1646

длиной – 2,5-3 м. В качестве же горизонтальных электродов и заземляющих проводников применяют полосовую сталь сечением не менее 4 12 мм и стальные прутки диаметром не менее 6 мм.

Заземляющий проводник представляет собой проводник, соединяющей заземляющие части с заземлителем. Если заземляющий проводник имеет два или более ответвлений, он называется магистралью заземления.

В зависимости от расположения заземлителей по отношению к заземленному оборудованию заземляющие устройства бывают: выносные, контурные.

Выносные заземляющие устройства должны быть сосредоточены на некотором расстоянии от заземляемого оборудования и соединены с ним заземляющими проводниками. Из-за значительного удаления заземлителей оборудование располагают за пределами зоны растекания тока замыкания на землю; при этом коэффициент напряжения прикосновения равен единице. Человек, прикоснувшийся к корпусу оборудования, попадает под напряжение, равное напряжению корпуса относительно земли:

U =UK=I R.

Таким образом, выносное заземление отвечает условиям электробезопасности в том случае, когда напряжение на корпусе не превышает допустимого значения и обеспечивает электробезопасность только за счет небольшого сопротивления заземляющего устройства.

При значительных токах замыкания на землю (как это имеет место в современных электроустановках) невозможно получать на корпусе допустимое напряжение относительно земли снижением сопротивления заземляющего устройства. В этом случае применяется контурное заземление.

В контурном заземляющем устройстве заземлители располагают по периметру и внутри площадки, на которой установлено заземляющее оборудование. При замыкании на корпус происходит растекание тока заземлителей, расположенных в вершинах сетки с определенным шагом; при этом на поверхности площадки появляется повышенный потенциал по отношению к примыкающей к ней территории. График распределения таких потенциалов можно получить, применяя принципы их наложения, просуммировав при этом потенциалы от каждого заземлителя. Благодаря этому потенциалы корпусов оборудования и поверхности грунта выравниваются, а напряжения прикосновения на территории площадки оказываются незначительными.

На выходе из площадки, под которой располагается контурное заземление, напряжение шага оказывается высоким. Для его уменьшения в местах проходов и проездов в грунт закладываются металлические шипы, не соединенные с заземляющим устройством и друг с другом.

151

Расчет заземления выполняют упрощенным (как правило, при однородном строении грунта) и статическим (при двухслойном строении грунта) методами.

Исходными данными для расчета заземления являются:

–напряжение заземляемой установки;

–режим нейтрали сети;

–ток замыкания на землю при напряжении свыше 1000 В;

–удельное сопротивление грунта;

–план размещения заземляемого оборудования;

–характеристика заземлителей (сопротивление растеканию, их количество и размеры).

Расчет заземления выполняют в такой последовательности:

определяют допустимое сопротивление заземляющего устройства. Приняты два метода расчета заземлителей: по допустимому сопротивлению или по допустимому напряжению прикосновения и шага. Расчет по допустимому сопротивлению ведут, выбрав требуемое сопротивление заземления в соответствии с правилами устройства электроустановок. При расчете по допустимому напряжению прикосновения и шага определяют сопротивление заземления, при котором это напряжение не будет превышать допустимых значений:

Rзаз≤U/Iзазα,

Rзаз≤U/Iзаз;

вычисляют расчетное удельное электрическое сопротивление грунта, Ом м:

Ρрасч=ρ φ,

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом-м; φ – коэффициент сезонности;

при возможности использования естественных заземлителей находят сопротивление растеканию этих заземлителей Rест путем измерений или расчетом по формулам или по методике, изложенной в ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление».

При Rест < Rдоп устройство искусственных заземлителей не требуется, а при Rест > Rдоп необходимо кроме естественных заземлителей использовать искусственные заземлители.

Когда естественные заземлители не используются, требуемое сопротивление искусственных заземлителей не должно превышать допустимое сопротивление заземляющего устройства, то есть Rb < Rдоп; если же используются параллельно соединенные естественные и искусственные заземлители, то требуемое сопротивление Rтреб определяют по формуле

Rтреб = Rест Rдоп/Rест+Rдоп;

152

определяют сопротивление растеканию тока соединительной полосы (она используется для связи вертикальных заземлителей), как сопротивление протяженного горизонтального полосового электрода, расположенного в грунте, с учетом коэффициента использования полосы.

