Раздел 3
Ток потерь протекает через перемычку и изоляцию вышки на землю. Человек не попадает под напряжение, поскольку разница потенциалов провода, к которому он касается, и опорной поверхности ног равна нолю.
Защитное разделение сетей. Каждый проводник сети и землю можно рассматривать как две обкладки конденсатора, а воздух между ними — как диэлектрик. В протяженной, сильно разветвленной сети емкость проводов относительно земли больше, а емкостное сопротивление невелико. Чем больше длина сети, тем большую величину имеют токи потерь, тоесть те токи, которые определяют поражение человека при его прикосновении к фазе. Если такую сеть разделить на ряд небольших участков сети с таким же напряжением, то такая сеть будет иметь незначительную емкость и высокое емкостное сопротивление изоляции и небольшой ток потерь (токи поражения). Такая сеть будет безопасной. Электрическое разделение сетей достигается при помощи разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор имеет коэффициент трансформации 1:1, у него отсутствует электрическая связь между первичной и вторичной обмотками. Разделительные трансформаторы отделяют электроприемники и их провода от общей сети и благодаря этому — от возможных в этой сети активных и емкостных токов потерь, возможных мест замыкания на землю, тоесть исключают условия, которые создают повышенную опасность для людей. Область применения электрического разделения сетей — электро-установки напряжением до 1000 В, эксплуатация которых связана с повышенными требованиями электробезопасности (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
Технические средства безопасной эксплуатации электроустановок при переходе напряжения на нормальнонетоковедущие части
Защитное заземление (рис. 3.17) — это преднамеренное электрическое соединение с землей или с ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, тоесть при замыкании на корпус. Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленного замыканием на корпус. Это достигается снижением потенциала
2 76
заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет поднимания потенциала основы, на которой стоит человек, к потенциалу, близкому по значению к потенциалу заземленного оборудования.
а б
Рис. 3.17. Защитное заземление
а — устройство выносного заземления (1 — заземлители; 2 — соединительный проводник;
3 — заземляемое оборудование); б — схема прикосновения человека к корпусу при выносном
заземлении и замыкании фазы на корпус
Область применения защитного заземления — трехфазные сети напряжением до 1000 В с любым режимом нейтрали.
Заземляющее устройство — это совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителя.
Заземляющий проводник — это проводник, который соединяет заземляемые объекты с заземлителем. Если заземляющий проводник имеет два или больше ответвлений, то он называется магистралью заземления.
Заземлитель — это совокупность объединенных проводников, которые находятся в контакте с землей или с ее эквивалентом. Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для заземления, и естественные металлические предметы, которые находятся в земле.
В качестве искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3—5 см и стальные уголки размером от 40x40 до 60x60 мм длиной 2,5—3 м. Можно также использовать стальной кругляк диаметром 10—12 мм. Для соединения вертикальных электродов используют ленточную сталь сечением не менее 4x12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7— 0,8 м, потом при помощи механизмов забивают трубы или уголки.
2
77
ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
В качестве естественных заземлителей можно использовать:
проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводы, покрытые изоляцией для защиты от коррозии;
обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов;
металлические конструкции и арматуру железобетонных элементов зданий и сооружений, которые соединены с землей;
— свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Естественные заземлители имеют преимущественно малое
сопротивление растеканию тока, поэтому использование их в качестве заземлителей позволяет экономить значительные средства. Недостатком естественных заземлителей является доступность их неэлектротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей. В качестве заземляющих проводников, предназначенных для соединения заземляемых частей с заземлителем, применяют ленточную и круглую сталь. Заземляющие проводники прокладывают открыто по конструкциям здания, в том числе по стенам на специальных опорах. Заземляемое оборудование присоединяют к магистрали заземления при помощи отдельных проводников. При этом последовательное заземление оборудования не допускается.
Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:
4 Ом — в установках напряжением до 1000 В; если мощность источника тока (генератора или трансформатора) 100 кВА и меньше, то сопротивление заземляющего устройства допускается до 10 Ом;
0,5 Ом — в установках напряжением более 1000 В с эффективно заземленной нейтралью;
250
— , но не больше 10 Ом — в установках напряжением более
' з
1000 В с изолированной нейтралью; если заземляющее устройство одновременно используют для электроустановок напряжением до 1000 В, то сопротивление заземляющего устройства не должно превышать
125
—, но не более 10 Ом (или 4 Ом, если это требуется для установок
до 1000 В). Здесь І3 — ток замыкания на землю, А. 278
I
Р а з д
З ащитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей или животных. При этом в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных по условиям поражения током, а также во внешних установках заземление обязательно при номинальном напряжении электроустановки более 42 В переменного и более 110 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении 380 В и выше переменного тока; 440 В и выше — постоянного тока. Только во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от значения напряжения установки.
Заземлению не подлежат корпуса электрооборудования, аппаратов и електромонтажних конструкций, установленные на заземленных металлических конструкциях, распределительных устройствах, в щитах, шкафах, на станинах станков, машин и механизмов, при условии надежного электрического контакта с заземленным основанием, арматура изоляторов всех типов, растяжки, кронштейны и осветительная арматура при установке их на деревянных опорах воздушных линий электропередач или на деревянных конструкциях открытых подстанций.
Зануление (рис. 3.18) — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это основное средство защиты от поражения людей током в случае прикосновения к корпусу электрооборудования и к металлическим конструкциям, которые оказались под напряжением вследствие повреждения изоляции или однофазного короткого замыкания в электроустановках напряжением до 1000 В в сети с заземленной нейтралью. Назначение зануления то же, что и заземления: устранить опасность поражения людей током при пробивании фазы на корпус.
Это достигается автоматическим выключением поврежденной установки от электрической сети. Принцип действия зануления — превращение пробивания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать ток большой силы, способный обеспечить срабатывание защиты и благодаря этому автоматически отключить поврежденную установку от электрической сети. При пробивании фазы на корпус ток идет через трансформатор, фазный провод, предохранитель, корпус электроустановки, нулевой провод. Ввиду того, что сопротивление при коротком замыкании мало, ток достигает значительных величин
2 79
ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