3.4.7. Системи засобів і заходів безпечної експлуатації електроустановок

Засоби захисту, що використовуються в електроустановках, по­діляються на такі, що забезпечують безпеку при нормальному режи­мі роботи електроустаткування і такі, що забезпечують безпеку при аварійному стані електрообладнання.

У процесі пошкодження електроустаткування причиною ура­ження струмом може бути поява напруги на металевих частинах електрообладнання (корпус, кожух, огородження) внаслідок по­шкодження ізоляції або замикання фазного провідника на землю і поява крокової напруги, або порушення заземлення і т. ін.

Згідно з ПУЕ в електроустановках використовують такі систе­ми засобів і заходів для забезпечення їх безпечної експлуатації: за­хисне заземлення, занулення, ізоляція струмопровідних частин, за­хисне вимикання, малі напруги, недоступність до неізольованих провідників та ін. Жоден з цих засобів не є універсальним, а має свої переваги та недоліки. Тому для забезпечення електробезпеки необ­хідно застосовувати не один, а кілька засобів одночасно.

Захисне заземлення

У електричних установках існують три види заземлення: захис­не заземлення для захисту людей від ураження струмом; робоче за­землення, що забезпечує нормальну роботу устаткування та зазем­лення системи блискавкозахисту, що захищає будівлі і споруди від атмосферної перенапруги.

Захисним заземленням незивається зумисне електричне з'єд­нання з землею металевих неструмопровідних частин, які можуть опинитись під напругою внаслідок пошкодження елктричної ізоля­ції або при наведенні на них електростатичних зарядів та дії елект­ромагнітної індукції.

Основне призначення захисного заземлення полягає в тому, щоб усунути небезпеку ураження струмом людини, якщо вона дото-

ркнулася до металевих частин електрообладнання, яке опинилося під напругою.

Захисна дія заземлення полягає у зниженні сили струму, що бу­де проходити по тілу людини, до безпечної величини. Досягається це завдяки тому, що опір заземлення дуже малий порівняно з вели­ким опором людини.

Чим більшим буде відношення опору людини до опору зазем­лення, тим менший струм пройде по людині, а значить і наслідки ураження будуть легшими. Опір заземлення добирається таким, щоб струм, який буде проходити через людину, був безпечним. Для ви­конання захисної ролі заземлюючі пристрої повинні мати досить ма­лий опір. Цей опір обчислюється з відношення напруги на заземлю­вачі до сили струму, який проходить у землю. Він складається з опо­ру заземлювача відносно землі, опору заземлювача як металевого провідника та опору заземлюючих провідників, які сполучають за­землювач з корпусом електрообладнання.

Опір заземлюючого пристрою залежить від питомого опору грунту, в якому його прокладено, типу, розмірів, кількості та взаєм­ного розміщення заземлювачів.

Відповідно до правил ПУЕ загальний допустимий опір зазем­люючих пристроїв в мережах напругою 380/220 В має бути не біль­ший за 4 Ом.

Захисне заземлення обов'язково потрібно влаштовувати в усіх електроустановках при напрузі 380 В і більше при змінному струмі та 440 В і більше при постійному струмі; в зовнішніх умовах, особ­ливо небезпечних та з підвищеною небезпекою — при напрузі 42 В перемінного і 110 В постійного струму. Лише у вибухонебезпечних приміщеннях заземлення виконується незалежно від значення на­пруги як постійного, так і змінного струму.

Заземленню підлягають усі металеві неструмопровідні частини електрообладнання, які внаслідок пошкодження ізоляції можуть опи­нитись під напругою і до яких може доторкнутися людина. Це мета­леві корпуси електромашин, трансформаторів, світильників, проводи електроапаратів, металеві кожухи, щитки електроустановки та ін.

Заземлюючий пристрій — це сукупність конструктивно об'єднаних заземлювачів (одного або кількох металевих електро­дів, заглиблених на відповідну глибину в грунт) і заземлюючих провідників, що з'єднують заземлюване електрообладнання з за­землювачами.

Залежно від розміщення заземлювачів відносно електрооблад­нання заземлюючі пристрої бувають виносні і контурні. Виносні за­землювачі розміщують на деякій відстані від заземленого електро­обладнання, а контурні — за контуром на деякій відстані від нього.

Заземлювачі можуть бути природними і штучними. Для при­родного заземлювача використовують електропровідні конструкції будівель та комунікації, водопровідні та інші металеві трубопрово­ди, металеву арматуру залізобетонних фундаментів, що мають кон­такт із землею; прокладені в землі оболонки силових електричних кабелів та ін.

