Глава 6 промышленная безопасность

6.1. Электробезопасность производственных систем

Современное производство является исключительно высокоэлектровооруженным. Практически во всех видах оборудования и технических системах применяются электротехнические машины и устройства. Собственно электроустановки, источники электричества, преобразователи и проводящие системы (электросети, освещение) имеются во всех производственных, а также бытовых и иных системах.

Поэтому обеспечение безопасных условий труда при использовании электрического тока, статического электричества, а значит, электротехнического оборудования и инструмента имеет исключительно большое значение.

Под электробезопасностьюследует понимать комплекс организационных, технических, медицинских и правовых (нормативных) мероприятий.

В их числе:

• вытекающие из современного представления об электрическом токе, статическом электричестве и электрической дуге;

• основанные на анализе механизма воздействия электрического тока на человека, электротравматизма и аварий электрооборудования;

• направленные на повышение надежности конкретных единиц электрооборудования, электроинструмента и электрических сетей;

• исключающие возможности несчастного случая в результате поражения электротоком или статическим электричеством.

Эксплуатация действующих электроустановок на предприятиях производится согласно Правилам эксплуатации электроустановок потребителей (ПЭЭП), Межотраслевыми Правилам охраны труда (ПОТ-М) при эксплуатации электроустановок, соответствующих ГОСТов ССБТ (ГОСТ 12.3.003–86*, ГОСТ 12.3.019–80*, 12.3.032–84*), инструкциям по технике безопасности, должностным и производственным инструкциям для персонала, обслуживающего электротехническое оборудование и установки.

Основными мерами обеспечения электробезопасности являются:

• недоступность токоведующих частей;

• ограждения доступных токоведующих частей;

• электрическое разделение сети с помощью разделительных трансформаторов;

• применение усиленной и двойной (рабочей и дополнительной) изоляции в сетях и потребителях тока;

• защитное заземление;

• зануление;

• устройство защитного отключения;

• выравнивание потенциалов;

• устройство блокировок;

• применение малого напряжения 42–12В;

• применение специальных электрозащитных средств, включая средства индивидуальной защиты, инструментов с изолированными рукоятками и др.;

• регулярное проведение проверок и испытаний, технических осмотров и ремонтов персонала;

• установка знаков безопасности, предупредительных плакатов и надписей.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» определены следующие определения и меры электробезопасности.

Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться путем:

• применения надлежащей изоляции, а в отдельных случаях повышенной;

• применения двойной изоляции;

• соблюдения соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей;

• применения блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям;

• надежного и быстродействующего автоматического отключения частей электрооборудования, случайно оказавшихся под напряжением, и поврежденных участков сети, в том числе защитного отключения;

• заземления или зануления корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции;

• выравнивания потенциалов;

• применения разделительных трансформаторов;

• применения напряжений 42 В и ниже переменного тока частотой 50 Гц и 110 В и ниже постоянного тока;

• применения предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;

• применения устройств, снижающих напряженность электрических полей;

• использования средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического поля в электроустановках, в которых его напряженность превышает допустимые нормы.

Электроустановка – это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Электроустановки по условиям электробезопасности разделяются Правилами на электроустановки до 1 кВ и электроустановки выше 1 кВ (по действующему значению напряжения).

Открытыми или наружными электроустановками называются электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий.

Электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., рассматриваются как наружные.

Закрытыми и внутренними электроустановками называются электроустановки, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий.

Электропомещения – это помещения или отгороженные, например, сетками части помещения, доступные только для квалифицированного обслуживания персонала, в которых расположены электроустановки.

Сухими помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%. Если эти помещения не жаркие и не имеют химически активной и органической среды, то они называются нормальными.

Влажными помещениями называются помещения, в которых пары или конденсирующая влага выделяются лишь кратковременно в небольших количествах, а относительная влажность воздуха более 60%, но не превышает 75%.

Сырыми помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха длительно превышает 75%.

Особо сырыми помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).

Жаркими помещениями называются помещения, в которых под воздействием различных тепловых излучений температура превышает постоянно или периодически (более 1 сут.) + 35^оС (например, помещения с сушилками, сушильными и обжигательными печами, котельные и т.п.).

Пыльными помещениями называются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п.

