Защита от поражения электрическим током схема. Способы защиты от электрического тока
3 Технические меры и средства защиты от поражения электрическим током
Некоторые термины и определения:
токоведущая часть: Проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе её работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник.
открытая проводящая часть: Доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции (например: металлический корпус электродвигателя).
сторонняя проводящая часть: Проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки (например: металлические трубы отопления).
прямое прикосновение: Электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением.
косвенное прикосновение: Электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.
сверхнизкое (малое) напряжение: Напряжение не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока.
автоматическое отключение питания: Автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях безопасности.
уравнивание потенциалов: Электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.
3.1 Меры защиты от поражения электрическим током
Поражение электрическим током может происходить от прямого прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки, а также при прикосновении к открытым токоведущим частям (к металлическим частям электроустановки) в случаях повреждения изоляции. Для защиты от поражения электрическим током от прямого прикосновения к токоведущим частям применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты:
основная изоляция токоведущих частей;
ограждения и оболочки;
установка барьеров;
размещение токоведущих частей вне зоны досягаемости;
применение сверхнизкого (малого) напряжения – не превышающее 50 В переменного тока и 120 постоянного тока.
Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции применяются следующие меры защиты при косвенном прикосновении:
защитное заземление;
защитное автоматическое отключение питания (в том числе с использованием защитного зануления, устройств защитного отключения);
уравнивание потенциалов;
выравнивание потенциалов;
двойная или усиленная изоляция;
сверхнизкое (малое) напряжение;
защитное электрическое разделение сетей;
изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.
Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного тока или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного тока или 15 В постоянного тока – во всех случаях. Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановках превышает 50 В переменного тока и 120 постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях.
Условия применения мер защиты (с учетом ГОСТ Р 50571.3-94. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током) можно представить в виде схемы 3.1
Схема 3.1 – Условия применения средств защиты
Сегодня мы с читателем будем говорить на очень ответственную тему, а именно, обсудим основные организационно технические мероприятия от поражения электрическим током. Все мы привыкли воспринимать электричество как данность и, порой, забываем, насколько опасным оно может быть для жизни людей, поэтому не будет лишним напомнить, как обезопасить себя и свою семью от непредвиденных ситуаций, которые могут возникнуть и в быту.
Первым делом давайте определим некоторые термины, которые будут часто встречаться по ходу нашего материала:
- Токоведущая часть – участок проводки или электроустановки, находящийся во время работы под напряжением. Нулевой рабочий проводник, также относится к этой категории.
- Открытая проводящая часть – место электроустановки, к которому можно свободно прикоснуться. Номинально она под напряжением не находится, однако в силу определенных обстоятельств, этот элемент может тоже оказаться под напряжением, например, если будет нарушена изоляция.
- Сторонняя проводящая часть – оборудование, не являющееся частью электроустановки, но способное проводить ток.
- Прикосновение прямое – контакт живого организма (человека или животного) напрямую с токоведущей частью.
- Прикосновение косвенное – контакт с открытыми проводящими частями.
- Сверхнизкое напряжение – для переменного тока составляет показатель не более 50В, а для постоянного – 120В.
- Уравнивание потенциалов – соединение проводящих частей, приводящее к уравниванию в них потенциалов.
- Автоматическое отключение – размыкание одной или нескольких фаз в автоматическом режиме. Применимо также и для нулевого провода.
Теперь можно переходить непосредственно к материалу.
Основные меры защиты
Поражение током может возникать как при прямом, так и при косвенном прикосновении к токоведущим частям электроустановки.
Чтобы этого не происходило, применяются следующие меры (по отдельности или в группе):
- Изоляция токоведущих частей;
- Использование ограждения и оболочки;
- Возведение барьеров;
- Ограничение зоны доступа к работающей электроустановке;
- Применение, в качестве рабочего, сверхнизкого напряжения.
Это, что касается исправных электрических устройств.
На случаи повреждения изоляции, чтобы косвенное прикосновение не приводило к удару током, применяются:
- Заземление открытой части электроустановки;
- Использование различных устройств для организации автоматического отключения питания;
- Уравнивание и выравнивание потенциалов;
- Организация двойной, усиленной изоляции;
- Опять же – использование сверхнизких напряжений;
- Разделение электрических сетей;
- Обустройство изолирующих помещений, которые служат своеобразным буфером, никак не проводящим ток.