Для штучних заземлювачів використовують сталеві вертикаль­но закладені в землю труби діаметром від 3 до 5 см, товщиною сті­нок не менше як 3-5 мм і довжиною від 2,5 до 3 м; сталеві стержні діаметром 10-12 мм і довжиною до 10 м; кутикову сталь 40 х 40 мм довжиною від 2,5 до 5 м та ін.

Заземлюючі пристрої повинні мати між собою постійний елект­ричний контакт, їх сполучають між собою шляхом зварювання. До корпуса електрообладнання заземлюючий провідник приєднують шляхом надійного болтового з'єднання.

На кожний влаштований заземлюючий пристрій, що знаходить­ся в експлуатації, складається паспорт, який включає схему зазем­лення, технічні дані, результати перевірки його стану, характер про­ведених ремонтних робіт та ін.

Технічний стан заземлюючого пристрою визначається зовніш­нім оглядом видимої частини (відсутність обривів, контактів з зазе­млюючим пристроєм) та вимірюванням опору.

Опір заземлюючого пристрою та питомий опір грунту вимірю­ють у період найменшої провідності грунту: влітку при найбільшому просиханні грунту, взимку — при найбільшому його промерзанні.

Виміряний опір не повинен перевищувати допустиму норму. Планові вимірювання опору заземлюючого пристрою виконують пе­ред початком введення його в експлуатацію, а потім не рідше одно­го разу на рік та після капітального ремонту. Наземну частину за­землюючого пристрою оглядають один раз на шість місяців, а у во­логих і особливо вологих умовах — один раз на три місяці.

Захисне занулення

Небезпеку ураження струмом при дотиканні до корпусу та ін­ших неструмопровідних металевих частин електрообладнання, що опинилось під напругою внаслідок замикання на корпус, можна лік­відувати швидким відключенням пошкодженої електроустановки від мережі. З цією метою влаштовують занулення.

Зануленням називається зумисне з'єднання металевих частин електроустановки, які зазвичай не перебувають під напругою, з ну­льовим захисним провідником.

Провідники, що зануляють корпуси окремих струмоприймачів, з'єднують не безпосередньо з нульовою точкою, а зі спеціально про­кладеним нульовим провідником, який має надійне металеве з'єд­нання з нульовою точкою генератора або трансформатора.

Занулення є одним з основних засобів захисту людей від ура­ження струмом в установках напругою до 1000 В. Захисна дія зану­лення полягає в тому, що при пробиванні захисної ізоляції на стру­моприймачі виникають умови для утворення струмів короткого за­микання, які швидко вимикають пошкоджене електрообладнання від електричної мережі, тобто зменшують тривалість небезпечної на­пруги на корпусі обладнання, чим ліквідують небезпеку ураження струмом. Швидке і повне зняття напруги з пошкодженого електро­обладнання є основою захисної дії занулення.

Для захисного занулення ПУЕ рекомендують використовувати оголені або ізольовані провідники, а також різні металеві конструк­ції будівель, підкранові шляхи, сталеві труби електропроводок, тру­бопроводи та ін.

Розрахунок занулення на відключаючу здатність має на меті визначити умови, за яких воно буде надійно виконувтаи свої функції, тобто швидко відключати пошкоджену установку від ме­режі і в той же час забезпечувати безпеку дотику людини до зану-леного корпусу в аварійний період. Відповідно з цим занулення розраховується на відключаючу здатність, а також на безпеку до­тику до корпусу як при замиканні фази на землю, так і при зами­канні її на корпус.

При замиканні фази на занулений корпус електроустановка ав­томатично вимикається, якщо значення струму однофазного корот­кого замикання І_Кі А, буде відповідати умові:

І«ЖІ_Н0М, (3.11)

де І_ном — номінальний струм плавкої вставки запобіжника, А;

К — коефіцієнт кратності струму (1,25-1,4) у вибухонебезпеч­них приміщеннях (А^> 4-6).

І Ізоляція струмопровідних частин

і Однією з головних умов безпеки при експлуатації електро­установок є надійна ізоляція. Для цього покривають струмопровід-ні частини шаром діелектрика, що забезпечує надійність при їх експлуатації.

Електрична ізоляція струмопровідних частин характеризується певними діелектричними властивостями — електричним опором. Згідно з ПУЕ опір ізоляції струмопровідних частин нормується.

