5.5. Напруга кроку та дотику

Практично зона підвищених потенціалів на поверхні землі відносно її нульового потенціалу при замиканні на землю через напівсферичний заземлювач і однорідному ґрунті обмежується колом радіусом близько 20 м. Переміщуючись в цій зоні, людина попадає під так звану напругу кроку — напругу між двома точками на поверхні землі, які знаходяться одна від одної на відстані кроку і на яких одночасно стоїть людина.

З наближенням до заземлювача величина крокової напруги зростає і при напрузі мережі живлення 0,4 кВ вона може бути небезпечною для людини. Тому «Правила безпеч­ної експлуатації електроустановок споживачів» при наявності замикання на землю заборо­няють наближатися до місця замикання ближче 8 м поза приміщенням і 4 м в приміщенні без застосування засобів захисту — діелектричні боти, калоші, суха дошка тощо.

В ізольованій від землі мережі при доторканні людини до проводу з непошкодженою ізоляцією («здорового» проводу) і наявності проводу з пошкодженою ізоляцією («хворого» проводу) величина струму, що проходить через людину, буде значно більшою, ніж при відсут­ності пошкодження ізоляції.

У трифазній мережі пошкодження опору ізоляції будь-якого фазного проводу впливає на величину струму через людину, яка потрапила під напругу, таким же чином, як і в однофазній мережі: доторкання до фазного проводу з непошкодженою ізоляцією, при пошкодженні ізоляції інших фазних проводів, більш небезпечне, ніж доторкання до проводу з пошкодженою ізоляцією при непошкодженій ізоляції інших фазних проводів.

5.6. Засоби захисту від ураження електричним струмом

захисне заземлення

занулення

вирівнювання потенціалів

мала напруга

захисне відімкнення

ізоляція струмопроводів

огороджувальні пристрої

попереджувальна сигналізація,

блокування,

знаки безпеки засоби захисту та запобіжні пристрої

Захисне заземлення — це навмисне електричне з'єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмовідних частин, які можуть опинитися під напругою. Захисне заземлення застосовується в електроустановках, що живляться від ізольованої від землі мережі напругою до 1000 В і в електроустановках напругою більше 1000 В незалежно від режиму нейтралі мережі живлення. Захисне заземлення забезпечує паралельно можливому включенню людини в мережу замикання на землю струмопровід малого опору (шунт), за рахунок чого зменшується струм, що проходить через людину.

Захисному заземленню підлягають:

• електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму і 440 В і більше постійного струму в усіх випадках незалежно від категорії приміщень (умов) щодо небезпеки електротравм;

• електроустановки напругою більше 42 В змінного струму і більше 110 В постійного струму в приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою електротравм, а також елек­троустановки поза приміщеннями;

• всі електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах (з метою попе­редження вибухів).

Занулення — це навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмовідних частин, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції.

Занулення в електроустановках — це навмисне з'єднання елементів електроустановки, які нормально не знаходяться під напругою, з глухозаземленою нейтраллю генератора чи трансформатора в мережах трифазного струму, з глухозаземленим виводом джерела одно­фазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в мережах постійного струму.

Занулення застосовується в електроустановках напругою до 1000 В, які живляться від мережі з глухозаземленою нейтраллю.

Занулення перетворює замикання на корпус в коротке замикання фази, спрацьовує захист від коротких замикань (плавкі вставки запобіжників, струмові автомати, магнітні пус­кові пристрої із струмовим захистом тощо) і установка відключається від джерела живлення.

Вимоги щодо застосування занулення залежно від величини напруги і категорії приміщень за небезпекою електротравм аналогічні вимогам до застосування захисного заземлення. За величиною напруги мережі живлення застосування занулення обмежується напругою до 1 кВ.

Захисне зрівнювання (вирівнювання) потенціалів.

Захисне зрівнювання потенціалів – це досягнення рівності потенціалів провідних частин через електричне з’єднання їх між собою.

Захисне вирівнювання потенціалів – це зниження напруги дотику і (або) кроку укладенням у землю чи у підлогу або на їх поверхні провідних частин, приєднаних до заземленого пристрою, або спеціальним покриттям землі чи підлоги.

Щодо безпеки ці заходи найчастіше застосовують сполученням опорної поверхні ніг людини із струмовідною чи струмопровідною частиною обладнання, до яких людина доторкається під час виконання робіт в ЕУ (рис. 3.16), а також у конструкціях контурних захисних заземлень.