Пыльные помещения разделяются на помещения с токопроводящей пылью и помещения с нетокопроводящей пылью.

Помещениями с химически активной или органической средой называются помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

В отношении опасности поражения людей электрическим током различают:

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

1. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенные опасности:

• сырости или токопроводящей пыли;

• токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

• высокой температуры;

• возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

3. Особоопасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

• особой сырости;

• химически активной или органической среды;

• одновременно двух или более условий повышенной опасности (см. п. 2).

4. Территории размещения наружных электроустановок. В отношении опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям.

Маслонаполненные аппараты – это аппараты, у которых отдельные элементы и все нормально искрящие части или части, между которыми образуется дуга, погружены в масло так, что исключается возможность соприкосновения между этими частями и окружающим воздухом.

Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью – это трехфазная электрическая сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

Коэффициентом замыкания на землю в трехфазной электрической сети называется отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

Глухозаземленная нейтраль – это нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Изолированная нейтраль – это нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.

Зануление представляет собой преднамеренное соединение токопроводящих, токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением, с нулевым защитным проводом.

Замыканием на землю называется случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей.

Замыканием на корпус называется случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями, нормально не находящимися под напряжением.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

Искусственным заземлителем называется заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Защитным проводником (РЕ) в электроустановках называется проводник, применяемый для защиты от поражения людей и животных электрическим током. В электроустановках до 1 кВ защитный проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, называется нулевым защитным проводником.

Нулевым рабочим проводником (N) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

Совмещенным нулевым защитным и нулевым рабочим проводником (PEN) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, сочетающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника.

Напряжением на заземляющем устройстве называется напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземляющее устройство и зоной нулевого потенциала.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус называется напряжение между этим корпусом и зоной нулевого потенциала.

Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при одновременном прикосновении к ним человека.

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека.

Током замыкания на землю называется ток, стекающий в землю через место замыкания.

Сопротивлением заземляющего устройства называется отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Эквивалентным удельным сопротивлением земли с неоднородной структурой называется такое удельное сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Термин «удельное сопротивление», применяемый в настоящих Правилах, для земли с неоднородной структурой следует понимать как «эквивалентное удельное сопротивление».

Защитным отключением в электроустановках до 1 кВ называется автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.

Двойной изоляцией электроприемника называется совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению части электроприемника не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной (дополнительной) изоляции.

Малым напряжением называется номинальное напряжение не более 42 В между фазами и по отношению к земле, применяемое в электрических установках для обеспечения электробезопасности.

Разделительным трансформатором называется трансформатор, предназначенный для отделения сети, питающей электроприемник, от первичной электрической сети, а также от сети заземления или зануления.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.

Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

• при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех электроустановках;

• при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока – только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Заземление или зануление электроустановок не требуется при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока во всех случаях.

Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них.

Для заземления электроустановок различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных одна к другой, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство. Для объединения заземляющих устройств различных электроустановок в одно общее заземляющее устройство следует использовать все имеющиеся в наличии естественные, в особенности протяженные, заземляющие проводники. Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или различных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т.д.

Все ограждающие и закрывающие устройства должны обладать в соответствии с местными условиями достаточной механической прочностью. При напряжении выше 1 кВ толщина металлических ограждающих и закрывающих устройств должна быть не менее 1 мм. Устройства, предназначенные для защиты проводов и кабелей от механических повреждений, по возможности должны быть введены в машины, аппараты и приборы.

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током, от действия электрической дуги и т.п. все электроустановки должны быть снабжены средствами защиты, а также средствами оказания первой помощи в соответствии с «Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках».

Пожаро- и взрывобезопасность электроустановок, содержащих маслонаполненные аппараты и кабели, а также электрооборудования, покрытого и пропитанного маслами, лаками, битумами и т.п., обеспечивается выполнением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ. При сдаче в эксплуатацию указанные электроустановки должны быть снабжены противопожарными средствами и инвентарем в соответствии с действующими положениями.

Присоединение электроустановки к энергосистеме производится в соответствии с «Правилами пользования электрической энергией». Вновь сооруженные и реконструированные электроустановки и установленное в них электрооборудование должны быть подвергнуты приемо-сдаточным испытаниям и введены в промышленную эксплуатацию только после приемки их приемочными комиссиями согласно действующим положениям.

