Лекции_БЖД_ИКТ2

Рис. 10.3

ЭУ №1, ЭУ №2 — трехфазные электроустановки (потребители).

Для уменьшения опасности поражения электрическим током можноподсоединить зануленный корпус к заземлителю (Rз ).

Если используют нулевой защитный и нулевой рабочий проводник раздельно, то такая сеть называется пятипроводной (рис. 10.4).

Эти сети гармонизированы со стандартами Международной электротехнической комиссии.

181

Выводы по разделу

Наиболее часто используемой сетью на предприятиях связи является четырех проводная трехфазная с заземленной нейтралью и нулевым проводником.

Теоретические вопросы, упражнения и задачи и задания для самоконтроля

1.Какие электрические сети наиболее часто используются на предприятиях связи? (Ответ на стр. 180)

2.Нарисуйте схему такой сети с обеспечением электробезопасности обслуживающего персонала. (Ответ на стр. 181)

3.Какие функции выполняет совмещенный нулевой проводник в электроустановках до 1000 В? (Ответ на стр. 180)

4.Какие функции выполняет нулевой рабочий и нулевой защиный проводники? (Ответ на стр. 180)

5.Зачем выполняется повторное заземление нулевого проводника? (Ответ на стр. 180)

Раздел 10.4. Защита от поражения электрическим током

Детализированные цели изучения раздела

Целью изучения данного раздела является формирование у студента системы необходимых знаний о видах и способах защиты от поражения электрическим током и их применении.

Содержательная часть

Номенклатура видов защиты

При прямых прикосновениях необходимо применять следующие технические способы и средства:

-защитные оболочки;

-защитные ограждения (временные или стационарные);

-безопасное расположение токоведущих частей;

-изоляция токоведущих частей;

-малое напряжение;

-защитное отключение;

182

повреждения рабочей изоляции.

Двойной называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Материалы, используемые для рабочей и двойной изоляции имеют различные свойства, что делает маловероятным одновременное их повреждение.

Усиленная изоляция – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты, как двойная, но конструктивно выполненная так, что каждую из составляющих изоляции испытать нельзя.

Изоляция рабочего места предусматривает изоляцию пола, настила, площадки, металлических деталей в области рабочего места, потенциал которых отличается от потенциалов токоведущих частей, и прикосновение к которым является предусмотренным или возможным.

Изоляция нетоковедущих частей осуществляется путем покрытия частей изоляционными материалами (лаками, красками).

Контроль изоляции

Контроль изоляции может быть периодическим, непре-

рывным и приемосдаточным. Поддержание сопротивления изоляции на высоком уровне уменьшает вероятность замыканий на землю, на корпус и поражение людей электрическим током.

В сети с изолированной нейтралью непрерывный кон-

троль обязателен. Для этого используют метод трех вольтмет-

ров (рис. 10.5):

а) при неисправном состоянии изоляции показания всех вольтметров одинаковы и равны фазному напряжению:

U1 U2 U3 220В;

б) при замыкании одной из фаз на землю, например L2 ,

U2 0; U1 U3 380В, т.е. показания всех вольтметров изменились.

Недостаток этого способа заключается в том, что при одновременном ухудшении состояния изоляции всех фаз в одинаковое количество раз этот метод не пригоден.

Периодическая проверка производится путем измерения сопротивления изоляции мегаомметром. Измеряется сопротив-

184

ление изоляции каждой фазы относительно земли. В электроустановках напряжением до 1000 В оно должно быть не ниже 0,5 МОм.

Рис. 10.5

Малое напряжение

Малое напряжение применяется для питания ручного электроинструмента, ручных светильников в помещениях особой и повышенной опасности и т.д. Малым называется номи-

нальное напряжение не более 50 В переменного тока и не более 110 В постоянного тока.

Сигнализация, блокировка, знаки безопасности

Сигнализация (звуковая, световая) применяется в дополнение к другим средствам и способам защиты. Она предупреждает о наличии напряжения на электроустановке. Имеются устройства, сигнализирующие об опасности недопустимого приближения к токоведущим частям под напряжением.

Блокировка (механическая и электрическая) исключает доступ к токоведущим частям, пока с них не снято напряжение, либо обеспечивается автоматическое снятие напряжения при появлении возможности прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям.

Маркировка — это надписи, буквенно-цифровые и цветовые обозначения элементов, устройств, проводов (например,

185

нулевой защитный проводник должен иметь голубую расцветку), введенные для их легкого распознавания.

Плакаты и знаки безопасности относятся к электрозащитным средствам. По назначению делятся на предупреждающие

(«Стой Напряжение », «Испытание. Опасно для жизни », «Не влезай. Убьет!»), запрещающие («Не включать. Работают люди», «Стой! Без средств защиты проход запрещен»), предписывающие («Работать здесь», «Влезать здесь»), указательные («Заземлено»). По характеру применения плакаты могут быть постоянные и переменные. Перечень, размеры, форма, места и условия применения плакатов и знаков безопасности регламентированы правилами применения.

Защитное заземление

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением (рис. 10.6).

Защитное заземление эффективно в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (полюсом). Принцип дей-

ствия защитного заземления заключается в том, что человек, касающийся корпуса оборудования, находящегося под напряжением за счет короткого замыкания фазы L2 на корпус, оказывается включенным параллельно заземлителю с сопротивлением защитного заземления Rз , имеющим значительно меньшее со-

противление, чем тело человека Rч . В результате большая часть тока замыкания на землю пойдет через заземлитель (рисунок,а).

