5. Классы опасности помещений

Поскольку окружающая среда помещения воздействует на электрическую изоляцию приборов, устройств, а также на электрическое сопротивление человека, различают:

_{А: Производственные помещения с повышенной опасностью (ППО)}^*

Б: Помещения особо опасные (ООП)^*

В: Помещения без повышенной опасности (ПБПО)_*

1) К классу ППО помещения относятся, если выполняется одно из

^{условий: 1) относительная влажность > 75%}

^{2) токопроводящая пыль}

^{3) повышенная температура t°>35 °C}

4) возможность одновременного прикосновения человека к имеющим

соединение с землей конструкциями зданий, технологическому оборудованию и т.п., а с другой стороны - к металлическим корпусам электроустановок или токоведущим частям (в ВЦ - это машинные залы, помещения для сервисной и периферийной аппаратуры).

5) токопроводящие полы.

К классу ООП помещения относятся, если выполняются следующие условия:

^{1) помещения особо сырые (d ≈ 100%), потолок и стены,}

оборудование покрыты влагой и (или)

2) содержат постоянно химически активную среду, которая разрушает изоляцию электрооборудования.

В зависимости от категории помещения принимаются определенные

защитные меры. Так в ППО - электроинструменты, светильники должны быть с двойной изоляцией, U_пит ≤ 42в. В ООП - работы с электроинструментом ≤ 42в - только с применением СИЗ (диэлектрические перчатки, коврики и т.п.), а U_к переносных светильников ≤ 12в.

При профилактическом обслуживании оборудования, ремонтно-

монтажных работах все работы подразделяются на:

1) со снятием напряжения (напряжение снято со всех токоведущих частей) (например, замена неисправного электроинструмента, смена блока и т.д.);

2) без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них

(например, наладка отдельных узлов, блоков). Допускается на установках до

1000 В. При этом необходимы определенные технические или организационные меры (ограждение других токоведущих частей, работа в диэлектрической обуви или на коврике, инструмент с изолирующими рукоятками, если такого нет требуются диэлектрические перчатки. Работы

2-го вида не должны выполняться в одиночку!

3) при работах без снятия напряжения вдали от токоведущих

частей случайное прикосновение к токоведущим частям исключено и специальных мер не требуется.

6. Требования к персоналу

ПУЭ и ПТБ предъявляют к персоналу, обслуживающему установки,

следующие требования:

^{1) возраст ≥ 18 лет}

2) отсутствие болезней и увечий, мешающих производственной

работе

3) практическая и теоретическая подготовка и аттестация с выдачей удостоверения соответствующей квалификации (лицам 1 квалификационной группы - неэлектротехнический персонал: уборщики, лица, обслуживающие высокочастотные и другие электроустановки, использующие электроинструмент, ВЦ - техники, операторы, - удостоверения не выдают, а регистрируют в специальном журнале. Всего существует 5 квалификационных групп. Работники V группы должны знать и уметь объяснить любой пункт ПТЭ и ПТБ потребителей и ПУЭ.

Если говорить, например, о ВЦ, то II группу присваивают электромонтерам, электрослесарям, математикам-программистам, механикам вычислительных машин, практикантам; III, IV, V - начальникам машин, их заместителям, старшим инженерам; V - старшим электромеханикам. Практикантам, не достигшим 18 лет, запрещается присваивать группу III и

выше, молодые специалисты получают это право через 1 месяц практической работы, затем 2 месяца - IV (и V при общем стаже ≥ 6 месяцев).

Инженеры по технике безопасности, контролирующие

электроустановки, должны иметь знания в объеме IV группы.

На каждом предприятии при отсутствии должности главного энергетика, администрация назначает лицо, ответственное за электрохозяйство (гр. IV, при U ≤ 1000 В, V при U > 1000 В).

^{Кроме этого, предусмотрена периодическая проверка знаний}

электротехнического персонала (непосредственно обслуживающих и ремонтирующих - 1 раз в год, остальные - 1 раз в 3 года).

7. Организационно-технические мероприятия

Для предупреждения электротравматизма применяется ряд организационных и организационно-технических мероприятий.

