Безопасность труда

Ih

3 Uф

Rh rзм

велик и может быть значительно больше допустимого значения 10 мА, поскольку напряжение прикосновения Uпр будет практически равно линейному.

В длинных разветвленных сетях с большим числом потребителей фазы могут иметь значительную (С ≈ 0,1 мкФ и более) емкость и реактивное сопротивление в этом случае может быть значительно меньше активного сопротивления фаз. И тогда ток через человека также может быть больше длительно допустимого (10 мА).

Таким образом, при глухом замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью однофазное включение в исправную фазу будет фактически соответствовать двухфазному включению, так как напряжение прикосновения Uпр

≈ Uл.

4.3.2.2.Трехфазная сеть с заземленной нейтралью

В сетях с заземленной нейтралью (рис. 4.5) сопротивление заземления нейтрали составляет несколько (не более 10) Ом, что значительно меньше сопротивлений фаз относительно земли.

Рис. 4.5. Однофазное включение в сеть с заземленной нейтралью В нормальном режиме, учитывая, что R0 << Rh, а сопротивления изоляции велики, ток через человека при однофазном вклю-

чении Ih будет:

140

Таким образом, при однофазном включении в сети с глухозаземленной нейтралью в нормальном режиме напряжение прикосновения Uпр ≈ Uф, причем ток, проходящий через че-

ловека, не зависит ни от сопротивления изоляции, ни от емкости фаз относительно земли.

В аварийном режиме в случае замыкания на землю одной из фаз, (например фазы А), величина тока через человека Ih будет:

Ih

Uф (rзм 3 R0 )

rзм R0 Rh (rзм R0 )

Вэтом случае:

при глухом замыкании фазы на землю (rзм = 0) напряжение прикосновения Uпр и, соответственно ток через человека Ih будут:

при глухом замыкании нейтрали (R0 = 0) напряжение прикосновения Uпр и, соответственно ток через человека Ih будут:

В реальных случаях эти сопротивления всегда больше 0 и напряжение прикосновения к исправной фазе в аварийном режиме в этом случае будет:

3 Uф Uпр Uф

4.3.3. Растекание тока на землю

Электрическим замыканием на землю называется случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с металлическими нетоковедущими частями, не изолированными от земли (рис.4.6).

141

В цепи замыкания на землю наибольшим (по абсолютной величине) потенциалом обладает заземлитель, а потенциалы точек грунта при удалении от заземлителя уменьшаются и на некотором расстоянии х = I потенциал φ = 0. Область поверхности грунта вблизи заземлителя, где потенциалы не равны нулю, называется полем растения.

Рис. 4.6. Растекание тока на землю Область поверхности грунта, потенциал которой равен нулю,

называется электротехнической землей.

При движении человека в поле растекания он одновременно касается ногами двух точек поверхности земли с разными потенциалами φ2 и φ1 (см. рис. 4.6), попадая при этом под действие напряжения шага. Напряжение шага Uш определится как разность потенциалов между двумя точками поверхности земли, которых человек касается ногами одновременно:

Uш 2 1

При приближении к точке замыкания на землю величина Uш увеличивается и может достигать опасных значений, вызывающих сокращение мышц ног.

142

4.3.4. Защита от поражения электрическим током

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна применяться, по крайней мере, одна из следующих защитных мер:

защитное заземление;

зануление;

защитное отключение;

разделительные трансформаторы;

изолирующие площадки;

малое напряжение;

двойная изоляция;

выравнивание потенциалов.

4.3.4.1. Защитное заземление

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Рис.4.7. Защитное заземление

При замыкании на корпус, не имеющий контакта с землей, на нем появляется фазное напряжение. Если же корпус заземлен, то напряжение будет Uз= Iзгзз (рис.4.7):

Человек, коснувшийся этого корпуса, окажется под напряжением прикосновения Uпр и ток через человека будет:

Где α1 - коэффициент напряжения прикосновения (величина

143

его определяется формой и расположением заземлителя); α2 – коэффициент, учитывающей падение напряжения в дополнительных сопротивлениях цепи человека.

Ток через человека будет тем меньше, чем меньше величины гзз и α1. Таким образом, опасность поражения человека, касающегося корпуса, оказавшегося под напряжением, можно уменьшить путем заземления корпуса заземлителем, имеющим малое сопротивление гэз и малый коэффициент напряжения прикосновения α1.

Защитное заземление применяется как основное средство защиты человека от поражения электрическим током в сетях с напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением свыше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

По расположению относительно заземленных корпусов заземлители делятся на выносные и контурные.

При выполнении выносного заземления заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. При таком расположении заземленные корпуса находятся вне зоны растекания и α1 = 1. Отсюда ясно, что при использовании выносного заземления ток через человека может быть уменьшен только за счет уменьшения сопротивления заземления гзз.

При контурном заземлении заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования на небольшом - несколько метров друг от друга – расстоянии. Поля растекания отдельных заземлителей накладываются друг на друга, вследствие чего разность потенциалов внутри контура выравнивается и коэффициент напряжения прикосновения α1 « 1. Напряжения шага при этом также много меньше максимально возможного.