Интересно знать! Если электроустановка находится в зоне уравнивания потенциалов, то ей не требуется защита от прямых прикосновений. При этом максимальное рабочее напряжения для переменного тока не должно превышать 25В в помещениях, в которых отсутствует повышенная опасность, и 6В во всех остальных случаях. Для постоянного тока эти значения равны 60 и 15 Вольтам, соответственно.
Защита от косвенного прикосновения выполняется во всех случаях, если рабочее напряжение не попадает в категорию сверхнизких. Если речь идет о помещениях с повышенной опасностью, то подобные меры могут потребоваться и для более низких напряжений.
Общие условия применения мер защиты подробно расписываются в ГОСТ Р 50571.3-94.
Заземление защитное
Теперь давайте более подробно распишем основные меры защиты, перечисленные выше, и начнем с наиболее встречающейся – заземления.
Заземление прибора – это ничто иное, как соединение его открытой части с заземляющим устройством (контуром).
Само заземление делится на два типа:
- Рабочее заземление – его еще называют функциональным. Точки электроустановок заземляются для того, чтобы обеспечить работу устройства, яркий пример – это нейтраль трансформатора.
- И защитное заземление, устанавливаемое на приборы и оборудования в целях обеспечения безопасности. Применяется оно в сетях, где нейтраль изолирована, либо глухо заземлена.
Как мы знаем, электричество, как и вода, идет по наименьшему пути сопротивления. Поэтому при прикосновении к прибору находящемуся под напряжением ток потечет не через человека, а по альтернативному пути.
Справка! Сухая, чистая и неповрежденная кожа человека имеет расчетное сопротивление от 3000 до 100000 Ом, тогда как сопротивление проводника заземления практически нулевое.
Если вам интересны численные значения, установленные для защитных заземлений, то обратитесь к тексту ПУЭ, 7-е издание – оно подбирается в зависимости от режима нейтрали, сопротивления (удельного) для грунта и уровня напряжения.
Для заземлений измерение сопротивления выполняется сразу после монтажа или после капитального ремонта, только в самые сухие дни, к которым относятся: зимой – морозные, летом – жаркие. Тогда же производится измерение напряжения и на прикосновение. Выполняется такая процедура 1 раз за 6 лет.
В идеале у каждого введенного в эксплуатацию заземляющего устройства должен быть паспорт, в котором указываются:
- Схема устройства;
- Дата последней поверки и ее результаты;
- Технические данные;
- Характер произведенного ремонта и внесенных изменений.
Защитное зануление
Организационные меры защиты от поражения электрическим током могут выполняться в виде зануления устройств. Это преднамеренное соединение открытых частей приборов с нейтралью самого источника электропитания, также выполняемое в целях безопасности. На схеме выше показана принципиальная схема такого соединения.
Суть подключения состоит в том, чтобы превратить любые утечки тока при прикосновении к корпусу электроустановки в однофазное короткое замыкание. В результате ток вырастает до достаточной величины, чтобы сработало автономное устройство защиты, которое автоматически отключит подачу питания – разомкнет цепь на фазе.
Другими словами, принципиальное отличие такой схемы от защитного заземления заключается в том, чтобы сократить время, за которое человека может ударить током. Все мы знаем, что ток в цепи протекает с огромной, световой скоростью, так что время срабатывания защитного оборудования измеряется десятыми долями секунд.
Для автоматического отключения фазы в цепях до 1 кВ применяются плавкие предохранители и специальные выключатели.
Интересно знать! Надежное срабатывание плавкого предохранителя происходит тогда, когда ток в цепи превысит его номинальное значение в 3 раза, поэтому изготовление этих элементов своими руками строго запрещено. Цена экономии невелика, но риск…
Уравнивание потенциалов
Схема соединения проводников при уравнивании подразумевает достижение равенства потенциалов.
- Если кто не знает, то напряжение – это разница потенциалов на концах проводника. Если этой разницы нет, то и ток течь не будет.
- Другими словами, задача такого соединения сделать среду, в которой передвигается человек, свободной от образования разности потенциалов – все проводящие части электроустановок и неэлектротехнического оборудования, находящегося в помещении (водопроводные трубы, трубы отопления и прочее), соединяются друг с другом.
- В результате, если возникает пробой на корпус электрического прибора, то под таким же напряжением оказываются все потенциальные проводники, включенные в цепь.
Защитное оборудование
Понятно, что схемы защиты не могут функционировать без нужного оборудования.