Организационные:

1) оформление работы нарядом (письменные распоряжения, определенный характер работы, квалификационный состав бригады и т.п.) - на специальном бланке в 2-х экз.;

2) допуск к работе - производится проверка необходимых технических мероприятий по подготовке рабочего места, соответствие состава бригады и т.п.;

3) надзор во время работы - производитель работ и наблюдающий должны все время находиться на месте работы. Любые перемещения - с разрешения ответственного производителя;

4) оформление перерыва, переводов на другое рабочее место, окончания работы (приведение рабочего места в порядок, осмотр, повторный допуск после перерыва);

5) Вывешивание предупредительных плакатов и знаков.

Организационно-технические мероприятия.

6) Производство отключений - со всех сторон, откуда может быть

подано напряжение, причем с видимым разрывом (отключают разъединители, снимают вставки плавких предохранителей, отключают коммутационные аппараты и т.п.);

7) Проверка отсутствия напряжения (вначале проверяют исправность показателя напряжения на токоведущих частях, заведомо находящихся под напряжением);

8) Наложение заземления - для защиты работающих от поражения током при ошибочной подаче напряжения к месту работы проводится заземление токоведущих частей с помощью переносных заземлителей;

9) Недостаточность токоведущих частей для случайного прикосновения (изоляция токоведущих частей, размещение их в недоступном месте, ограждения и т.п.).

Ограждения могут иметь разное конструктивное исполнение, например, быть сплошными, сетчатыми. Они должны открываться или сниматься ключом или другим специальным инструментом.

8. Технические средства защиты в электроустановках

Изоляция. Если говорить об изоляции, то ее смысл как защитной меры заключается в ограничении значения силы тока, протекающего через тело человека при различных обстоятельствах. Состояние изоляции зависит от:

материала изоляции;

конструкции ЭУ;

условий производственной среды (t-ра, влажность, пыль, пары).

^{Качество изоляции характеризуется сопротивлением току утечки (≤}

0,001 А). Для контроля состояния электрической изоляции проводят

периодические испытания изоляции (Нормы и сроки - в ПТЭ и ПТБ). Испытания проводят с помощью мегометров (М1101). Существуют также приборы непрерывного контроля изоляции. При снижении сопротивления ниже 0,5 мОм подается световой сигнал.

10) Электрическое разделение сети. Разделение ЭС на отдельные, не связанные друг с другом участки, с помощью специальных разделяющих трансформаторов. Это нужно для достижения большего сопротивления изоляции и малой емкости проводов относительно земли. Разветвление сети большой протяженности имеют значительные емкости при малых активных

сопротивлениях изоляции относительно земли. Известно, что однофазное прикосновение в таких сетях весьма опасно (вспомним:

r

^I_r ^{= 6πfc 1 + 36π 2 f 2 c 2 R 2}

Для разделения сетей помимо разделяющих трансформаторов, позволяющих изолировать электроприемники от сети, применяются преобразователи системы и выпрямительные устройства, которые связываются питающей их сетью через трансформаторы.

11) Применение малого напряжения везде, где это можно, а в ППО и

^{ООП - обязательно (≤ 42В, ОСП ≤ 12В).}

12) Двойная изоляция - изоляция, состоящая из рабочей и

дополнительной.

Рабочая изоляция - для обеспечения нормальной работы установки и защиты от поражения током, дополнительная - изолирует человека от металлических нетоковедущих частей, которые могут случайно оказаться под напряжением. Такая двойная изоляция широко применяется при создании ручных электрических машин. При этом специальные меры - заземление и зануление корпусов уже не требуются.

Изолирующие электрозащитные средства.

А. Основные - способны длительное время выдерживать рабочее

напряжение ЭУ; поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей,

находящихся под напряжением. Это:

диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000 В (токоискатели);

электроизмерительные клещи, указатели напряжения свыше 1000 В.

Б. Дополнительные обладают недостаточной электрической прочностью, поэтому их назначение - усилить действие средств основных. Это диэлектрические галоши, коврики, подставки - до 1000 В и диэлектрические перчатки, боты, коврики - свыше 1000 В.

Специальные технические средства защиты – это заземление и зануление.

8.1. Защитное заземление

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей.