Главнейшим средством электробезопасности является изоляция. Основной характеристикой изоляции является ее сопротивление. Наиболее эффективной служит двойная изоляция, представляющая собой совокупность рабочей (основной) и защитной (дополнительной) изоляции. При этом доступные прикосновению части не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Рабочей называется основная изоляция токоведущих частей машины, устройства, прибора, необходимая для нормального их функционирования и защиты человека. Это изоляционные покрытия обмоточных проводов кабелей, изолирующие детали устройств, разъемных и неразъемных соединений и т.д. Роль дополнительной изоляции выполняют корпуса машин и аппаратов из пластмасс и других диэлектрических материалов. Применяется также усиленная изоляция в виде рабочей изоляции такого уровня, который обеспечивает степень защиты, как и двойная изоляция.

Защитное заземление

Назначение защитного заземления – предупреждение поражения электрическим током в случае прикосновения к токопроводящим нетоковедущим частям установок и машин при замыкании на них токоведущих частей или другой аварийной ситуации. Электробезопасность обеспечивается использованием природного явления оттекания электротока в землю, что достигается приложением системы заземляющего устройства, состоящего из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей принимаются любые, имеющие металлическую (токопроводящую) достаточную поверхность постоянного соединения с землей, при этом использование данного элемента не должно вызывать нарушения его обычных функций и работы. К ним относятся различные металлические трубопроводы (но не содержащие взрыво- и пожароопасных газов и жидкостей), строительные конструкции зданий и сооружений, в первую очередь железобетонные фундаменты, емкости, в некоторых случаях даже металлические оболочки кабелей и т.д.

Искусственные заземлители подготавливаются специально и закладываются в землю исключительно с целью обеспечения заземления. Это могут быть стальные трубы, пластины, уголки, стержни и т.д. Заземлитель устанавливается так, чтобы 100–200 мм его выступало над поверхностью земли, эта часть соединяется заземляющим проводником с оборудованием.

Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением свыше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Напряжение, приложенное к телу человека в случае прикосновения к оборудованию, можно снизить, уменьшая сопротивление заземляющего устройства; сопротивление заземления в электроустановках до 1000 В не должно превышать 4 Ом, в установках 220/127 В – не более 8 Ом; если мощность источника питания не превышает 100 кВА, сопротивление заземления может быть в пределах 10 Ом.

На рисунке 105 показана схема защитного заземления в однофазной двухпроводной сети, схема однофазного замыкания на заземленный корпус двигателя в сети с изолированной нейтралью трансформатора дана на рис. 106.

Рис. 105. Схема защитного заземления в однофазной двухпроводной сети

Заземлитель является основным элементом всего заземляющего устройства, качество которого определяется значением сопротивления заземления и изменением напряжения относительно земли. Сопротивление заземления заземлителя есть сопротивление между заземлителем у места соприкосновения с грунтом и собственно землей, под которой надо понимать поверхность грунта вблизи заземлителя, потенциал которой равен нулю. Полным напряжением относительно земли понимают напряжения, возникающие в цепи тока размыкания на землю между заземлителем и землей (зона нулевого потенциала).

Рис. 106. Схема однофазного замыкания на заземленный корпус в сети с изолированной нейтралью трансформатора

При токе замыкания I_з и сопротивлении заземления R₃ (см. рис. 105) напряжение на корпусе относительно земли равно

U_m = I_{з ·} R_з.

Так как сопротивление заземления небольшое, то величина напряжения будет намного меньше, чем при отсутствии заземления. Ток замыкания в случае исправности изоляции фаз А и В (см. рис. 106) будет небольшим, и напряжение прикосновения не превысит допустимых пределов:

_,

где α< 1 – коэффициент напряжения прикосновения, показывающий, какая часть потенциала заземлителя приходится на тело человека.

В случае повреждения изоляции токоведущая часть электрически соединяется с незаземленным токопроводящим элементом оборудования. При прикосновении человека к такому элементу он оказывается под напряжением прикосновения, величина которого равна фазному или близка к нему. Сущность защиты с помощью устройства защитного заземления заключается в создании такого сопротивления, которое было бы достаточно малым для того, чтобы падение напряжения на заземлении (а оно и является поражающим) не достигало значения, опасного для человека. В поврежденной цепи необходимо обеспечить такое значение тока, которое было бы достаточным для надежного срабатывания защитных устройств, установленных на источнике питания. Применяются два основных типа заземления: выносное (рис. 107) и контурное (рис. 108).