Рис. 3.16. Схеми захисного зрівнювання (а) і вирівнювання (б) потенціалів:

а – у разі виконання робіт на струмовідних частинах (проводах);

б – у разі виконання робіт на струмопровідних частинах (корпусах ЕУ)

У разі виконання робіт із захисним зрівнюванням потенціалів на струмовідних частинах (рис. 3.16, а) на місці робіт влаштовують ізольовану від землі підставку. На верхній частині цієї підставки є робочий майданчик з металевими підлогою та огорожею. Працівник піднімається на цю площадку, а потім за допомогою ізолювальної штанги накладає перемичку між металоконструкцією площадки і проводом. Цим «переносить» потенціал провода на металоконструкцію площадки, тобто виконує «зрівнювання» їх потенціалів. Після цього можна доторкатись рукою чи інструментом до провода. Струм через людину проходити не буде, оскільки немає різниці потенціалів між проводом під напругою і площадкою.

Так можна працювати за напруги на проводі до 110 кВ. Як показано на рис. 3.16, а, існують ємності між проводом і землею, проводом і людиною, людиною і землею. Через ці ємності будуть протікати на землю струми, особливо під час накладання і зняття перемички. За напруги на проводі більш як 110 кВ ці струми стають відчутними. Для того щоб виконувати роботи на ПЛ напругою понад 110 кВ, можна застосувати таку технологію: людину розміщують у екрануючій конструкції (тоді ці ємності будуть не між людиною, а між екраном); людина накладає перемичку, перебуваючи всередині екрануючої конструкції; потім відкриває відповідне вікно і виконує потрібну роботу; після закінчення роботи вікно закривається і знімається перемичка.

У разі виконання робіт із захисним вирівнюванням потенціалів на струмопровідних частинах (корпусах) ЕУ (рис. 3.16, б) біля корпусу ЕУ на землю кладеться металевий лист або сітка. Працівник заходить на цю металоконструкцію і (за допомогою ізолювальної штанги) накладає перемичку між металоконструкцією і корпусом ЕУ. Таке вирівнювання потенціалів захищає працівника від непрямого дотику до корпусу у разі пошкодження ізоляції (до речі, у будь-якій ЕУ підстанції) і появі напруги на корпусах усіх ЕУ підстанцій. Знімається перемичка у такому порядку – спочатку від корпусу ЕУ, а потім працівник може сходити з металоконструкції.

Захисне відключення. Призначення захисного відключення — відключення електроу­становки при пошкодженні ізоляції і переході напруги на неструмовідні її елементи. Застосо­вується в доповнення до захисного заземлення (занулення) для забезпечення надійного захисту, перш за все в умовах особливої небезпеки електротравм.

Ізоляція струмовідних частин забезпечує технічну працездатність електроустановок, зменшує вірогідність попадань людини під напругу, замикань на землю і на корпус електро­установок, зменшує струм через людину при доторканні до неізольованих струмовідних час­тин в електроустановках, що живляться від ізольованої від землі мережі.

При розробці електроустановок опір ізоляції приймається в межах 1 кОм/В, якщо технічними умовами не передбачені більш жорсткі вимоги відповідно до чинних актів. З метою забезпечення працездатності електроустановок і безпечної їх експлуатації прово­диться контроль стану ізоляції, який характеризується електричною міцністю ізоляції, її електричним опором і діелектричними втратами. В установках напругою більше 1000 В проводять усі види випробувань ізоляції, а при напрузі до 1000 В — тільки електричний опір і електричну міцність. Виділяють приймально-здавальні випробування, післяремонтні (реконструкція і капітальний ремонт) і міжремонтні в терміни, встановлені чинними нормати­вами залежно від типу електроустановки і умов її експлуатації. Так, опір ізоляції переносних світильників, що живляться від електромережі і електрифікованого ручного інструменту контролюється кожні 6 місяців, зварювального обладнання — кожні 12 місяців. При цьому опір ізоляції має бути не менше 0,5 МОм, а для електрофікованого інструменту 1 МОм.

Захисне розділення електричних мереж. Загальний опір ізоляції проводів електричної мережі відносно землі і ємнісна складова струму замикання на землю залежать від протяжності мережі і її розгалуженості. Із збільшенням протяжності і розгалуженості мережі зменшується (паралельна робота ізоляторів, накопичення дефектів тощо) і збільшується ємність. Розділення такої протяжної мережі на окремі, електрично незв'язані між собою, частини за допомогою трансформаторів з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці, сприяє підвищенню опору ізоляції і зменшенню ємності і, як результат, приводить до підвищення рівня безпеки.

Захисне розділення електричних мереж може реалізовуватись як в межах електричних систем, так і в межах окремих підприємств. Зокрема, воно може реалізовуватися при пере­ході від мережі з глухозаземленою нейтраллю до мережі, ізольованої від землі. Прикладом реалізації варіанту переходу від мережі з глухозаземленою нейтраллю до мережі, ізольова­ної від землі, є застосування розділяючих трансформаторів.