Защитное заземление применяется:

• в сетях напряжением до 1000 В - трехфазных с изолированной нейтралью, однофазных, изолированных от земли, сетях постоянного тока с изолированной от земли обмоткой источника;

• в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или соседней точки обмоток источника тока.

Защитное заземление состоит из заземлителей, соединенных между собой металлическими шинами, и заземляющих проводников, которыми присоединяется заземляемое оборудование.

Защитное заземление следует отличать от рабочего. Рабочим заземлением называют соединение отдельных точек электрический сети с заземляющим устройством. Оно предназначено для нормальной работы электроустановки и для защиты от повреждения в аварийном режиме. Примером рабочего заземления является заземление нейтрали источника (r_o на рисунке 1.1).

По конструкции заземления могут быть выносными (r_з на рис. 8) и контурными (рисунок 1.10).

Выносное заземление обеспечивает защиту человека путем снижения потенциала корпуса до величины

U_з = I_зr_з,

^Jз _{где Iз- ток замыкания через}

^{rз заземлитель, r}_з ^{- сопротивление}

защитного заземления, Ом.

_{Ток, проходящий через человека,}

Рис. 8 - Выносное

заземление

прикоснувшегося к заземленному корпусу при пробое изоляции, является функцией

тока замыкания через заземлитель и определяется по формуле:

_rз

^I _h ^{= I} _з

^R_c

α , (10)

h

где R_сh - сопротивление цепи человек- земля, Ом; α - коэффициент напряжения прикосновения.

Поскольку заземлитель в случае выносного заземления расположен чаще всего на расстоянии более 20 м от возможного места прикосновения к корпусу (см. рисунок 1.7), коэффициент α у выносных заземлений равен единице. Таким образом, выносные заземления защищают только благодаря

малому значению

r₃ ^{при условии малых токов замыкания (не более 10 А),}

которые имеют место в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. При допустимом значении r_З ≤ 4 Ом выносное заземление

_{обеспечивает в самом неблагоприятном случае замыкания малое напряжение}

^U ₃

на корпусе:

_{U 3} ⁼ _{I3 r3} ^{= 10 ⋅ 4 = 40В .}

Таблица 1.2 - Максимальные допустимые значения сопротивления заземления

(ГОСТ 12.1.030-81)

Вид заземлений	Допустимое сопротивление заземления, Ом
	Р >100 кВА	Р ≤ 100 кВА
Рабочие заземления нейтрали	4	10
Защитное заземление	4	10
Защитное заземление при больших токах замыкания на землю (≥ 500 А)	0,5
Повторное заземление нулевого провода	10	30

Достоинство выносных заземлений - возможность выбора места с минимальным сопротивлением грунта. Недостаток - удаленность от защищаемого оборудования, ограниченность защитных свойств.

При напряжении свыше 1000 В токи замыкания на землю могут превышать 500 А. В этом случае выносное заземление может не

обеспечивать безопасности. При больших токах замыкания на землю применяются контурные заземления. В отличие от выносного заземления,

которое защищает путем снижения потенциала корпуса до безопасной величины, контурное заземление защищает человека путем увеличения потенциала защищаемой площадки до уровня, близкого потенциалу корпуса, и выравнивает потенциал площади так, что на всей защищаемой территории напряжение прикосновения и шага не превышает заданной величины (рисунок 1.10).

Значение тока, проходящего через человека, попавшего под шаговое напряжение, определяется по формуле

_{I = I} ^rз

^{hш з R}_ch

β , (1.18)

где β - коэффициент шаговых напряжений.

Таким образом, для обеспечения безопасности шаговых

^а напряжений достаточно

контролировать r_з и β защитного заземления.

1

3

4

2

1 - электроустановка;

2 - внутренний контур;

3 - шина заземления;

4 - внешний контур

б

Рис. 9. Контурное заземление

1.4 Защитное зануление

Трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000

В наиболее часто применяются для электроснабжения как в производственном, так и в бытовом секторе.

Одной из проблем, возникающих при эксплуатации этих сетей, является неэффективность применения

защитного заземления при замыкании фазы на корпус оборудования. Эта проблема

разрешается путем прокладывания от нулевой точки источника специального защитного нулевого проводника, к которому надежно присоединяются все металлические нетоковедущие части оборудования (рисунок 1.11).