Рис. 107. Схема выносного заземления	Рис. 108. Схема контурного заземления

Выносноезаземление характеризуется размещением заземлителей за пределами площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, что позволяет выбрать месторазмещение электродов, в том числе с наименьшим сопротивлением (влажные, глинистые почвы, низины и т.д.).

Однако отдаленность заземлителей от оборудования может привести к тому, что на всей площадке коэффициент прикосновения будет равен единице, т.е. возможно возникновение опасного напряжения прикосновения и напряжение шага. Выносное заземление применяют при малых значениях тока замыкания на земле, например в установках с напряжением до 1000 В.

При размещении заземлителей по контуру площадки внутри нее заземление называется контурным. В этом случае напряжения прикосновения и напряжения шага имеют в пределах площадки небольшие величины по сравнению с потенциалом заземления и не представляют реальной опасности.

Для снижения напряжения шага за пределами контура заземления в землю закладываются горизонтальные электроды, как правило в виде стальных полос, соединенных с вертикальными электродами. Этим достигается более равномерное распределение потенциалов, что особенно важно при использовании электроустановок с большими токами замыкания на землю. Сопротивление заземляющего устройства включает эквивалентное сопротивление вертикальных и горизонтальных электродов относительно земли и сопротивления заземляющих проводников, а также сопротивление грунта.

Расчет защитного заземления проводится из условия допустимых напряжения прикосновения и напряжения шага в аварийных режимах электроустановок. Определяются основные параметры заземляющего устройства: размеры, число и схема размещения заземлителей, сечение и длина заземляющих проводников. Исходными данным для этих расчетов являются:

• тип электроустановки;

• рабочее напряжение;

• режим нейтрали;

• схема размещения электрооборудования;

• электропроводность грунта;

• климат (в первую очередь влажность, осадки и температуры);

• материал и его свойства;

• размеры естественных и искусственных заземлителей и выбранная глубина их закладки;

• расчетный ток замыкания на землю.

В качестве расчетного тока принимается:

• в сетях без компенсации емкостных токов – полный ток замыкания на землю;

• в сетях с компенсацией емкостных токов:

1. ток, равный 1,25 номинального тока компенсирующих аппаратов, подсоединенных к заземляющим устройствам;

2. остаточный ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов или наиболее разветвленного участка сети.

Кроме того, в качестве расчетного тока может быть принят ток плавного предохранителя или ток срабатывания релейной защиты от однофазных замыканий и междуфазных замыканий, если защита обеспечивает отключение замыканий на землю. При этом ток замыкания на землю должен быть равен 1,5-кратной величине тока срабатывания релейной защиты или 3-кратной величине номинального тока плавного предохранителя.

Если применяется заземление для установки, имеющей естественные заземлители, то сопротивление искусственного заземлителя R_и равно

_,

где R_e – сопротивление естественных заземлителей; R_з – сопротивление заземляющего устройства.

Зануление

Занулить – это значит надежно постоянно электрически соединить подлежащие защите элементы оборудования с нулевым проводом, который принудительно многократно заземлен.

Рис. 109. Схема зануления: Ik– ток короткого замыкания;ПП – плавкие предохранители; ЗП – зануляющий проводник

Принципиальная схема зануления показана на рис. 109.

Зануление превращает пробой в короткое замыкание между фазным и нулевым проводами, что приводит к возникновению тока большой силы через устройства защиты сети (выполняемые в виде плавных предохранителей или автоматических выключателей) и в конечном итоге отключению поврежденного оборудования от сети. Время отключения с момента появления напряжения на корпус составляет до 7 с при использовании плавких предохранителей и до 2 с при защите автоматическими выключателями. Необходимо отметить, что при неблагоприятном стечении обстоятельств за это время может произойти поражение электротоком человека, оказавшегося в электрической цепи.