Опір ізоляції між будь-якими провідниками, а також між прові­дниками і землею має складати не менш як 0,5 МОм. Згідно з ПУЕ встановлюються певні норми щодо діелектричних властивостей ізо­ляції. Матеріал ізоляції має відповідати умовам оточуючого середо­вища, особливостям експлуатації та бути стійким до агресивного се­редовища, вологи, нагрівання і механічного впливу.

Пошкодження діелектричних властивостей ізоляції може вини­кати внаслідок механічної дії, старіння, електричного пробою та ін. Причиною старіння ізоляції є дія температури, яка виникає при на­гріванні провідників струмами навантаження та струмами короткого замикання, дія високої вологості повітря, хімічних речовин, прямих сонячних променів та ін. чинників. Перенапруги в мережі призво­дять до електричного пробою. Механічна дія (удари, тертя, скручен-ня та ін.) пошкоджує ізоляцію, внаслідок чого оголюються струмоп-ровідні частини електроустановки.

Стан ізоляції електричних установок відповідно до ПУЕ визнача­ють шляхом періодичних оглядів та вимірюванням електричного опо­ру. Виміри здійснюють на всіх електроустановках, що знаходяться в експлуатації, або на тих, що пройшли ремонт чи реконструкцію.

Окрім ізольованих проводів експлуатуються неізольовані — стальні і алюмінієві, — які влаштовуються на фарфорових або скля­них ізоляторах.

Для забезпечення безпеки неізольовані проводи підвішують на відповідній відстані від землі, дахів, будівель, доріг та ін. Електрич­ні проводи розміщують на такій висоті від будівель і споруд, щоб не допустити небебезпечного наближення або доторкання до них (6,5 м над проїжджою частиною дороги, 3,5 м над проходами і 2,5 м над робочою поверхнею).

При експлуатації електрообладнання безпека працюючих забез­печується також застосуванням стаціонарного огородження, блоку­ванням та сигналізацією. Блокування не дозволяє відкривати криш­ки чи двері при наявності напруги.

Для зменшення імовірності ураження струмом використовують малі напруги, номінальне значення яких не перевищує 42 В.

Напруга до 42 В використовується в приміщеннях з підвище­ною небезпекою і особливо небезпечних приміщеннях для живлення ручного електричного інструменту, переносних ламп, світильників місцевого стаціонарного освітлення і тих, що розміщені нижче ніж на 2,5 м над підлогою.

Напруга не вище 12 В використовується для живлення ручних переносних ламп в особливо небезпечних умовах (в кабельних коло­дязях, оглядових ямах та ін.).

Захисне вимикання

Небезпека ураження людини струмом може виникати при зами­канні фази на корпус, зниженні опору ізоляції мережі нижче відпо­відної межі і, нарешті, у випадку дотику людини безпосередньо до струмопровідних частин, що знаходяться під напругою.

Заземлення і занулення не завжди гарантує безпеку людей від ураження струмом. Не завжди можна забезпечити також надійну ро­боту устаткування зануленням.

У всіх цих випадках небезпека ураження обумовлена напругою

ДОТИКУ 1/д, В, ТОбтО СТруМОМ, ЩО ПРОХОДИТЬ Через ЛЮДИНУ //,., А.

Як відомо,

ІІ_дт=Ін'Яь, (З-¹²)

де — опір тіла людини, Ом.

Отже, якщо при дотику людини до корпуса або фази мережі на­пруга дотику перевищить допустиме значення, то виникає реальна загроза ураження струмом і мірою захисту в цьому випадку може бути лише розрив кола струму через людину, тобто відключення відповідної ділянки мережі. Для виконання цього завдання викорис­товують захисне відключення.

Захисне відключення — це швидкодіючий захист, який забезпе­чує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження людини струмом.

Захисне вимикання виконується більш чутливими і швидкоді­ючими автоматичними вимикачами. Вони реагують на появу стру­му в нульовому провіднику, напругу на корпусі пошкодженого об­ладнання та ін. Вони спрацьовують за 0,1-0,05 с, в той час як зану-

лення — за 0,2 с і більше. При такому нетривалому проходженні струму через тіло людини безпечним є навіть струм 500-650 мА. Якщо взяти до уваги те, що опір тіла людини становить 1000 Ом, струм наведеного значення може проходити через тіло людини ли­ше у тому випадку, якщо воно підпаде під напругу 500-600 В, а та­кої напруги в електроустановках 380/220 В із заземленою нейтрал­лю не може бути навіть в аварійному режимі. Тому захисні вими­каючі пристрої є надійним захистом людей від ураження електрич­ним струмом.