При отсутствии заземлителя весь ток Iкз пойдет через тело человека, что может привести к его поражению (рисунок,б). Для уменьшения напряжения на заземлителе, сопротивление защитного заземления Rз нормируется. В электроустановках напряжением до 1000 В оно должно быть не более 4 Ом. Значение Rз зависит также от мощности источника питания, удельного сопротивления грунта и эксплуатируемого оборудования. Для заземления используют искусственные и естественные за-

186

землители. Естественные заземлители – это находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие металлические конструкции и коммуникации зданий и сооружений, за исключением взрыво- и пожаро-опасных (нефтепроводы и др.) Использование протяженных и разветвленных заземлителей позволяет снизить Rз и выравнять потенциалы. Искусственные заземлители представляют собой совокупность собственно заземлителей и заземляющих проводников, называемыми заземляющим устройством.

Рис. 10.6

Защитное зануление

Вэлектроустановках напряжением до 1 кВ при использовании трех проводных сетей с заземленной нейтралью защитное заземление не обеспечивает защиты людей от поражения электрическим током (рис. 10.7).

Вэтом случае при к.з. фазы на корпус ток Iкз может ока-

заться недостаточным для срабатывания защиты (например, предохранителя) и человек, прикоснувшись к поврежденному корпусу, окажется под напряжением. Оно будет тем больше, чем больше Rз . Следовательно, величину Rз необходимо уменьшать, что потребует громоздкого и дорогого заземляюще-

го устройства. Поэтому в четырех проводных сетях с глухоза-

187

земленной нейтралью и нулевым проводом применяют зануление.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с нулевым защитным проводником. В момент короткого замыкания фазы на корпус образуется петля «фаза-нуль», т.е. получается однофазное короткое замыкание. Под действием Iкз срабатывает защита (предохранитель, автомат), и поврежденная часть электроустановки отключается. Чем быстрея произойдет отключение, тем эффективнее защитное действие зануления. Пока поврежденная часть электроустановки находится под напряжением, прикосновение ко всем корпусам, включая исправные, опасно. Для надежного отключения электроустановки нужно, чтобы Iкз был достаточной величины, т.е. сопротивление цепи «фаза-

нуль» мало. Необходимо выполнение условия: Iкз 3Iн , где:

Iн — ток номинальной плавкой вставки (FU).

Средства индивидуальной защиты (СИЗ)

СИЗ относятся к средствам защиты, используемых в электроустановках, служащих для защиты людей от поражения электрическим током, электрической дуги и электромагнитного поля. Изолирующие средства делятся на основные и дополни-

188

тельные.

Косновным в электроустановках напряжением свыше 1000 В относятся: электроизмерительные клещи, указатели напряжения для фазировки, изолирующие устройства и приспособления для работ на воздушных линиях с непосредственным прикосновением к токоведущим частям.

Кдополнительным в электроустановках напряжением свыше 1000 В относятся: диэлектрические перчатки, боты, ковры; индивидуальные экранирующие комплекты; изолирующие подставки и накладки; переносные заземления; оградительные устройства; плакаты и знаки безопасности.

Косновным в электроустановках напряжением до 1000 В относятся: изолирующие штанги; изолирующие и электроизмерительные клещи; указатели напряжения; диэлектрические перчатки; слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками.

Кдополнительным в электроустановках напряжением до 1000 В относятся: диэлектрические галоши и ковры; переносные заземления; изолирующие подставки и накладки; плакаты и знаки безопасности; оградительные устройства.

Средства защиты, кроме плакатов и знаков безопасности, диэлектрических ковров, изолирующих подставок, переносных заземлений и ограждений подвергаются эксплуатационным испытаниям: перчатки – 2 раза в год, галоши – 1 раз в год, боты – 1 раз в 3 года, указатели напряжения и инструмент с изолирующими рукоятками – 1 раз в год.

При работе на отключенных токоведущих частях для защиты от ошибочно поданного или наведенного напряжения применяют в качестве наиболее надежной защиты переносные заземления. При наложении заземления сначала заземление следует соединить с «землей», затем проверить отсутствие напряжения, после чего наложить на токоведущие части.

Выравнивание потенциалов. Напряжение шага. Напряжение прикосновения.

Потенциалы растекания тока в земле

При пробое изоляции на корпус, присоединенный к зазем-

189

лителю, обрыве и падении провода на землю потенциалы точек земной поверхности (токопроводящего поля) х распределяются по гиперболическому закону согласно рис. 10.8а.

Можно показать, что x Iкз 1 , 2 x x

где Iкз – ток замыкания на землю, А;

– удельное сопротивление грунта,Ом м ;

x– расстояние от заземлителя до ближайшей ноги челове-

ка, м.

Наибольший потенциал, равный потенциалу заземлителяз имеет точка земли, расположенная над заземлителем или в месте замыкания провода на землю. При удалении от нее в любую сторону потенциалы поверхности земли снижаются. Можно считать, что на расстоянии более 20 м от заземлителя зона растекания заканчивается ( х 0). Человек, находящийся в зоне растекания, может попасть под напряжение шага Uш . Напряжение шага — это разность потенциалов между двумя точками земли, находящимися одна от другой на расстоянии шага (а 0,5 0,8 м), на которых одновременно стоит человек.

Uш х (х а) н1 н2 .

Из рис. 10.8а видно, что:

1)чем дальше стоит от заземлителя, или упавшего провода человек, тем меньше напряжение шага;

2)чем больше ширина шага, тем больше напряжение шага

(если человек упадет, Uш увеличится);

3) чем больше потенциал заземлителя, тем больше напряжение шага.

190