Область применения зануления – в электроустановках промышленных предприятий трехфазные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, а также трехпроводные сети постояного тока с заземленным полюсом. Таким образом, назначение зануления заключается в автоматическом отключении неисправного электрооборудования при однофазном замыкании на корпус за счет возникновения большого тока в цепи «фаза корпус – нулевой проводник – нейтраль – источника питания» и срабатывания токовой защиты.

Проводимость нулевого провода должна быть не менее половины проводимости фазного провода; ток короткого замыкания, возникающий в сети, должен в три раза превышать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего характеристику, обратно зависимую от тока.

Расчет зануления заключается в определении его отключающей способности и условий безопасного прикосновения к электрооборудованию при замыкании на корпус и на землю. Значение тока в цепи однофазного короткого замыкания зависит от фазного напряжения и полных сопротивлений трансформатора и цепи «фаза–нуль».

Защитное отключение

Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной меры защиты, если необходимая степень безопасности не достигается системами защитного заземления и зануления или их выполнение не достигается по техническим причинам либо иным причинам.

Рис. 110. Структурная схема защитного отключения

Защитное отключение конструктивно и технически более сложное, чем защитное заземление и зануление, требует достаточной культуры исполнения и эксплуатации, однако оно обладает целым рядом преимуществ, в том числе может срабатывать и не при полном замыкании, а уже в начале развития повреждения. В качестве аппаратов (приборов) защитного отключения используют различные технические системы, в состав которых входят датчики входного сигнала (измерительный трансформатор, реле максимального напряжения, фильтры тока и напряжения нулевой последованости и др.); усилители; цепи контроля и проверки исправности схемы защитного отключения; сигнальные устройства (лампы, табло), измерительные приборы.

Структура защитного отключения показана на рис. 110. Входной сигнал с датчика 1 постоянно подается на усилитель 2. Когда его величина превысит заданное значение по току или напряжению, усилитель выдаст команду (сигнал) аппарату 3 защитного отключения, который прервет цепь 4, питающую электроустройство.

Устройства защитного отключения обеспечивают:

• защиту от полного и неполного замыкания на землю;

• непрерывный контроль цепей защитного заземления и зануления;

• Рис. 111. Схема защитного отключения с реле напряжения

  непрерывный контроль изоляции защищаемого оборудования.

На рисунке 111 показано устройство защитного включения, контролирующее напряжение (потенциал) электрооборудования относительно земли, с использованием реле напряжения. Электроустановка 1 запитана от трехфазной сети, заземлена через цепь 2 с сопротивлением R_З и одновременно соединена со вспомогательным заземлителем 3 через катушку 4 реле напряжения. Необходимая чувствительность и надежность защиты достигается тем, что сопротивление реле значительно выше сопротивления цепи заземления R_В3. Контроль исправности схемы защиты осуществляется с помощью кнопки 5, замыкающей одну из фаз на корпус. Заданным значением напряжения в данном случае является

Рис. 112. Схема защитного отключения с токовым реле

напряжение срабатывания реле напряжения. При срабатывании защиты отключающая катушка 7 прервет цепь питания установки.

На рисунке 112 показана схема защитного отключения с токовым реле 6 А. В этом случае применена соответствующая катушка 4 А токового реле. Сопротивление цепи заземления (зануления) должно быть достаточно малым, поскольку корпуса электрооборудования могут иметь параллельные связи через опорные поверхности и естественные заземлители.

Сущность разделения электрических сетейзаключается в том, что электрическая сеть разделяется через разделяющие трансформаторы на отдельные, электрически не связанные между собой участки.

В этом случае номинальное напряжение первичной обмотки не должно превышать 1000 В, а вторичной – 380 В. Разделяющие трансформаторы имеют повышенную надежность межобмоточной изоляции, их вторичные обмотки не заземляются. Часто разделяющие трансформаторы выполняют одновременно роль понижающих. К одному разделяющему трансформатору подключается только одно электроустройство. Для разделения электрических сетей используются преобразователи частоты, выпрямительные агрегаты и другие агрегаты.

Малое напряжение

Оно применяется для электроинструментов, светильников и другого электрооборудования, используемого в помещениях с особой опасностью и в ряде других случаях (на улице, например). Наиболее используемое малое напряжение переменного тока составляет 42, 36, 12 В, а для постоянного не более 110 В.

