3.2.2. Защита от поражения электрическим током

Мероприятия по защите от поражения электрическим током так же, как при защите от других опасностей, делятся на четыре группы: организационные, организационно-технические (санитарно-гигиеничес­кие), технические и индивидуальные.

Наиболее эффективными являются технические средства защиты. Согласно ССБТ ГОСТ 12.1.019-79 для обеспечения электробезопасности должны применяться следующие технические способы и средства:

- защитное заземление;

- зануление;

- выравнивание потенциалов;

- малое напряжение;

- электрическое разделение сетей;

- защитное отключение;

- изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная,

двойная);

- компенсация токов замыкания на землю;

- оградительные устройства;

- предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности;

- средства защиты и предохранительные приспособления. Указанные технические способы и средства должны применяться

отдельно или в сочетании друг с другом.

Все случаи поражения человека током в результате электрического удара являются следствием прикосновения человека не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека Ih или напряжением, под которым оказывается человек, т. е. напряжением прикосновения Uпр и зависит от ряда факторов: схемы включения человека в электрическую цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли и т. п.

В зависимости от режима нейтрали источника тока и наличия нулевого провода могут быть четыре схемы трехфазных сетей:

- трехпроводная с изолированной нейтралью;

- трехпроводная с заземленной нейтралью;

- четырехпроводная с изолированной нейтралью;

- четырехпроводная с заземленной нейтралью.

Согласно "Правилам устройства электроустановок ПУЗ-85" при на­пряжении до 1 000 В применяются лишь первая и четвертая схемы, а при напряжении выше 1 000 В - первая и вторая.

По технологическим требованиям предпочтение часто отдается че­тырех проводной сети, поскольку она позволяет использовать два рабочих напряжения: линейное и фазное.

По условиям прикосновения к фазному проводу в период нормального режима работы сети более безопасной является сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период - сеть с заземленной нейтралью.

Поэтому сети с изолированной нейтралью применяют тогда, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции проводов относительно земли.

Сети с заземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влажности агрессивной среды и пр.) или когда емкостные токи замыкания па землю, вследствие значительной протяженности сетей, достигают больших зна­чений, опасных для человека.

3.2.3. Защитное заземление

Существуют три вида заземления:

- защитное заземление для обеспечения безопасности людей при нару­шении изоляции токоведущих частей;

- рабочее заземление для обеспечения нормальных режимов работы установок;

- заземление для защиты оборудования, зданий и сооружений от действия атмосферного электричества.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, кото­рые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и замыкания на корпус (ГОСТ 12.1.009-76).

Защитное заземление устраняет опасность поражения током б случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим частямстям металлических электроустановок, оказавшихся под напряжением.

Действие защитного заземления заключается в снижении до безо­пасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус, и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (за счет уменьшения сопротивления заземления), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования). Защитное заземление применяется в следующих сетях:

- до 1000 В переменного тока - в трехфазных трехпроводных с изолированной нейтралью, однофазных двухпроводных, изолированных от земли, а также в сетях постоянного тока двухпроводных с изо­лированной средней точкой обмоток источника тока;

- выше 1000 В переменного тока - трехфазных трехпроводных пере­менного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней точки обмоток источника тока (но трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью),

Согласно ССБТ ГОСТ 12.1.030-81 защитное заземление следует выполнять в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках при номинальном напряжении электроустановки выше 42 В до 380 В неременного и от 110 В до 440 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности при напряжении 380 В и выше - переменного и 440 В и выше - постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от зна­чения напряжения.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителей-проводников (электродов), соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземленного оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройства (рис.3.1) характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площа­дки. Применяют выносное заземляющее устройство в следующих случаях:

- при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;

- при высоком сопротивлении земли на данной территории и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли; - при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования и т.д.

Рис. 3.1. 1 - заземлитель; 2 - заземляющие проводники

Контурное заземляющее устройство (рис.3,2) характеризуется тем, что электроды его заземлителя размешаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, поэтому оборудование находится в зоне растекания тока. Часто электроды распре­деляются на площадке по возможности равномерно, и поэтому такое заземляющее устройство называется также распределенным.

При выполнение заземляющих устройств используются искусствен­ные и естественные заземлители.

Конструктивно контурное заземление представляет собой систему электродов длиной 2,5-5 м, забитых в землю и.соединенных между собой стальными полосами, Вся эта система сооружается в траншеях глубиной 0,6-0,7 м и представляет собой металлическую сетку, расположенную в земле на территории размещения электрооборудования, подлежащего заземлению. При замыкании на заземленный корпус стекающий ток в землю образует зону растекания. Распределение потенциалов в зоне растекания определяется конструкцией заземляющего устройства.

Для контурного заземляющего устройства характерным является то, что потенциалы зон растекания отдельных электродов суммируются, и в результате потенциал грунта на территории размещения электрооборудо­вания выравнивается и принимает значения, близкие к потенциалу заземлителя. Соответственно уменьшаются и напряжение шага Uш и напряжение прикосновения Uпр (см.рис. 3.2).

Выравнивание потенциала - метод снижения напряжения при­косновения и шага между точками электрической цепи, к которым

Рис. 3.2. Uф, Uш - напряжение прикосновения и шага; Uз - потенциал земли; Iз - ток,

стекающий в землю через заземлитель; rз - сопротивление заземления возможно одновременное прикосновение или на которых может одно­временно стоять человек.

Для искусственных заземлителей применяются вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы с толщиной стенки не менее 3,5 мм, диаметром 5-6 см и угловая сталь толщиной полки не менее 4 мм (размеры угловой стали от 40 х 40 до 60 х 60 мм). Применяется прутковая сталь, диаметром не менее 10 мм, длинной до 10 м и более.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного электрода (горизонтального) применяется полосовая сталь сечением не менее 4 х 12 мм и сталь круглого сечения, диаметром не менее 6 мм.

В качестве естественных заземлителей могут использоваться проло­женные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взры­воопасных газов), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т.д., металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землей, свинцовые оболочкика­белей, проложенных в земле, металлические шпунты гидротехнических сооружений и т.д. . Естественные заземлителн обладают, как правило, малым сопротивлением растекания тока и поэтому использование их для заземления дает весьма ощутимую экономию металла.

В качестве заземляющих проводников, предназначенных для соединения заземляемых частей с заземлителями, применяются, как правило, полосовая сталь и сталь круглого сечения. Сечение заземляющих проводников выбирается в зависимости от величины возможных токов замыкания на землю и напряжений в сетях.

Согласно требованиям "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ) сопротивление защитного сопротивления в любое время года не должно превышать:

- 4 Ом - в установках напряжением до 1000 В; если мощность источника тока меньше 100 КВхА, то сопротивление заземления допуск­ается 10 Ом;

- 0,5 Ом - в установках напряжением выше 100 В с большими токами замыкания на землю (больше 500 А);

- 250/lз, но не более 10 Ом - в установках напряжением выше 1 000 В с малыми токами замыкания на землю и без компенсации емкостных токов; если заземляющее устройство одновременно используется для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротивление заземления не должно превышать 125/lз, но не более 10 Ом (или 4 Ом, если это требуется для установок до 1 000 В). Здесь lз - ток замыкания на землю.