определяют фактическое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства из вертикальных заземлителей и соединительной полосы как эквивалентное сопротивление при параллельном соединении этих заземлителей:

Rобщ=Rфакт Rпол/Rфакт+Rпол;

154

вычисляют эквивалентное сопротивление заземляющего устройства при использовании параллельного соединения естественных и искусственных заземлителей:

Rэкв=Rест Rобщ/Rест+Rобщ.

При отсутствии естественных заземлителей Rэкв= Rобщ.

Полученное эквивалентное сопротивление не должно превышать допустимое сопротивление заземляющего устройства Rэкв ≤ Rдоп (табл. 18).

Таблица 1 8

Сопротивление заземляющей сети в общем сопротивлении заземляющего устройства обычно не учитывается. Однако при больших расстояниях между заземлителями и заземляемым оборудованием, а также при малых допустимых сопротивлениях заземляющего устройства сопротивление заземляющих проводников может существенно влиять на сопротивление заземляющего устройства. В таком случае сопротивление заземляющих проводников определяют как сопротивление проводника максимальной длины от заземлителей до заземляемого объекта или как сумму

155

сопротивлений проводников при различном их сечении. При этом общее сопротивление заземляющего устройства будет равно сумме сопротивлений заземляющих проводников и сопротивления растеканию тока заземлителей. Эта величина не должно превышать допустимое сопротивление:

Rэкв+Rобщ=Rдоп.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с пулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Задача зануления та же, что и защитного заземления, – ликвидация опасности поражения электрическим током при нарушении изоляции и появления на корпусах оборудования опасного напряжения.

Область применения зануления – трехфазные четырехпроводни-ковые сети напряженим до 1000 В с заземленной нейтралью.

Следует иметь в виду, что при запулении корпуса электрооборудование соединяется не с заземлителями, а с нулевым проводом.

Схема зануления (рис. 12) включает следующие элементы:

–нулевой провод;

–заземление нейтрали источника питания;

–повторные заземления нулевого провода.

Рис. 12. Схема зануления

156

Зануление вычисляют для определения условий, при которых оно надежно выполняет свои задачи: быстро отключает поврежденную установку от сети и обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период. С учетом этого зануление рассчитывают на отключающую способность (то есть рассчитывают силу тока однофазного короткого замыкания и сравнивают, его кратность но отношению к силе тока устройства максимальной токовой защиты с допустимыми значениями), а также на безопасность прикосновения к корпусу как при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали), так и при замыкании ее на корпус (расчет повторногозаземлениянулевогозащитногопроводника).

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

Устройства защитного отключения должны осуществлять:

–защиту при глухих и неполных замыканиях на землю;

–автоматический контроль изоляции, цепей заземления или зануления;

–самоконтроль. Чтобы эти устройства выполняли защитные функции, они должны обладать достаточной чувствительностью, быстродействием (время срабатывания не должно превышать 0,2 с), стабильностью, надежностью, помехоустройчивостью и т.д.).

Защитное отключение можно применять как единственную меру защиты от поражения электрическим током (взамен защитного заземления или зануления) и как основную меру защиты (одновременно с защитным заземлением или занулением), в дополнение к защитному заземлению или занулению. Если защитное отключение применяют как единственную меру защиты от поражения электрическим током, то в его схеме должен быть также предусмотрен самоконтроль, а если как основную меру защиты в дополнение к защитному заземлению или занулению, то в его схеме должно быть предусмотрено обеспечение безопасности при прикосновении к заземленным или запуленными частям оборудования.

Электрозащитные средства. Для защиты от поражения электрическим током широко применяют изолирующие штанги и клещи; указатели напряжения; индивидуальные и стационарные сигнализаторы наличия напряжения; дистанционные индикаторы наличия напряжения; диэлектрические перчатки, галоши, боты; диэлектрические коврики и изолирующие подставки; плакаты и знаки безопасности; прочие средства защиты.

При работах с электроустановками применяются такие средства индивидуальной защиты: очки, каски, рукавицы, предохранительные монтерские пояса, страховочные канаты и др.

Основными изолирующими электрозащитными средствами в электроустановках напряжением не менее 1 кВ являются указатели напряжения, изолирующие штанги, электроизмерительные клещи.

