заземления (рисунок 18.4) любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал, так как поля растекания тока от за- землителей накладываются. Напряжение прикосновения при контурном заземлении (Uпр2) будет значительно меньше, чем при выносном заземлении (Uпр1), так как разность потенци- алов между точками внутри контура будет снижена, а ток, проходящий через человека, при его прикосновении к корпусу электрооборудования, находящегося под напряжением, будет меньше, чем при выносном заземлении.
Рисунок 18.4 Контурное заземление
Занулением называется преднамеренное электрическое соединениеснулевым защитнымпроводником металлических нетоковедущихчастей, которые могут оказатьсяподнапряжением.Оноприменяетсявтрехфазнойсетисзаземленнойнейтральнойточкойнапряжениемдо1000В.Защитачеловекаотпораженияэлектрическимтокомвсетяхсзанулением осуществляетсятем, что призамыкании однойиз фаз назануленный корпусвцепи этой фазывозникаеттоккоротко-гозамыкания, которыйвоздействуетнатоковуюзащиту(плавкийпредохранитель,автомат),врезультатечегопроисходит отключениеаварийногоучасткаотцепи(рисунок 18.5). Кроме того,ещедосбрасываниязащиты ток короткого замыканиявызывает перераспределениенапряженийвсети,приводящеекснижениюнапряжениякорпусаотносительноземли. Таким образом,зану-лениеуменьшает напряжение прикосновенияиограничиваетвремя,втечениекоторогочеловек,прикоснувшийсяккорпусу, может попастьподдействиенапряжения.
Чтобы обеспечитьавтоматическое отключение аварийных установок,сопротивлениецепикороткогозамыкания (петли «фаза-нуль»)недолжнопревышать2Ом,аток короткого замы- канияIкудовлетворять условию
IкIномК,
где Iном- номинальный ток срабатывания защиты; К - коэффициент кратности тока.
Рисунок 18.5 Схема зануления
Выравнивание электрических потенциалов (ВЭП) между электропроводящим полом или землей, с одной стороны, и доступными для прикосновения металлическими нетокове- дущими частями электроустановок и технологического оборудования, с другой, - один из основных способов электрозащиты животных (рисунок 18.6).
1 – зона нулевого потенциала; 2 – бетонный пол; 3 – грунт; 4 – элементы УВЭП Рисунок 18.6 Выравнивание электрических потенциалов
Принцип электрозащитного действия ВЭП заключается в уменьшении до допустимых значений разности электрического потенциала (напряжение прикосновения), приходящего- ся на животного, стоящего на полу (или на земле) и прикасающегося к металлическим нетоковедущим частям, находящимся под напряжением.
В случаях, когда ВЭП служит основным способом электрозащиты, к нему предъявля- ют лишь одно главное требование: при всех расчетных нормальных и аварийных режимах работы электроустановок значения напряжения прикосновения и шага не должны превы- шать допустимые (с учетом длительности воздействия).
Чащевсего устройстводляВЭПвыполняютввидеметаллической сетки, закладываемойвбетонную подготовкуполаживотноводческихпомещенийиэлектрическисоединеннойсметалли-ческиминетоковедущимичастямитехнологическогооборудования,доступногодляприкоснове-нияживотным.Если наэтихметаллических частях появляетсяэлектрическийпотенциал,тоточнотакойжепотенциалоказываетсяинаметаллическойсетке.Деревянный настилпола,накоторомстоятживотные, всегда влажный,иегоудельноесопротивление незначительное.Поэтомуипо-тенциалполавзонеразмещения животных близоккпотенциалусетки,авозможноенапряжениеприкосновения(разностьпотенциалов, приходящаясянателоживотных)оказывается безопасным.Все рассмотренные выше способы электрозащиты (защитное заземление, зануление,ВЭП) предназначены для обеспечения электробезопасности в режимах системы обеспече-ния электроснабжения, при которых ток протекает по земле, а человек или животноеока-зывается в зоне растекания тока. Если же человек случайно прикасается ктоковедущейча-сти электроустановки напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью и при этомлибо стоит на земле или на электропроводящем полу, либо прикасается к зануленной частиэлектроустановки или технологического оборудования, то ни заземление, ни зануление,ни
выравнивание электрического потенциала не оказывают какого-либо защитного действия.Надежнуюэлектрозащитувэтихслучаях могут обеспечитьлишьустройствазащитного от-
ключения (УЗО),подразделяемыенанесколько типов,взависимостиотпараметра,накоторыйреагируетдатчик:напряжениякорпусаотносительноземли(рисунок18.7),тока замыканияназемлю.Металлические нетоковедущиечастиэлектроустановок технологическогооборудованияиразличныхкоммуникаций, которые случайно могут оказатьсяподнапряжением вследствие нарушенияизоляциитоковедущихчастей, заземлены. Датчиком является реленапряжения, включенноемеждузащищаемым корпусомивспомогательнымзаземлителемRв.