Автомат УЗО
Наиболее эффективными и распространенными защитными устройствами являются автоматы автоматического отключения – УЗО. К неоспоримому достоинству этих устройств относится не только возможность защиты при касании человеком открытых частей прибора (корпуса), но и при касании токоведущих частей.
- Суровая статистика по электротравматизму показывает, что подавляющее число случаев поражения человека током происходит именно во время контакта с токоведущими частями, ведь изоляция выходит из строя достаточно редко.
- Именно поэтому, применение УЗО считается обязательным условием обеспечения достаточной безопасности пользователей.
- Принцип работы таких агрегатов заключается в постоянном контроле за некоторой входной величиной, которая сравнивается с номинальной. В случае отклонений моментально происходит разъединение цепи.
- УЗО отличаются друг от друга эффективностью, которая измеряется временем, уходящим на срабатывание защиты. Отключение происходит обычно спустя 0,06-0,13 секунд. Скорость срабатывания зависит от конструкции датчика и преобразователя.
- В качестве исполнительных органов таких устройств применяются магнитные пускатели, контакторы и автоматические выключатели.
- Параметр электричества, который дает возможность оборудованию заключать, что произошло поражение током, называется входным сигналом УЗО – чаще всего анализируется сила тока в цепи.
- Наиболее безопасное оборудование настроено таки образом, что аппарат срабатывает тогда, когда входной сигнал равен самой большой величине допускаемого тока, который проходит сквозь тело человека.
ПУЭ четко описывает все требования, которые относятся к применению УЗО:
- УЗО, которые реагируют на дифференциальный ток, на групповые линии под питание розеточных сетей, расположенные на улице и в помещениях повышенной опасности, ставятся в обязательном порядке. К примеру, на розетки в ванной комнате, отнесенные от места приема душа на 0,6 метра, ставится УЗО, реагирующее на дифференциальный ток не более 30 мА.
- УЗО ставится и тогда, когда имеющаяся автоматика (пробки) не в состоянии разомкнуть цепь быстрее, чем за 0,4 секунды в сетях на 220В, по причине низкого значения токов и если отсутствует системы, выравнивающие потенциалы.
- Ставятся эти устройства и на передвижные электроустановки, получающие питание от стационарных источников. Помимо этого, они имеют защиту в виде защиты устройства от сверхтоков.
- УЗО ставятся на электроустановки, получающие питание от сети с глухозаземленной нейтралью, с защитным заземлением открытых частей, которые не соединены с нейтралью. При этом устройство подбирается с учетом потенциала корпуса электроустановки по сравнению с землей.
- Нельзя применять устройства защитного отключения в трехфазных сетях, у которых нейтраль – это один общий проводник.
УЗО должны периодически подвергаться проверке. Сроки ее проведения обычно определяет инструкция завода изготовителя, однако этот период не может превышать одного квартала. Для включенного в сеть УЗО, проверка выполняется нажатием на кнопку «тест» или просто «т».
Совет! При обнаружении неисправности, эксплуатация электрооборудования, не имеющего других степеней защиты, запрещается.
Прочие средства защиты для сетей до 1000В
Не все коллективные меры защиты поражения электрическим током являются оборудованием в цепи. Данные приспособления принято разделять на основные и дополнительные.
К разряду первых относят:
- Изолирующая штанга – оборудование, которым можно касаться электроустановок во время их работы. Их корпус сделан из качественного диэлектрика, в зависимости от типа которого, эти приспособления можно применять в установках до 550кВ.
- Токоизмерительные и изолирующие клещи – предназначены для замены предохранителей в установках, работающих под напряжением до 1000В, либо измерения тока в цепи. Применяется совместно с диэлектрическими перчатками и защитными очками.
- Указатели напряжения или другими словами тестеры . Применяются для проверки текущего напряжения в электрической сети.
- Изолированный инструмент и диэлектрические перчатки. Тут все предельно понятно, стоит упомянуть лишь, что к изолированному инструменту относятся любые монтажные приспособления с ручками покрытыми слоем диэлектрика, которые применяются при монтаже и ремонтных работах в электроустановках.
Дополнительные меры защиты отличает то, что они не в состоянии защитить от поражения током сами по себе, и могут применяться только совместно с основными. Служат они для защиты шага и прикосновения.
К ним относятся:
- Диэлектрические галоши;
- Ковры диэлектрические;
- Диэлектрические подставки и подкладки различной конфигурации;
- Изолирующие колпаки.
Но и это далеко не все. Также при работе с электроустановками иногда необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты в виде касок, очков и щитков, респираторов и противогазов, рукавиц и страховочных средств от падения с высоты.