158

6. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Пожарная безопасность предусматривает обеспечение защищенности личности, имущества, объектов народного хозяйства, природы от пожаров и сохранения материальных ценностей организаций.

6.1. Общие сведения о горении

Пожар – это неконтролируемое горение вне специального очага, причиняющее материальный ущерб, вред здоровью и жизни людей. Представляет собой сложный физико-химический процесс превращения горючих веществ и материалов в продукты сгорания, сопровождаемый интенсивным выделением тепла и светового излучения.

Для возникновения горения необходимо наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя (обычно кислород воздуха) и источника загорания инисцинирующего реакцию между горючим и окислителем.

Взависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение бывает гомогенное и гетерогенное. При гомогенном (пламенном) горении исходные вещества находятся в одинаково агрегатном состоянии. При гетерогенном (беспламенном) горении горючее находится в твердом или жидком состоянии.

Впространстве, в котором развивается пожар, условно выделяют зоны горения, теплового воздействия и задымления:

– Зона горения это часть пространства, в которой происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение.

– Зона теплового воздействия это часть пространства, примыкающая к зоне горения, в которой тепловое воздействие пламени приводит к заметному изменению состояния окружающих материалов и конструкций

иделает невозможным пребывание в ней без средств специальной защиты.

– Зона задымления это часть пространства, в которой от дыма

создается угроза жизни и здоровью людей.

Основными параметрами пожара является пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, скорость распространения пожара, температура пожара, интенсивность выделения теплоты и др.

Пожарная нагрузка характеризует энергетический потенциал сгораемых материалов, приходящийся на единицу площади поверхности участка земли. Она измеряется в единицах энергии или единицах массы сгораемых материалов (в пересчете на древесину) на единице площади – Дж/м2, кг/м2. Пересчет на древесину осуществляете исходя из того, что при сгорании 1 кг древесины в среднем выделяется 18,8 МДж энергии.

159

Массовая скорость выгорания – потеря массы горючего материала в единицу времени. Она зависит от отношения площади поверхности горения веществ к их объему, плотности упаковки, условий газообмена и других причин.

Скорость распространения пожара определяется скоростью распространения пламени по поверхности горючего материала. Скорость зависит от вида материала, его способности к воспламенению, начальной температуры, направления газового потока, степени измельчения материала и др.

По признаку изменения площади пожары делятся на распространяющиеся и нераспространяющиеся.

По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой различают пожары в ограждениях (внутренние пожары) и на открытой местности (открытые пожары).

Большинство внутренних пожаров, связанных с горением твердых материалов, начинается с возникновения локального открытого пламенного горения. Далее вокруг зоны горения возникает конвективный газовый поток, обеспечивающий необходимый газовый обмен. Постепенно увеличивается температура горючего материала вблизи зоны горения, интенсифицируются физико-химические процессы горения, растет факел пламени, горение переходит в общее.

При достижении температуры примерно 100 °С начинается разрушение оконных стекол и в связи с этим существенно изменяется газообмен, горение усиливается, пламя начинает выходить за пределы помещения, что может явиться причиной загорания соседних сооружений.

Распространение пламени на соседние здания и сооружения возможно также за счет излучения и переброса на значительные расстояния горящих конструктивных элементов (головни) или несгоревших частиц (искры).

За пределами помещений, в которых возник пожар, температура продуктов горения может оказаться неопасной для человека, но содержание продуктов сгорания в воздухе может стать опасным. Это характерно для высоких зданий и зданий коридорной системы, в которой опасность для человека наступает через 0,5–6 мин после начала пожара, поэтому при пожаре необходима немедленная эвакуация. Показатель опасности при пожаре – время, по истечении которого возникают критические ситуации для жизни людей. Время эвакуации, при превышении которого могут сложиться такие ситуации, называется критическим временем эвакуации. Различают критическое время по температуре (это время очень мало, так как опасная для человека температура невелика и составляет 60 °С), критическое время по образованию опасных концентраций вредных веществ (скорость распространения продуктов сгорания по коридорам 30 м/мин), критическое время по потере видимости (задымлению). Необходимость срочной эвакуации определяется также тем обстоятельством, что пожары

160