Выравнивание потенциаловобеспечивает снижение напряжения прикосновения (рис. 113) и напряжения шага (рис. 114) между точками электрической цепи, к которым возможно одномоментное прикосновение человека.

Рис. 113. Напряжение прикосновения	Рис. 114. Напряжение шага

Выравнивание потенциалов необходимо в цепях, не имеющих по каким-либо причинам единой системы защитного заземления или зануления всего оборудования, при проведении наладочных, монтажных и ремонтных работ на электротехническом оборудовании без снятия напряжения, монтаже заземляющих устройств и в других случаях.

Средствами индивидуальной защиты электробезопасности являются диэлектрические перчатки, боты, калоши, коврики, изолирующие подставки, кроме того к электрозащитным средствам относятся диэлектрические рукоятки отверток, кусачек, плоскогубцев, ножей и другого инструмента, изолирующие штанги и клещи и т.п.

Для автоматического предупреждения работающих служат сигнализаторы опасного напряжения, а также переносные приборы указатели напряжения. Так же, как и в других случаях, в целях электробезопасности применяются оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.

Защита от статического электричествапроизводственного происхождения основана на исключении, устранении и уменьшении интенсивности зарядов.

Это достигается конструктивным выполнением, подбором материалов, изменением технологических режимов (например, уменьшением сил трения, уменьшением скоростей обработки, транспортировки), приводящих к снижению количества зарядов; обеспечивающих стекание заряда в землю; увеличивающих объемную проводимости диэлектрика для последующей нейтрализации заряда.

В частности, применяют:

• заземление с сопротивлением заземляющих устройств не более 100 Ом и соединением с общей системой заземления электроустановок не менее чем в двух местах;

• повышение влажности воздуха свыше 65%, добавку антистатических присадок и нанесение электропроводящего слоя, что приводит к уменьшению объемного и поверхностного сопротивлений материала;

• нейтрализацию электростатических зарядов с помощью ионизации воздуха между заряженными телами; с этой целью используют индукционные, высоковольтные и радиоизотопные ионизаторы.

Основными средствами индивидуальной защиты от статического электричества является специальная одежда (халаты, комбинезоны) и специальная обувь.

Атмосферное статическое электричество представляет повышенную опасность для зданий, сооружений, линий электропередач отдельно стоящего оборудования и машин. Величина тока в канале молнии достигает 180000 А при напряжении до 150 MB, температура в канале молнии до 20000 ^оС. Молния является первичным проявлением атмосферного электричества. Вторичным проявлением является электростатическая индукция и электромагнитное влияние разрядного тока.

Молния оказывает три вида воздействия:

• прямой удар молнии;

• образование остаточных зарядов на металлических предметах вследствие электростатической индукции;

• занос высоких потенциалов в здание через металлоконструкции.

Эффективной защитой в данном случае являются молниеотводы, обеспечивающие стекание тока в землю без поражения защищаемого объекта.

Молниеотводы имеют различные устройства:

• одиночный стержневой;

• двойной стержневой;

• Рис. 115. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода. Радиус зоны защиты на высоте hx rx = 1,5(h–25hx) при 0 ≤ hx ≤ hr/3; rx1 = 0,75(h–hx1) при 2h/3 ≤ hx1 ≤ h

  многократный стержневой;

• одиночный и двойной тросовые.

Схема и расчет зоны защиты приведены на рис. 115.

Защита от вторичного воздействия молнии обеспечивается заземлением металлического оборудования. Каждый агрегат должен иметь самостоятельный отвод к общему заземлителю. Для защиты от заноса высоких потенциалов в месте ввода трубопроводов, эстакад кабелей в помещения устанавливают заземления с сопротивлением не более 10 Ом.

Главными методами в защите от электрических и электромагнитных полей является экранирование, изоляция и специальная экранирующая одежда из металлизированных материалов. Применяют также заземленные тросы в рабочей зоне под токоведущими проводами, экранизирующие козырьки, экранизирующие люльки, изолирующие лестницы.

Важнейшим в электробезопасности является контроль состояния изоляции, технических систем защитного заземления, зануления, автоматического отключения и других.

Лица, эксплуатирующие электроустановки, должны пройти специальное обучение и сдать экзамен с присвоением соответствующей квалификационной группы по электробезопасности.