Такое соединение называется занулением. Зануление создает путь малого сопротивления для тока замыкания на корпус и превращает его в ток короткого замыкания, способный вызвать быстрое перегорание плавких предохранителей или срабатывание автоматических выключателей. Так осуществляется селективное отключение поврежденных объектов от сети. Кроме того, благодаря применению повторного заземления нулевого проводника зануление частично снижает потенциал корпуса относительно земли в момент замыкания.

Рисунок 1.11 - Зануление электроустановки

Защитное отключение. Защитное отключение - быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение ЭУ при возникновении опасности поражения током, а именно:

• при замыкании фазы на корпус электрооборудования;

^{• при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже}

^{определенного предела (R}_{из нм} ^{= 0,5 Мом для токопроводов, силовых и}

осветительных установок, для вторичных цепей управления. Защита и возб. Цепей постоянного тока - 1 МΩ);

^{• появление в сети более высокого напряжения;}

^{• прикосновение человека к токоведущей части под напряжением.}

При этом в сети происходит изменение которых электрических

параметров: например U_{корпуса} относительно земли и т.п. Изменение этих параметров до определенного предела (при котором возникает опасность) может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно- отключающего устройства.

Устройство защитного отключения (УЗО) применяются в случаях, когда другие средства защиты (заземление, зануление) неэффективны, ненадежны или трудноосуществимы.

^{УЗО должны обеспечивать отключение неисправности ЭУ за t ≤ 0,2с.}

Основные части УЗО -

1) прибор защитного отключения;

2) автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения - совокупность элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра сети и дают сигнал на отключение.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит биологический эффект действия электрического тока.

2. Назовите виды электротравм.

3. От каких факторов зависит исход электротравмы?

4. Какое значение имеет длительность протекания тока?

5. От каких параметров зависит величина тока, протекающего через человека при прикосновении к токоведущим частям?

6. Что такое критические значения тока?

7. При каких значениях сетевого переменного тока начинается его ощущение?

8. Какое воздействие на человека оказывает ток 10…20 мА?

9. Что такое фибрилляция сердца и при каких значениях переменного тока она возникает?

10. Из чего складывается электрическое сопротивление тела человека?

11. Какое значение сопротивления человека берется в качестве основы расчетов по электробезопасности?

12. Какими величинами оценивается опасность прикосновения человека к токоведущим частям?

13. Назовите виды прикосновения (включения) человека к электрической

цепи.

14. Что является более опасным: однофазное или двухфазное прикосновение? Почему?

15. Что подразумевается под аварийными режимами работы электроустановок?

16. Как оценивается опасность напряжения, под которым оказывается человек, прикоснувшись в аварийном режиме к фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью?

17. Какие явления возникают при замыкании токоведущей части на землю?

18. На каком (условном) расстоянии от точки замыкания на землю находится граница области растекания тока?

19. Что такое напряжение прикосновения?

20. Что выражает коэффициент напряжения прикосновения?

21. Какая ситуация в случае замыкания фазы на корпус будет более опасной:

при близком расположении заземлителя или при дальнем его расположении?

22. Что такое напряжение шага?

23. От каких величин зависит напряжение шага?

24. Что выражает коэффициент напряжения шага и что он учитывает?

25. Назовите основные средства коллективной защиты в электроустановках.

26. Что такое защитное заземление? Чем оно отличается от рабочего?

Приведите пример рабочего заземления.

27. Какие существуют виды защитного заземления?

28. В чем заключается принцип действия выносного защитного заземления?

29. Что чаще всего используется в качестве заземляющих устройств?

30. Что такое контурное заземление, какую задачу оно выполняет?

31. В каких случаях используется защитное заземление? Какой документ регламентирует его использование?

32. Почему в сетях с заземленной нейтралью и напряжением до 1000 В

защитное заземление неэффективно?

33. Что такое зануление? В чем заключаются его защитные свойства?

34. Для чего используется повторное зануление нулевого проводника?

35. Какие требования предъявляются к нулевому защитному проводнику?

36. Какие защитные средства применяются в сетях напряжением свыше 1000

В?