6. Возможные схемы включения человека в электрическую сеть

и анализ опасности поражения током

На промышленных предприятиях и в сельском хозяйстве для подвода электроэнергии к потребителям используются различные электросети: однофазные, трехфазные с изолированной и заземленной нейтралью. Поражаемость человека током зависит от схемы включения его в цепь тока и от схемы самой сети. При напряжении выше 1000 В согласно ПУЭ применяют трехпроводные сети с заземленной нейтралью (рис. 7.2, б – см. подраздел 7.9), при напряжении до 1000 В применяют трехпроводные сети с изолированной нейтралью (рис. 7.2, а, см. подраздел 7.9) и четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью (рис. 7.4 – см. подраздел 7.9). При изолированной нейтрали средняя (нулевая) точка⁷⁾ источника энергии (генератора или питающего трансформатора) не имеет электрической связи с заземляющим устройством или присоединяется к нему через аппараты с большим сопротивлением – трансформаторы напряжения или компенсаторы емкостного тока. Такие сети применяют при незначительных емкостных токах, когда сети малоразветвленные и возможно поддерживать изоляцию в хорошем состоянии благодаря постоянному надзору. Считается, что такие сети более безопасны. Их применяют в торфяной, угольной, лесной промышленности, на морских и речных судах.

_______________________________________

⁷⁾В генераторах нулевая точка – это общая точка, в которой соединяются концы статорных обмоток при соединении звездой.

При глухозаземленной нейтрали средняя (нулевая) точка источника электрической энергии присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, трансформаторы тока). Электрические сети с глухозаземленной нейтралью применяют в больших разветвленных сетях, когда нельзя быстро найти и устранить повреждение изоляции – городские и сельские сети крупных предприятий.

Используют также пятипроводные сети, когда в дополнение к нулевому рабочему проводу используют нулевой защитный (зелено-желтый) провод. Такие сети наиболее безопасны и надежны в отношении срабатывания защиты. В указанных сетях между нулевым рабочим и фазными проводами подключают осветительные установки (220 В), а между фазными проводами – силовое электрооборудование (380 В). Нулевой защитный провод используется только в целях обеспечения защиты.

Известно, что трехфазные электрические машины (двигатели, генераторы) по сравнению с однофазными при одинаковых массах и габаритах имеют в 1,5 раза большую полезную мощность. Этим и обусловлено широкое применение в производстве, передаче и распределении электрической энергии трехфазных систем переменного тока.

7. Требования к конструкции и устройству

электроустановок и электрических сетей

Известно, что электроустановка (ЭУ) – это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования её в другой вид энергии. Электрическая сеть – это совокупность ЭУ для передачи и распределения электрической энергии. Электроприемник – это аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

В отношении надежности электроснабжения электроприемники делят на три категории. При этом важно отметить, что в отношении электроприемников I и II категорий (перерыв в их электроснабжении создает опасности для жизни людей, значительный ущерб, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, массовым простоям рабочих) требуется, чтобы их электроснабжение было обеспечено от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

При подборе сечений электрических проводников необходимо учитывать требования в отношении предельно допустимого нагрева – не более 50 - 80 ^оС в зависимости от температур земли и воздуха.

В некоторых случаях выбор электрических аппаратов и проводников осуществляют по условиям режима короткого замыкания (КЗ) – электроустановки переменного тока по перечню, приведенному в ПУЭ, например, воздушные линии электропередачи при ударном токе КЗ 50 кА и более, распределительные щиты, токопроводы и силовые щиты в ЭУ до 1 кВ.

Нулевые рабочие проводники в четырехпроводной системе трехфазного тока должны иметь проводимость не менее 50 % проводимости фазных проводников, а в необходимых случаях она увеличивается до 100 % проводимости фазных проводников.

В ПУЭ введены следующие обозначения и определения: 1) РЕ – защитный проводник, применяемый для защиты людей и животных от поражения током. В ЭУ до 1 кВ РЕ-проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, называется нулевым защитным проводником; 2) N – нулевой рабочий проводник, которым в ЭУ до 1 кВ называют проводник, используемый для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора; 3) PEN – проводник – совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник, который в ЭУ до 1 кВ совмещает функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводни-

ков.