Вкачестве искусственных заземлителей используются сталь-

ные трубы диаметром 35 - 50 мм, угловая сталь 60x60 (или близкая по размеру), шины сечением не менее 100 мм2.

Воткрытых электроустановках корпуса присоединяются непосредственно к заземлителю проводами. В зданиях прокладывается магистраль заземления, соединенная с заземлителями не менее чем в двух местах, к которой присоединяются заземляющие провода.

4.3.4.2. Зануление

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических не-

144

токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевой защитный проводник - проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом.

Зануление (рис.4.8) применяется как основное средство защиты человека от поражения электрическим током в сетях с напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

При замыкании на зануленный корпус ток проходит по цепи: обмотка трансформатора, фазный провод, нулевой провод (цепь короткого замыкания) и очевидно, что такой ток вызовет срабатывание максимальной токовой защиты и произойдет отключение неисправного участка сети.

Рис.4.8. Принципиальная схема зануления

Таким образом зануление превращает замыкание на корпус в короткое замыкание, в результате отключается поврежденный участок сети.

Основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Для этого ток однофазного короткого замыкания должен значительно превышать уставку защиты или номинальный ток плавких вставок.

Ток однофазного короткого замыкания должен превышать номинальный ток плавких вставок или ток срабатывания расцепителя

145

автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой в 3 раза.

При защите сети автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, кратность тока для автоматических выключателей с номинальным током до 100 А принимается равной 1,4, более 100 А -1,25.

Полная проводимость нулевого провода должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного.

Если эти требования по каким-либо причинам не могут быть удовлетворены, то отключение при замыкании на корпус должно обеспечиваться специальными мерами - например устройствами защитного отключения (УЗО).

Для обеспечения надежных соединений и непрерывности цепи от каждого корпуса до нейтрали соединения нулевого провода выполняются сварными. Нулевой провод соединяется со всеми металлическими конструкциями, создающими параллельные цепи короткого замыкания:

металлическими конструкциями зданий;

подкрановыми путями;

стальными трубами электропроводок;

свинцовыми и алюминиевыми оболочками кабелей;

трубопроводами, проложенными открыто (за исключением трубопроводов горючих и взрывоопасных смесей).

Эти проводники могут служить в качестве единственного нулевого провода, если удовлетворяют требованиям по проводимости.

Запрещается установка в нулевой провод предохранителей и выключателей за исключением случаев, когда выключатель вместе с нулевым проводом размыкает все фазные.

Сопротивления заземляющих устройств нейтралей трансформаторов не должны быть более 2, 4, 8 Ом при линейных напряжениях 660, 380, 220 В источников трехфазного тока и 380, 220, 127 В источников однофазного тока соответственно.

Зануление не может быть использовано как средство защиты от поражения электрическим током в сетях с изолированной нейтралью, так как при замыкании фазы на землю человек, касающийся корпуса электроустановки, оказывается под фазным напряжением.

146

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Безопасность жизнедеятельности. Учебник для ВУЗ’ ов/С. В. Белов, А. В. Ильницкая, А. Ф. Козьяков и др.;под общ. ред. С. В. Белова. 2-е изд., испр. и доп.-М.: Высшая школа, 1999.- 448с., ил.

2.Организация и управление безопасностью жизнедеятельности. Учебное пособие/ Черчинцев В. Д., Сулейманов М. Г., Устюжанин В. С, Перятинский А. Ю. Магнитогорск, 2003 – 243 с.

3.Гусев А. М. Промышленная санитария. Учебное пособие. - Магнитогорск. МГТУ. 2000.- 229 с.

4.Гусев А. М., Гусева Е. А. Технические средства производственной санитарии. Учебное пособие, Магнитогорск, 2002 – 138 с.

5.Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для ВУЗ’ов. – М.: Энергия, 1979. – 408 с., ил.

6.Трудовой кодекс РФ. Федеральный закон от 30 декабря 2001 г. N 197-ФЗ

7.Федеральный закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов. Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года

8.Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. М.: Медицина, 1988. 576 с.

9.Каспаров А.А. Гигиена труда. М.: Медицина, 1988. 352 с.

10.Зиньковский М.М. Техника безопасности и производственная санитария. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1984. 232 с.

11.ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

12.ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

13.Защита от шума и вибрации в черной металлургии. 2-е изд., перераб. и доп. / Заборнов В.И., Клячко Л.Н., Росин Г.С. М.: Металлургия, 1988. 216 с.

14.ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

15.ГОСТ 12.1.001-75. ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности.

16.ГОСТ 12.4.051-87. ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия.

147

17.ГОСТ 12.1.029-80. ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация.

18.ГОСТ 12.4.051-87. ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия.

19.ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

20.СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение.

21.ГОСТ 12.1.006-84. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

22.ГОСТ 12.1.002-84. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

23.ГОСТ 12.1.045-84. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

148