Своевременное обеспечение персонала всеми средствами защиты, а также их надлежащее состояние – это залог безопасной работы.
Первая помощь при ударах током
Бывает так, что, несмотря на все предосторожности, удары электрическим током происходят все равно. В зависимости от текущего напряжения и силы тока, последствия могут различаться, просто от дискомфорта до смертельного исхода.
Порой, своевременные действия способны спасти жизнь человеку, поэтому давайте немного поговорим про то, как оказывается первая помощь при поражении электрическим током.
Основные правила
Первое, что нужно помнить – до человека, которого бьет током нельзя прикасаться голыми руками, иначе, бить начнет и вас.
- Заботимся о своей безопасности. Для того чтобы убрать от пострадавшего провод нужно надеть перчатки – лучше резиновые, но при их отсутствии любые сухие. Ток может протекать и по полу, поэтому обязательно нужно находиться в обуви, либо стоять на диэлектрической поверхности.
- Теперь убираем с потерпевшего провод и оттаскиваем его в сторону не менее чем на 10 метров. Тащить обязательно нужно за одежду, чтобы нечаянно не нанести травму.
- Вызываем бригаду скорой помощи.
- Прощупываем пульс через сонную артерию, проходящую в шее. По запястью его определить сложнее, так как сосуды там мельче, да и если вы находитесь до сих пор в перчатках, то можете просто его не услышать.
- Если пострадавший потерял сознание, то необходимо проверить реакцию его зрачков на свет. Приподнимается верхнее веко, после чего смотрится, изменяется ли диаметр зрачка. Если света вокруг мало, понадобится фонарик.
- Проверить можно и наличие дыхания.
- Если пульса и дыхания нет, а зрачок имеет большой диаметр и не реагирует на свет, то значит, у пострадавшего наступила клиническая смерть. Необходимо срочно провести реанимационные сердечно-легочные мероприятия (непрямой массаж сердца и искусственное дыхание).
- Если человека сознание не покинуло, то ему необходимо придать лежачую позу на боку и укрыть его сверху одеялом или курткой, чтобы он согревался.
- Пострадавшего нельзя оставлять одного, так как его состояние может ухудшиться в любую минуту. Ждем приезда врача, который уже примет решение, что делать дальше.
Интересно знать! После успешной реанимации нередки случаи повторной остановки сердца, поэтому за состояние пострадавшего нужно постоянно следить.
Помните, что оказание первой помощи пострадавшему достаточно шоковый момент, поэтому держите себя в руках и не думайте ни о чем другом, кроме того, что вы можете спасти чужую жизнь. Эмоции нужно отложить на потом.
Дать точную оценку состояния пострадавшего сможет только профессионально подготовленный врач, но и вы по описанным признакам сможете понять степень поражения человека.
Как освободить человека от проводов
Особенность удара человека током в том, что если он держится руками за проводник, происходит непроизвольное сокращение мышц, из-за чего убрать провод становится очень сложно, а человека при этом продолжает трясти и бить. Оказать помощь ему вы, не сможете до тех пор, пока не обесточите проводник или не устраните контакт.
- Самым оптимальным решением будет отключение тока во всей цепи, если по близости имеется соответствующий рубильник или выключатель.
- В противном случае обязательно понадобятся сторонние приспособления: перчатки или сухая доска.
- В случае, когда пострадавший крепко обхватил провода, можно перерубить их топором, держать за деревянную ручку.
Если удар током произошел на высоте, то дополнительно необходимо учитывать возможность падения человека.
Поддержание жизненных функций
К таковым действиям относятся все реанимационные мероприятия, а также следующее:
- Если при касании вы чувствуете, что человек холодный, то его необходимо укрыть, за исключением мест с ожогами, так как это значительно усилит болевой эффект.
- Человеку нужно придать наиболее удобное положение.
- Если на лицо вторичные травмы с кровотечениями, то их нужно купировать. Тут важно помнить, что при венозном кровотечении кровь выталкивается толчками, и она имеет темный оттенок. В этом случае накладывается жгут прямо на место очага. Для артериального кровотечения характерно, что кровь выходит струей и имеет ярко-красны, алый оттенок – жгут накладывается немного выше раны.
- Если у человека имеются переломы, то на конечность нужно наложить шину, в качестве которой подойдет любой ровный и жесткий предмет.
- При падении человек может получить травму позвоночника. В таком случае его перемещение лишний раз производить не рекомендуется.