Захисне вимикання окремо чи сукупно з іншими засобами за­хисту виконує такі функції:

• захист при замиканні на землю або корпус обладнання;

• захист при появі небезпечних струмів витікання;

• захист при переході вищої напруги на сторону нижчої;

• автоматичний контроль кола захисного заземлення і зану­лення.

До влаштування захисного заземлення ставлять такі вимоги: самоконтроль і надійність, висока чутливість і малий час вими­кання. У цьому випадку захисне вимикання може використову­ватись як основний вид захисту, або разом із заземленням і зану-ленням.

Сфера застосування пристроїв захисного вимикання практич­но не обмежена: вони можуть використовуватись в мережах будь-якого призначення і з будь-яким режимом нейтралі. Однак, най­більше поширення вони отримали в мережах до 1000 В, особливо там, де важко здійснити ефективне заземлення або занулення, а та­кож коли є висока імовірність випадкового дотику до струмопро­відних частин. Такі випадки частіше всього трапляються в пере­сувних електроустановках, де грунти мають погану провідність. Захисне вимикання є також незамінним для ручних електроінстру­ментів, які у величезній кількості використовуються в різних галу­зях предметної діяльності.

Система електрозахисних засобів

На практиці трапляються такі випадки, коли сучасні належним чином виконані електроустановки не забезпечують безпеку працю­ючих. Тому потрібно використовувати спеціальні захисні засоби, які слугують для захисту персоналу від ураження струмом, впливу електричної дуги, електричного поля, падіння з висоти та ін.

Захисні засоби умовно поділяються на ізолюючі, огороджуючі і запобігаючі.

Ізолюючі захисні засоби ізолюють людину від струмопровід­них частин, а також від землі. Вони поділяються на основні і до­поміжні.

До основних ізолюючих засобів відносяться такі, що мають ізо­ляцію, яка здатна тривалий час витримувати робочу напругу. Цими засобами дозволяється дотикатися до струмопровідних частин, що знаходяться під напругою. До них належать:

р в електроустановках до 1000 В — діелектричні рукавиці, ізолю-К ючі штанги, електровимірювальні кліщі, монтажний інстумент, ^ а також покажчики напруги;

* в електроустановках понад 1000 В — ізолюючі штанги і електровимірювальні кліщі, покажчики напруги, а також за-

Г соби для виконання ремонтних робіт під напругою вище

■ юоов.

Додаткові ізолюючі захисні засоби мають ізоляцію, не придат­ку витримувати робочу напругу, тому вони не можуть самостійно захистити людину від ураження струмом. їх призначення полягає у тому, щоб посилити захисну дію основних ізолюючих засобів, разом з якими вони повинні використовуватись.

До додаткових ізолюючих захисних засобів відносяться:

• в електроустановках до 1000 В — діелектричні галоїді і килим­ки, а також ізолюючі підставки;

Ц- в електроустановках понад 1000 В — діелектричні рукавиці, бо-ти і килимки, а також ізолюючі підставки.

Огороджуючі захисні засоби призначаються для тимчасового огородження струмопровідних частин, до яких можна випадково до­торкнутися (переносні огородження, ізолюючі накладки, переносне заземлення, плакати, знаки безпеки).

Запобіжні захисні засоби призначаються для індивідуально­го захисту працюючих від світлових, теплових і механічних впливів, від впливу електричного поля, а також падіння з висо­ти. До них відносяться: захисні окуляри, спеціальні рукавиці, за­хисні каски, монтерські пояси, кігті, страховочні канати, а також індивідуальні екрануючі пристрої, які захищають персонал від впливу електричного кола в установках надвисокої напруги про­мислової частоти.

Захисні засоби потрібно зберігати в умовах, які забезпечують їх справність. У процесі експлуатації всі захисні засоби підляга­ють періодичному випробуванню. Результати випробування зано­сять в протокол. Види, норми та термін випробувань наведені в ПТЕ і ПТБ.

До обслуговування електричних установок і мереж допуска­ються особи не молодше 18 років, які пройшли медичний огляд та отримали посвідчення з кваліфікаційною групою з техніки безпеки.

Особи, що обслуговують електроустановки, повинні мати ква­ліфікаційну групу не нижче IV — для установок напругою понад 1000 В і не нижче III — для установок напругою до 1000 В.

На кожному виробництві наказом власника призначається осо­ба, яка несе відповідальність за безпечну роботу електричного устаткування.