Защита от опасности поражения электрическим током.

 

 К защитным мерам от опасности прикосновения к токоведущим частям электроустановок относятся: изоляция, ограждение, блокировка, пониженные напряжения, электрозащитные средства, сигнализация и плакаты. Надежная изоляция проводов от земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для обслуживающего персонала. Основная характеристика изоляции - сопротивление. Во время работы электроустановок состояние электрической изоляции ухудшается вследствие нагрева, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды. Состояние изоляции характеризуется сопротивлением току утечки. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции в электроустановках напряжением до 1000 В должно быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление изоляции необходимо регулярно контролировать. Для периодического контроля изоляции применяется мегаомметр, для постоянного контроля - специальные приборы контроля изоляции (ПКИ).

 Для обеспечения недоступности токоведущих частей оборудования и электрических сетей применяют сплошные и сетчатые ограждения. Сплошные конструкции ограждений (кожухи, крышки, шкафы, закрытые панели и т.п.), а также сетчатые конструкции применяют в электроустановках и сетях напряжением как до 1000 В, так и свыше 1000В. В последних должны соблюдаться допустимые расстояния от токоведущих частей до ограждений, которые нормируются ПУЭ.

       Блокировку применяют в электроустановках напряжением свыше 250 В, в которых часто производят работы на ограждаемых токоведущих частях. С помощью блокировки автоматически снимается напряжение (отключается питание) с токоведущих частей электроустановок при прикосновении с ним, без предварительного отключения питания. По принципу действия блокировки бывают механические, электрические и электромагнитные.

       Для защиты от поражения электрическим током при работе с ручным электроинструментом, переносными светильниками или в помещениях с особой опасностью применяют пониженные напряжения питания электроустановок: 42, 36 и 12 В.

       При обслуживании и ремонте электроустановок и элекстросетей обязательно применение электрозащитных средств, к которым относятся изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, калоши, коврики, указатели напряжения.

       Для предупреждения персонала о наличии напряжения или его отсутствии в электроустановках применяется звуковая или световая сигнализация.

       С целью предупреждения работающих об опасности поражения электрическим током широко используют плакаты и знаки безопасности. В зависимости от назначения плакаты и знаки делятся на предупреждающие («Стой! Напряжение», «Не влезай! Убьет» и др.); запрещающие («Не включать. Работают люди» и др.); предписывающие («Работать здесь» и др.); указательные («Заземлено» и др.).

 Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и к другим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (рис. 5.4). При этом все металлические нетоковедущие части электроустановок 1 соединяются с землей с помощью заземляющих проводников 2 и заземлителя 3.

       Заземлитель - это проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом. Заземлители бывают искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.

       Для заземления оборудования в первую очередь используют естественные заземлители: железобетонные фундаменты, а также расположенные в земле металлические конструкции зданий и сооружений.

       Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением свыше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

       С помощью защитного заземления уменьшается напряжение на корпусе относительно земли до безопасного значения, следовательно, уменьшается и сила тока, протекающего через тело человека. На схеме защитного заземления (см. Рис. 5.4) показано, что напряжение, проложенное к телу человека в случае прикосновения к оборудованию, можно снизить, уменьшая сопротивление заземляющего устройства. Согласно ПУЭ сопротивление заземления в электроустановках до 1000 В не должно превышать 4 Ом.

       Защитное зануление, так же как и защитное заземление, предназначено для устранения опасности поражения электрическим током при замыкании на корпус электроустановок. Защитное зануление осуществляется присоединением корпусом и других конструктивных нетоковедущих частей электроустановок к неоднократно заземленному нулевому проводу (рис.).

 Защитное зануление превращает пробой на корпус в короткое замыкание между фазным и нулевым проводами и способствует протеканию тока большой силы через устройства защиты сети, а в конечном итоге быстрому отключению поврежденного оборудования от сети.

 Из приведенной схемы (Рис.) видно, что при замыкании на корпус фаза окажется соединенной накоротко с нулевым проводом, благодаря чему через защиту (плавкий предохранитель или автомат) потечет ток короткого замыкания, который и вызовет перегорание предохранителя или отключение автомата. Чтобы защита быстро срабатывала, ток короткого замыкания должен быть достаточно большим. Правила требуют, чтобы он был в 3 раза больше номинального тока плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического отключения. Это требование выполняется, если нулевой провод будет иметь проводимость не менее 50% проводимости фазного провода. В качестве нулевых проводов можно использовать стальные полосы, металлические оплетки кабелей, металлоконструкции зданий, подкрановые пути и др.

       Системы защитного отключения - это специальные электрические устройства, предназначенные для отключения электроустановок в случае появления опасности пробоя на корпус. Так как основной причиной замыкания на корпус токоведущих частей оборудования является нарушение изоляции, то системы защитного отключения осуществляют постоянный контроль за сопротивлением изоляции или токами утечки между токоведущими и нетоковедущими деталями конструкции оборудования. При достижении опасного уровня оборудование отключается до того момента, когда произойдет пробой на корпус и появится реальная опасность поражения электрическим током.

       Таким образом, системы защитного отключения обеспечивают наибольшую электробезопасность при прикосновении к корпусам электроустановок. Однако, являясь достаточно сложными электрическими устройствами с определенной надежностью срабатывания, они применяются чаще всего в сочетании с защитным заземлением и защитным занулением.

       Наряду с применением технических методов и средств электробезопасности важное значение для снижения электротравматизма имеет четкая организация эксплуатации электроустановок и электросетей, профессиональная подготовка работников, сознательная производственная и трудовая дисциплина.

       К работам на электроустановках допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие инструктаж и обученные безопасным методам труда. Весь персонал, допущенный к эксплуатации электроустановок, в соответствии с занимаемой должностью и применительно к выполняемой работе аттестуется присвоением соответствующей квалификационной группы по электробезопасности (с 1 по У).

       К организации безопасной работы на электроустановках относится также документальное оформление работы, допуск к работе, надзор во время работы. Оформление разрешения на проведение работ в действующих электроустановках может быть выполнено в виде наряда, распоряжения или перечня работ.

       Ответственными за безопасность работ являются: лицо, выдавшее наряд или распоряжение, ответственный руководитель работ (начальник цеха, участка, мастер) и производитель работ.

       Ответственными за электрохозяйство предприятия является главный энергетик. В отдельных случаях по согласованию с главным инженером ответственным за электрохозяйство могут назначаться лица из числа электротехнического персонала.

 

    2.1.10. Молниезащита.

       Атмосферное электричество (молнии) может наносить удары как по высотным или отдельно стоящим строениям, деревьям, дымовым трубам, так и по низким местам, которые имеют наименьшее сопротивление грунта по сравнению с более высокими. Наиболее опасен прямой удар молнии, когда канал молнии проходит через здания и сооружения. Молнии характеризуются следующими параметрами: сила тока в канале может достигать 200 кА, напряжение - 150 кВ, длина искры молнии измеряется сотнями и тысячами метров, время разряда молнии от 0,1 до 1 сек, температура канала молнии может достигнуть 6000 - 10 000  С.

       Разряды атмосферного электричества способны приводить к значительным разрушениям, загораниям, что создало необходимость разработки специальной системы защитных мер безопасности от действия молний.

       Молниезащита - комплекс защитных мер от разрядов атмосферного статистического электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от загораний, взрывов и разрушений.

       Предусмотрены три категории устройства молниезащиты в зависимости от взрывной и пожарной опасности, вместимости, огнестойкости и назначения защищаемых объектов, а также с учетом средней грозовой деятельности в год.

       К 1 категории относятся здания и сооружения, в помещениях которых выделяются горючие газы и пары, горючая пыль, способные образовывать взрывоопасные смеси. Молниезащита таких объектов выполняется независимо от грозовой деятельности или места расположения на территории России.

       Ко 11 категории относятся здания и сооружения, в помещениях которых при нормальной эксплуатации невозможно образование взрывоопасных смесей, свойственных помещениям 1 категории, а происходит это лишь в результате аварий и неисправностей. Молниезащита таких объектов выполняется в местностях со средней грозовой деятельностью 10 грозовых часов в год и более.

       К 111 категории относятся здания и сооружения, для которых прямой удар представляет опасность пожара, механических разрушений, поражения людей, животных. Молниезащита этих объектов выполняется в местностях расположенных южнее 65-й параллели со средней грозовой деятельностью 20 и более грозовых часов в год.

       Молниезащита от прямых ударов молний в наземные объекты осуществляется в виде специальных устройств, называемых молниеотводами.

       Молниеотводы разделяются на три основных типа: стержневые, тросовые, или антенные, и сетчатые. Молниеотвод состоит из несущей части (опоры, обычно башенного типа), токоотвода и заземлителя. Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливают либо на отдельных опорах, либо на опорах, связанных с конструкцией объекта. Сетчатые молниеотводы укладывают (или подвешивают) на крышу запускаемого объекта и не менее чем в двух местах соединяют с токоотводами с отдельными очагами заземления. Сечение токоотвода должно быть не менее 100 мм  (при двух токоотводах 50 мм  каждого). Общее сопротивление заземления не должно превышать 10 Ом.

       Каждый молниеотвод образует около себя защитную зону, вероятность попадания молнии в которую практически равна нулю. Так, зона  защиты единичного стрежневого молниеотвода высотой H= 60 м представляет собой конус с образующей в виде ломаной линии и основанием с радиусом R = 1,5 H  .

 

 

    2.1.11. Условия прочности и надежности сосудов, работающих под давлением.

       Правильный выбор допускаемых напряжений при проектировании сосудов, работающих под давлением, достаточно сложен. Допускаемым считается напряжение ниже предела упругости или пропорциональности для конструкций, работающих в области упругих деформаций, либо ниже предела текучести, когда деформации конструкций могут достигать пластической зоны на ее границе с упругой. Такая постановка вопроса предполагает достаточно точное определение рабочих напряжений и постоянство их во времени.

       В связи с тем что материал конструкции сосудов со временем «стареет», «устает» и подвергается влиянию ряда других трудноопределяемых воздействий, расчеты сосудов, работающих под давлением, имеют приближенный характер.

       Особое значение для паровых и других сосудов, работающих под давлением и воздействием высокой температуры, имеет ползучесть, т.е. свойство металла медленно и непрерывно пластически деформироваться во всех направлениях при постоянном напряжении. Ползучесть металла при высоких температурах проявляется при напряжении ниже предела текучести для данного металла. Деформацию ползучести определяют в %, а скорость деформации- в единицах длины за час, например мм/мм ч.

       Для элементов конструкции парового котла допускается скорость ползучести V_n= 10^-5 % в 1 ч, что соответствует удлинению на 1% за 100 000 ч.

       Методика расчета на прочность сосудов сводится к определению толщины стенок цилиндрической части сосуда и днищ.

 

       Предупреждение взрывов котлов, компрессоров, автоклавов и баллонов. Арматура и предохранительные устройства.

       Безопасность работы сосудов под давлением достигается правильным их расчетом на статические и динамические нагрузки, применением доброкачественных материалов для их изготовления, правильной обработкой материалов и надлежащим конструктивным оформлением сосудов и, наконец, созданием нормальных условий эксплуатации.

       Анализ статистических данных о взрывах паровых котлов, воздухо-сборников, компрессорных установок, автоклавов и баллонов показывает, что большая их часть произошла из-за превышения допускаемых расчетных давлений.

Для управления работой находящихся под давлением частей котельного агрегата применяется специальная арматура, в которую входят также основные контрольные приборы и приспособления, обеспечивающие безопасную работу котла.

По правилам Госгортехнадзора каждый паровой котел оборудуется: предохранительными клапанами; манометрами (один рабочий и один контрольный); водоуказательными приборами; запорным вентилем и обратным клапаном на нагревательной линии питания котла водой; спускным вентилем или задвижкой.

Предохранительные клапаны, устанавливаемые на паровых котлах и воздухосборниках (ресиверах) при повышении давления сверх предельного автоматически открываются и выпускают избыток пара или воздуха в атмосферу, вследствие чего давление в котле или ресивере снижается до предельного. На рис.  показана принципиальная схема парового котла и арматуры, а на рис.  - аналогичная схема водогрейного котла и арматуры.