- Пытаться вправлять вывихи не стоит, так как вы можете только навредить.
Что нельзя делать
Не менее важно не забывать про то, что делать во время оказания помощи запрещается:
- Во-первых , прикасаться голыми руками к человеку под напряжением и проводам, чтобы не получить удар самому.
- Во-вторых , пострадавшему нельзя придавать положение сидя, даже если он находится в сознании.
- В-третьих , не пытайтесь обработать термические ожоги мазями или всякими народными средствами.
- В-четвертых , не давайте пострадавшему никаких лекарств, даже если знаете, что нужно. Приехавшие врачи могут повторить прием, из-за чего может получиться передозировка.
- И в-пятых , не оставляйте потерпевшего, даже если признаки жизни отсутствуют. Проводите реанимационные мероприятия до приезда врачей, так как снабжение тканей кровью и кислородом останавливаться не будет.
На этой, не совсем позитивной ноте, закончим статью. Техника безопасности и первая помощь при поражении током – это те знания, которые не будут лишними. Никогда не знаешь, что может произойти рядом с тобой в следующую минуту. Если желаете подробнее разобраться в правилах оказания первой помощи при ударах током, то просмотрите прикрепленное видео.
6.4. Меры защиты от поражения электрическим током
Электробезопасность обеспечивается конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.
Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями , а оборудования - от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.
Способы и средства обеспечения электробезопасности : защитное заземление, зануление, защитное отключение, выравнивание потенциалов, малое напряжение, изоляция токоведущих частей, электрическое разделение сетей, оградительные устройства, блокировки, предупредительная сигнализация, знаки безопасности, предупредительные плакаты, электрозащитные средства.
Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковеду щих частей , которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.
Принцип действия защитного заземления : снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус. При заземлении корпуса происходит замыкание на землю и прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит в землю через тело человека (рис.6.5). Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток через человека (I h) не опасен.
Область применения защитного заземления - трехфазные сети напряже нием до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением выше 1 кВ с любым режимом нейтрали.
Сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электрооборудования в электроустановках напряжением до 1 кВс изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом.
При мощности генераторов и трансформаторов 100 кВи менее, заземляющие устройства могут иметь сопротивление не более 10 Ом.
Заземляющее устройство в электроустановках напряжением выше 1 кВс глухозаземленной нейтралью должно иметь сопротивление не более 0,5 Ом, а в электроустановках с изолированной нейтралью - не более 10 Ом.
Расчет защитного заземления заключается в определении параметров вертикальных и горизонтальных элементов заземления при условии непревышения допустимого значения сопротивления заземляющего устройства. Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, соединяющих заземляемое оборудование с заземлителем.
Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Задача зануления : устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки , оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус . Решается задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети (рис.6.6).
Принцип действия зануления заключается в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, обеспечивающий срабатывание защиты, и тем самым автоматически отключить поврежденную ус тановку от питающей сети.
Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты . Такой защитой могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловым реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.
Занулеиие применяют в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.
Защитное заземление или зануление электроустановок является обя зательным в помещениях без повышенной опасности поражения током при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока, а также 440 В и выше постоянного тока .
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных необходимо заземлять или занулять установки при поминальном напряжении 42 Ви выше переменного тока, а также 110 В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление установок обязательно независимо от напряжения сети.
Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим (не более 0,2 с) отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.
Схемы и конструкции устройств защитного отключения .
Схема защитно го отключения, срабатывающего при появлении напряжения на корпусе относительно земли (рис. 6.7). В схемах этого типа датчиком служит реле напряжения, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем.
Выравнивание потенциала - метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.
Для выравнивания потенциала в землю укладывают стальные полосы в виде сетки по всей площади, занятой оборудованием. В производственном помещении корпуса электрооборудования и производственного оборудования в той или иной степени связаны между собой. При замыкании на корпус в каком-либо из электроприемников все металлические части получают близкое по величине напряжение относительно земли. В результате напряжение между корпусом электроприемника и полом уменьшается, происходит выравнивание потенциала по всей площади помещения и человек, находящийся в этой цепи замыкания, оказывается под сравнительно малым напряжением.
Малое напряжение - номинальное напряжение не более 42 В ,которое используют для питания электроинструмента, светильников стационарного освещения, переносных ламп в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и на наружных установках. Источниками малого напряжения могут быть специальные понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 12-42 В.