В ЭУ до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника.

Все ЭУ должны быть выполнены таким образом, чтобы предотвращалось или уменьшалось до допустимого уровня воздействие на человека следующих ОВПФ:

электрического тока;

электрической искры и дуги;

движущихся частей изделия;

частей изделия, нагревающихся до высоких температур;

опасных и вредных материалов, используемых в конструкции изделия, а также опасных и вредных веществ, выделяющихся при его эксплуатации;

шума и ультразвука;

вибрации;

электромагнитных полей, теплового, оптического и рентгеновского излучения.

Кроме того, конструкция ЭУ должна соответствовать также требованиям, направленным на снижение вероятности возникновения пожаров от:

электрической искры и дуги;

частей изделия, нагревающихся до высоких температур, в том числе от воздействия электромагнитных полей;

применения пожароопасных материалов, используемых в изделии, выделяющих опасные и вредные вещества при эксплуатации и хранении.

Для обеспечения безопасности в электротехнических изделиях могут использоваться:

изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, двойная, усиленная);

малое напряжение в электрических цепях;

элементы для осуществления защитного заземления металлических нетоковедущих частей изделия, которые могут оказаться под напряжением (при на-

рушении изоляции, режима работы изделия и т.п.);

элементы, отключающие изделие от сети, когда доступные прикосновению части изделия оказываются под напряжением;

оболочки для предотвращения возможности случайного прикосновения к токоведущим, движущимся, нагревающимся частям изделия;

блокировки для предотвращения ошибочных действий и операций;

экраны и другие средства защиты от опасного и вредного воздействия электромагнитных полей, теплового, оптического и рентгеновского излучения;

средства удаления образующихся в процессе эксплуатации опасных и вредных веществ;

элементы, предназначенные для контроля изоляции и сигнализации о ее повреждении, а также для отключения изделия при уменьшении сопротивления изоляции ниже допустимого уровня;

предупредительные надписи, знаки, окраска в сигнальные цвета и другие средства сигнализации об опасности (только в сочетании с другими мерами обеспечения безопасности);

выполнение требований эргономики.

П р и м е ч а н и е. Малым является переменное, не превышающее 42 В, и постоянное напряжение, не превышающее 110 В. При наличии особо неблагоприятных условий, когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими хорошо заземленными поверхностями (например, работа в котлах, колодцах, на понтонах) для питания ручных светильников должно применяться напряжение не выше 12 В.

Электрическая схема изделия должна исключать возможность его самопроизвольного включения и отключения, а конструкция изделия – возможность неправильного присоединения сочленяемых токоведущих частей при монтаже изделий у потребителя.

Части электрических изделий массой более 20 кг должны иметь устройства для подъема, опускания и удержания на весу при монтажных и такелажных работах (рым-балки и т.п.), если контуры изделия не позволяют удобно и надежно захватить его тросом подъемного устройства.

Электротехнические изделия, назначение которых не требует класса защиты человека от поражения током II или III, должны быть оборудованы элементами для заземления: болт, винт, шпилька и т.п., выполненными из металла, стойкого к коррозии, или покрытыми металлом, защищающим от коррозии. Указанные элементы и контактные площадки не должны иметь поверхностной окраски. Элементы для заземления должны быть размещены в безопасном и удобном для подключения заземляющего проводника месте. Возле этого места помещается нестираемый при эксплуатации знак заземления.

Наименьший диаметр резьбы болта (винта, шпильки) и диаметр контактной площадки для присоединения заземляющего проводника выбираются по току – см. ГОСТ 12.2.007.0. Так при токе до 16 А минимальный диаметр резьбы – М4, а диаметр контактной площадки – 12 мм, от 16 до 25 А – соответственно М5 и 14 мм, от 25 до 100 А – М6 и 16 мм.

Значение сопротивления между заземляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью ЭУ, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ома.