Рисунок18.7 СхемаУЗО,реагирующаянаизменениенапряжениякорпусаотносительноземли
При пробое фазы на корпус на нем появляется напряжение относительно земли (20-60 В), срабатывает реле напряжения(РН), настроенное на определенную уставку, и установка отключается контактором.
Сущность защитного отключения заключается в немедленном разрыве электрической цепи, как только появится опасность поражения (например, ток утечки более 10 мА). Со- гласно ПУЭ время срабатывания УЗО не должно превышать 0,2 с.
Двойной изоляцией называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, защищающей от поражения электрическим током в случае повреждения основной изоля- ции. ПУЭ предусматривают применение двойной изоляции как одного из возможных ме- роприятий электробезопасности, равноправное с защитным заземлением, занулением и за- щитным отключением. Это значит, что электротехнические изделия, имеющие двойную изоляцию, не требуется заземлять, снабжать защитно-отключающим устройством. На пас- портной табличке такого изделия должен быть знак: квадрат внутри квадрата.
С двойной изоляцией изготовляют, например, ручные переносные светильники и не- которые ручные электрические машины. Рукоятка светильника из пластмассы представляет собой дополнительную изоляцию к рабочей изоляции проводов, входящих внутрь светиль- ника. В ручных электрических машинах (например, сверлильных) корпус может быть изго- товлен полностью или частично пластмассовым, но может быть и полностью металличе- ским, если для прохода проводов внутри корпуса применены изоляционные втулки, а элек- тродвигатель отделен от корпуса изолирующими прокладками.
Существует так называемая усиленная изоляция. Это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная. Ее применяют в тех элементах изделия с двойной изоляцией, в которых двойную защиту затруднительно применить по конструктивным соображениям: например, в выклю- чателях сверлильных машин.
Малым напряжением называется напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Корпуса электроприемников с малым напряжением не требуется занулять или заземлять, кроме электросварочных устройств и электроприемников, работающих во взрывоопасных помещениях.
Как самостоятельное защитное мероприятие или в дополнение к другим, например кприменению малого напряжения, можно применять разделяющие трансформаторы. Разде-ляющий трансформатор – это специальный трансформатор, предназначенныйдля отделе-ния приемника электрической энергии от первичной электрической сети исети заземленияили зануления. Ни корпус электроприемника, ни вторичная обмотка разделяющего транс-форматора не должны зануляться или заземляться в отличие от вторичной обмотки просто-го понижающего трансформатора, но корпус самого трансформатора должен быть занулен.Ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением, предохраняют отслучайного прикосновения к этим частям. Временно устанавливаемые ограждения могутбыть выполнены в виде переносного барьера или натянутого каната с укреплением на них
предупредительного плаката: «Стой! Под напряжением!».
Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли, если человек одновременно касается земли или заземленных частей электроустановок и токоведущих частей или ме- таллических, оказавшихся под напряжением корпусов электрооборудования.
Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолиру- ющие средства имеют изоляцию, предназначенную для того, чтобы длительно выдержи- вать рабочее напряжение электроустановки, поэтому с их помощью разрешено касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Изолирующие свойства основных защитных средств бывают разными в зависимости от напряжения электроустановок, где они применяются.
Основными изолирующими защитными средствами для электроустановок напряжени- ем до 1000 В служат: изолирующие штанги, изолирующие и измерительные клещи, указа-
тели напряжения, а также средства для ремонтных работ (изолирующие лестницы, инстру- мент с изолирующими ручками и др.).
Дополнительные изолирующие средства обладают недостаточными изолирующими свойствами и предназначены только для усиления защитного действия основных средств, вместе с которыми они должны применяться. К ним относятся: диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки.