Методы и средства защиты от поражения электрическим током

Для защиты человека от поражения электрическим током в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 применяют:

− изоляцию токоведущих частей, проводов путем нанесения на них диэлектрического материала: пластмасс, лаков, красок, эмалей т.п. (состояние изоляции проверяют не реже одного раза в год в сухих помещениях без повышенной опасности и двух раз в год в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных);

− двойную изоляцию, когда к рабочей изоляции на случай ее повреждения предусматривают дополнительную изоляцию (например, выполняют корпуса или ручки электроинструментов из диэлектрического материала, покрывают изолированные провода общей нетокопроводной оболочки и т.п.);    

− недоступность проводов, частей (воздушные линии электропередачи на опорах, электрические кабели в земле и др.);

− ограждение электроустановок (например, кожухами на электрорубильниках, заборами на подстанциях и др.).

− блокировочные устройства, автоматически отключающие напряжение с электроустановок при снятии с них защитных кожухов, ограждений;

− малые напряжения (не более 42 В), например, для питания электрифицированных инструментов, светильников местного освещения в условиях повышенной электроопасности;

− изоляцию рабочего места (пола, площадки, настила);

− заземление или зануление корпусов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции;

− выравнивание электрических потенциалов;

− автоматическое отключение электроустановок;

− предупреждающую сигнализацию (например, звуковую или световую при появлении напряжения на корпусе электроустановки), надписи, плакаты, знаки;

− средства индивидуальной защиты и др..

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей (или ее эквивалентом) металлических нето­коведущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Заземление предназначено для устранения опасности поражения работника электрическим током в случае прикоснове­ния к нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением, за счет снижения до безопасных значений напряжения, действующего на человека.

Принципиальная схема защитного заземления, установленно­го на производственном оборудовании, представлена на рисунке 3.

1 - система защитного заземления; 2 - электроустановка;

3 - заземлитель; I₃, I_ч - сила тока, протекающего соответственно через заземлитель и тело человека; R₃, R_ч, R_из - сопротивление соответственно заземлителя, тела человека и изоляции

Рисунок 3 - Принципиальная схема защитного заземления

Принцип действия защитного заземления заключается в следую­щем. При замыкании фазы на корпус электроустановки 2 чело­век, прикоснувшийся к этому корпусу, попадает под фазное напряжение, опасное для жизни. При наличии заземляющего уст­ройства тело человека и заземлитель 3 оказываются соединенны­ми параллельно, поэтому при коротком замыкании сила тока, про­ходящего через тело человека, будет во столько же раз меньше силы тока, уходящего через систему защитного заземления 1, во сколько раз сопротивление тела человека больше сопротивления защитного заземлителя.

Исследованиями установлено, что безопасное напряжение на корпусе не должно превышать 40 В. При силе тока короткого за­мыкания, равной 10 А (практически она не превышает несколько ампер), и напряжении в сети до 1 кВ необходимое сопротивление заземлителя должно быть порядка 4 Ом. Расчетное сопротивление тела человека принимается равным 1 кОм.

Защитное заземление устраивают в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ и в сетях напряжением свыше 1 кВ с любым режимом нейтрали. Заземле­нию подлежат электроустановки напряжением переменного тока свыше 42 В, расположенные в помещениях с повышенной опас­ностью и особо опасных, а также наружные электроустановки.

Защитное заземление устанавливается на следующие элемен­ты электроустановок: корпуса электродвигателей, сварочные трансформаторы, переносное электрооборудование, каркасы рас­пределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, ме­таллические конструкции распределительных устройств, металли­ческие рамы автомобилей, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т.д.

Заземлителями могут быть находящиеся в земле металличес­кие стержни или трубы, полосы или проволока, плиты, пластины или листы, фундаментные заземлители в виде стальной арматуры железобетона.

Зануление - это превращение замыкания на корпус электро­установки в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает токовая защита, которая отключает поврежденный участок цепи. При занулении происходит преднамеренное элек­трическое соединение нулевого (защитного) провода с металли­ческими нетоковедущими частями электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Зануление, как и защитное за­земление, защищает человека от поражения электрическим током при появлении на корпусе электрооборудования опасного напря­жения из-за пробоя изоляции.

Принципиальная схема защитного зануления представлена на рисунке 4.

 

1 - фазный провод; 2 - токовая защита; 3 - повторное заземление; 4 - электроустановка; 5 - заземляющее устройство; 6 - нулевой (защитный) провод; I_к - сила тока короткого замыкания; I_н, I₃ - сила тока, протекающего соответственно через нулевой (защитный) провод и заземлитель; R₀, R _n - сопротивление соответственно основного и повторного заземлений; U _ф - фазное напряжение

Рисунок 4 - Принципиальная схема защитного зануления

Принцип действия защиты занулением основан на том, что при появлении на металлических частях электроустановки 4 опасного напряжения в результате замыкания на корпус, возни­кает короткое замыкание между фазным 1 и нулевым (защит­ным) 6 проводами, которое характеризуется большой силой тока, что вызывает срабатывание токовой защиты 2 (сгорание предох­ранителя, для которого эта сила тока является максимальной) и автоматическое отключение электроустановки 4 от электрической сети. В аварийный период (т. е. в период времени от короткого за­мыкания до отключения электроустановки) безопасность от пора­жения током обеспечивается заземляющим устройством 5 с со­противлением R₀, которое действует как защитное.

Токовой защитой 2 могут служить плавкие предохранители, автоматы и устройства защитного отключения, магнитные пуска­тели, срабатывающие за очень короткий промежуток времени (доли секунды).

Повторное заземление 3 нулевого провода защищает человека от поражения током в случае замыкания фазы на корпус и одно­временного обрыва нулевого провода. Такое заземление устраи­вают через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м. Сопротивление R _п каждого из повторных за­землений составляет не более 10 Ом.

Защиту занулением применяют в трехфазных четырехпровод­ных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ.

Быстродействующая защита (УЗО – устройства защитного отключения), обеспечивающая       автоматическое отключение электроустановки (через 0,05 - 0,2 с) при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током, называется защитным отключением. При замыкании фазы на корпус, снижении сопротивления изоляции сети ниже определенного предела, при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки и в других опасных для человека случаях происходит изменение каких - либо электрических величин, которые дают сигнал для срабатывания защитного отключения.

Электрозащитные средства предназначены для защиты людей при обслуживании электроустановок. Их подразделяют на изолирующие (основные и дополнительные), ограждающие и вспомогательные (Приложение А).

Изолирующие средства служат для изоляции человека от токоведущих частей и от земли. Изоляция основных изолирующих средств выдерживает полное рабочее напряжение электроустановок, ими разрешено касаться токоведущих частей под напряжением. Дополнительные средства самостоятельно не могут обеспечить безопасность обслуживающего персонала, их применяют совместно с основными средствами для усиления их защитного действия.

К основным изолирующим средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относят изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, изолирующие съемные вышки и лестницы, площадки и др., а в электроустановках до 1000 В, кроме указанных, - диэлектрические перчатки и инструменты с изолирующими рукоятками.

К дополнительным изолирующим средствам в электроустановках напряжением выше 1000 В относят - диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки, а в электроустановках до 1000 В, кроме того, - диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки.

Ограждающие защитные средства (щиты, ограждения - клетки, изолирующие накладки, временные переносные заземления и др.) предназначены для временного ограждения токоведущих частей.

Вспомогательные защитные средства (предохранительные пояса, страховочные канаты, когти, защитные очки, рукавицы, суконные костюмы и др.) служат для защиты от случайного падения с высоты, а также от световых, тепловых, механических и химических воздействий электрического тока.