Исправ ность изоляции – это основное условие, обеспечивающие безопасность эксплуатации и надежность электроснабжения электроустановок . Для изоляции токоведущих частей электроустановок применяют рабочую и дополнительную изоляцию .
Рабочей изоляцией является эмаль и оплетка обмоточных проводов, пропиточные лаки и компаунды и т.д. Дополнительной изоляцией могут быть пластмассовый корпус машины, изолирующая втулка и т.д.
Электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, называется двойной . Она считается достаточной для обеспечения электробезопасности, поэтому устройствами с двойной изоляцией разрешается пользоваться без применения других защитных средств.
Контроль сопротивления изоляции может быть периодическим и непрерывным. Сопротивление изоляции силовых и осветительных электропроводов должно быть не менее 0,5 МОм.
Электрическое разделение сетей - разделение сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помо щью разделяющего трансформатора , который изолирует электроприемник от первичной сети и сети заземления (рис.6.8).
От разделяющего трансформатора может питаться только один элек троприемник с защитной плавкой вставкой (сила тока вставки автомата на первичной стороне не должна превышать 15А), вторичное напря жение трансформатора должно быть не выше 380 В . Вторичная обмотка трансформатора и корпус электроприемника не должны иметь заземления или связи с сетью зануления. В таком случае при прикосновении к частям, находящимся под напряжением или к корпусу с поврежденной изоляцией не создается опасность, поскольку вторичная цепь коротка и сила токов утечки в ней и емкостных токов мала.
Защитное разделение сетей используют в электроустановках напряжением до 1000 В, эксплуатация которых связана с особой и повышенной опасностью (передвижные электроустановки, ручной электрифицированный инструмент и т.п.).
Для исключения случайных прикосновений к токоведущим частям электроустановок применяют оградительные сплошные и сетча тые устройства .
Сплошные ограждения обязательны для электроустановок, разме щаемых в производственных (неэлектрических) помещениях . Сетчатые ограждения применяют в электроустановках, доступных квалифицированному электротехническому персоналу .
В случаях, когда изоляция и ограждение токоведущих частей является нецелесообразным (например, воздушные линии высокого напряжения), их размещают на недоступной для прикосновения высоте. Внутри производственных помещений неогражденные неизолированные токоведущие части прокладывают па высоте не менее 3,5 м от пола.
Блокировка - защита от проникновения в опас ную зону, где находится установка . Она позволяет автоматически снимать напряжение со всех элементов установки, приближение к которым угрожает жизни человека. Блокировку применяют в элект рических аппаратах, при обслуживании которых должны соблюдаться повышенные меры безопасности , в электрооборудовании, расположенном в доступных для неэлектротехнического персонала помещениях.
Электробезопасность (по ГОСТ 12.1.009–76 "ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения") обеспечивается организационными и техническими мероприятиями, конструкцией электроустановок, применением технических методов, средств защиты.
Организационные меры защиты. Применение защитных мер регламентируется нормативными документами по электробезопасности: Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденными приказом Минэнерго России от 8 июля 2002 г. № 204; Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТ Р М-016-01), утвержденными постановлением Минтруда России от 5 января 2001 г. № 3; Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП9-2003), утвержденными приказом Минэнерго России от 12 января 2003 г. № 6.
Электроустановками называются машины, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Меры защиты должны соответствовать виду электроустановки и условиям применения электрооборудования, обеспечивая достаточную безопасность.
Опасность поражения в электроустановках и его тяжесть зависят от номинального напряжения. Согласно ПУЭ электроустановки подразделяются на (а) работающие под напряжением более 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (чаще используются сети напряжением U = 110: 750 кВ) и с изолированной нейтралью (6, 10, 20, 35 кВ) и (б) работающие под напряжением менее 1 кВ с глухозаземленной и с изолированной нейтралью.
Электрические сети напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, трехфазными: 660, 380 и 220 В. Чаще применяют четырехпроводные сети напряжением 380/220 В. В ряде производств недопустимо использование сетей с глухозаземленной нейтралью. Силовые электроустановки напряжением 660, 380, 220 В, работающие с изолированной нейтралью, имеют меньшую опасность при однофазном прикосновении ввиду большого сопротивления изоляции проводов.
Классификация помещений. Безопасность при эксплуатации электроустановок существенно зависит от повышенной влажности и температуры воздуха, запыленности и загазованности помещений. Согласно ПУЭ все помещения по опасности поражения током делят на три категории : 1) помещения без повышенной опасности; 2) помещения с повышенной опасностью; 3) особо опасные помещения. При этом выделяют следующие признаки повышенной опасности :
- – наличие токопроводящих полов – металлических, железобетонных, кирпичных и т.п.;
- – сырость помещений при относительной влажности воздуха > 75%;
- – высокая температура воздуха (t > 35 °С);
- – токопроводящая пыль (металлическая, угольная и др.). Пыльными считаются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она проникает внутрь машин и оборудования;
- – возможность одновременного прикосновения человека к заземленной металлоконструкции и к металлическому корпусу электроустановки;
- – коэффициент заполнения помещения электрооборудованием > 0,2.
Признаки особой опасности :
- – особая сырость (ф ≈ 100% – стены, пол и потолок покрыты влагой);
- – наличие химически активной среды (агрессивные пары, газы, жидкости).
Классификация обслуживающего персонала по электробезопасности . Существует пять квалификационных групп по охране труда, зависящих от типа электроустановок и рода работы. Для эксплуатации ручного электрооборудования достаточна первая квалификационная группа. Для управления электрооборудованием с напряжением U менее 1000 В необходима квалификация персонала не ниже второй группы, для работы на электроустановках с U более 1000 В – не ниже третьей.
Способы и меры защиты от поражения электрическим током . Технические способы и средства защиты приведены в ГОСТ 12.1.019–79 "Электробезопасность. Общие требования". Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; защитное отключение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка; знаки безопасности; средства защиты и предохранительные приспособления.
Защита от прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям достигается дополнительной или усиленной изоляцией токоведущих частей; расположением токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте; использованием ограждений: сплошных в виде кожухов и крышек (в электроустановках U < 1 кВ) и сетчатых; применением блокировок, предупредительной сигнализации, знаков безопасности. По принципу действия блокировки делятся на механические и электрические. Например, в аппаратуре автоматики и ЭВМ применяют штепсельное соединение отдельных блоков, т.е. механическую блокировку. Электрическая блокировка осуществляет отключение электроустановки при открытии дверей, ограждений, крышек кожухов.
Малое напряжение и электрическое разделение сетей используют для повышения безопасности при работе в основном с ручным электрифицированным инструментом.
Малое напряжение – это номинальное напряжение ≤ 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжении до 10 В (сила тока при случайном прикосновении I h = 10/1000 = 0,01 А). Источники малого напряжения: батареи, аккумуляторы, трансформаторы – должны быть максимально приближены к потребителю. Для ручного электроинструмента и местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях используют напряжение 12, 36, 42 В.
Электрическое разделение сетей : разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции относительно земли; ток замыкания на землю в такой сети может достигать значительной величины, поэтому однофазное прикосновение в сети является опасным. Опасность поражения резко снизится, если единую сильно разветвленную сеть с большой емкостью и малым сопротивлением разделить на ряд небольших сетей с незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции с помощью специальных разделяющих трансформаторов.
Защитное заземление, зануление и защитное отключение являются наиболее распространенными техническими средствами для защиты персонала при прикосновении к токоведущим частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.
Защитное заземление или зануление выполняют: а) во всех случаях при номинальном переменном напряжении ≥ 380 В и постоянном напряжении ≥ 440 В; б) в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при номинальном переменном U = 42: 380 В и постоянном U= 110 -5- 440 В. Таким образом, электроустановки, работающие иод напряжением до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока, не требуют защитного заземления и зануления, за исключением некоторых случаев, оговоренных в ПУЭ.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус (рис. 5.3). При заземлении корпуса происходит замыкание на землю; прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит на землю через тело человека. Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток, проходящий через тело человека I h, безопасен.
Рис. 5.3.
Область применения защитного заземления – трехфазные сети напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением более 1 кВ как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, которые соединяют заземляемое оборудование с заземлителем. В зависимости от расположения заземлителей относительно оборудования заземляющие устройства делятся на выносные и контурные. Выносное устройство располагается на некотором удалении от оборудования. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения, недостатком – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования. Контурное устройство, заземлители которого расположены по контуру вокруг заземляемого оборудования, обеспечивают лучшую защиту.
Основной элемент заземляющего устройства – естественный или искусственный заземлитель. Естественными заземлителями могут быть металлические и железобетонные части коммуникаций и других сооружений, имеющие надежное соединение с землей. Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные элементы. В качестве вертикальных элементов используют стальные трубы, уголки, прутки, которые соединяют прочно между собой горизонтальными элементами из полосовой стали. Для заземляющих проводников используют полосовую и круглого сечения сталь.
Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это основное средство обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью и U менее 1 кВ (обычно 220/127, 380/220, 660/380 В). В таких сетях уменьшить напряжение на корпусе, контактирующем с токоведущими частями, невозможно, но можно повысить безопасность оборудования, уменьшив длительность замыкания на корпус. В сети с занулением различают (рис. 5.4.): нулевой рабочий проводник HP (для питания током электроприемников) и нулевой защитный проводник НЗ (для зануления).
Рис. 5.4.
1 и 2 – корпусы одно- и трехфазного приемников тока; 3 – плавкие предохранители, I к – ток однофазного короткого замыкания, U ф – фазное напряжение
Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, возникает ток большой величины, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита, которая селективно отключает поврежденный участок. Для того чтобы быстро отключить аварийный участок, ток короткого замыкания, согласно ПУЭ, должен не менее чем в три раза превышать номинальный ток через плавкую вставку или в 1,25–1,4 раза номинальный ток автоматического выключателя. Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты. Если запуленный корпус одновременно заземлен, то это улучшает условия безопасности, так как обеспечивает дополнительное заземление нулевого защитного (НЗ) провода.
Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Подобная опасность возникает при повреждениях установки, таких как замыкание на землю; снижение сопротивления изоляции; неисправности заземления, зануления или устройства защитного отключения.
Повреждение установки приводит к изменениям некоторых величин, которые можно использовать как входные величины автоматического устройства, осуществляющего защитное отключение. Например, напряжение корпуса относительно земли, напряжение нулевой последовательности (несимметрия напряжения фаз относительно земли), ток замыкания на землю, ток нулевой последовательности и другие параметры могут быть восприняты датчиком автоматического устройства как входная величина (время срабатывания менее 0,2 с). Защитное отключение можно использовать в качестве единственной или основной меры защиты совместно с дополнительным заземлением или занулением или в дополнение к заземлению или занулению.
Электрозащитные средства применяются для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По характеру применения электрозащитные средства подразделяются на две категории: средства коллективной и средства индивидуальной защиты.
Электрозащитные средства могут быть основными и дополнительными. Основными являются средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Средства защиты, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами, служат дополнительными средствами.
Для обеспечения электробезопасности применяют отдельно или в сочетании один с другим следующие технические способы и средства:
1.защитное заземление, зануление;
2.защитное отключение;
3.выравнивание потенциалов;
4.малое напряжение;
5.изоляцию токоведущих частей;
6.электрическое разделение сети;
7.оградительные устройства;
8.блокировка;
9.предупредительную сигнализацию;
10.знаки безопасности;
11.предупредительные плакаты;
12.электрозащитные средства.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус и по другим причинам.
Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам. Задача зануления состоит в устранении опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим частям электрической установки, оказавшейся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети. Принцип действия зануления состоит в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать большой ток, способный вызвать срабатывание защиты.
Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается отключением аварийного участка в течение 0,1-0,2 секунды.
Выравнивание потенциалов – это метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек. Для выравнивания потенциала в землю укладывают стальные полосы в виде сетки по всей площади, занятой оборудованием.
Малое напряжение – это номинальное напряжение не более 42 В, примененное в цепях для уменьшения опасности поражения электрическим током.
Для изоляции токоведущих частей применяют следующие изоляции:
Рабочую – это электрическая изоляция токоведущих частей электрооборудования, обеспечивающая его нормальную работу и защиту от его поражения электрическим током;
Дополнительную – предусматривается дополнительно к рабочей в случае ее повреждения (пластмассовый корпус);
Двойную – это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной;
Усиленную – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от повреждения электрическим током, как и двойная изоляция.
Электрическое разделение сети – разделение сети на отдельные, электрически несвязанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Разделяющий трансформатор изолирует электрические приемники от первичной сети и сети заземления. Вторичная обмотка трансформатора и корпус электрического приемника не должны иметь ни заземления, ни связи с сетью зануления.
Предупредительная сигнализация выполняется световой или звуковой. Для световых сигналов применяются следующие цвета: красный – запрещающие и аварийные сигналы; желтый – для привлечения внимания, сигнализирует о достижении предельных значений, о переходе на автоматическую работу; зеленый – для сигнализации безопасности, сообщает о нормальном режиме работы, разрешение о начале действия; белый – для обозначения включенного состояния, используется когда нерационально использование красного, желтого и зеленого цветов; синий – используется в специальных случаях, когда не могут быть применены остальные цвета.