Методы и средства обеспечения электробезопасности.

Электробезопасность в соответствии с ГОСТ 12.1.019. должна обеспечиваться:

- безопасной конструкцией электроустановок;

- техническими способами и средствами защиты;

- организационными и техническими мероприятиями.

Обеспечение электробезопасности техническими способами и средствами предусматривает: защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защиту от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.
Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства: защитные оболочки; защитные ограждения (временные или стационарные); безопасное расположение токоведущих частей; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); изоляция рабочего места; малое напряжение; защитное отключение; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциала; система защитных проводов; защитное отключение; изоляция нетоковедущих частей; электрическое разделение сети; малое напряжение; контроль изоляции; компенсация токов замыкания на землю; средства индивидуальной защиты.

Рассмотрим более подробно некоторые технические средства защиты от по­ражения электрическим током.

Применение малого напряжения. В целях умень­шения опасности поражения электрическим током применяют но­минальное напряжение — не более 42 В, например, для питания ручных переносных ламп и светильников местного освещения в по­мещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также для питания электрифицированных ручных машин в особо опасных по­мещениях. При особо неблагоприятных условиях (сырые участки траншей, шахты, колодцы и т. п.) для питания ручных переносных ламп нужно применять напряжение 12 В. Ток малого напряжения получают от понижающих трансформаторов. Защита от случайного перехода высокого напряжения (380, 220 и 127 В) на обмотку низкого напряжения (42 или 12 В) осуществляется путем заземле­ния вторичной обмотки и корпуса понижающего трансформатора.

Электрическая изоляция токоведущих частей. С течением времени в условиях химически активной среды или в других неблагоприятных условиях эксплуатации электроизоляци­онные свойства изоляции снижаются, поэтому сопротивление ее необходимо периодически контролировать.

Изоляцию подразделяют на рабочую (обеспечивает нормаль­ную работу электроустановки и защиту от поражения электриче­ским током); дополнительную (дополнительную к рабочей на слу­чай повреждения рабочей изоляции); усиленную (улучшенную ра­бочую изоляцию); двойную (состоящую из рабочей и дополнитель­ной изоляции).

Оградительные устройства. Устройства, предотвра­щающие прикосновение или приближение на опасные расстояния к токоведущим частям в случаях, когда провода или токоведущие части электрооборудования не могут иметь изоляции (например, троллейные провода), размещают на расстоянии, недоступном для соприкосновения с ними человека (например, вверху); применяют также защитные ограждения, изготовленные из трудногорючих или негорючих материалов.

В общем случае ограждения и оболочки предназначены для предотвращения любого прикосновения к токоведущим частям электроустановки (ГОСТ Р 50571. 3-94) Если необходимо снять ограждение или вскрыть оболочку или ее части, это может быть сделано только:

- с помощью ключа или специального инструмента или

- после обесточивания токоведущих частей, защищенных этими ограждениями или оболочками и т.д.

Защита путем размещения вне зоны досягаемости предназначена только для предотвращения непреднамеренных прикосновений к токоведущим частям. Части электроустановки с разными потенциалами, доступные одновременному прикосновению, не должны находиться внутри зоны досягаемости. Две части считаются доступными одновременному прикосновению, если они находятся на расстоянии не более 2,5 м друг от друга (рис.4.46.)

 

- граница зоны досягаемости;

 

Рис. 4.46. Зона досягаемости: S - поверхность, на которой может находится человек; 0,75; 1,25; 2,50 м - расстояния от края поверхности S до границы зоны досягаемости

 

 

Предупредительная сигнализация, блокиров­ка, знаки безопасности. Звуковой сигнал и красный свет лампы предупреждают о появлении опасности, например напряже­ния в электроустановках, зеленый свет оповещает о снятии этого напряжения.

Предупредительные плакаты, вывешиваемые на видных местах, подразделяют на предостерегающие или предупреждающие об опасности (например, «Стой, опасно для жизни»). Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например, «Не вклю­чать— работают люди», «Не включать — работа на линии»). Есть плакаты, напоминающие о каких-либо принятых мерах (например, «Заземлено»).

Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановок провода, шины и кабели имеют маркировку ввиде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электриче­ской цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряже­нием. Так, при снятии защитного ограждения или открывании две­рец установки, находящейся под напряжением, контакты разъеди­няются, отключая установку.

Средства защиты и предохранительные при­способления предназначены для защиты персонала от элект­ротравм при работе на электроустановках. Защитные средства под­разделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные заземлители, щиты, изолирующие накладки) и изолирующие, которые, в свою очередь, подразделяют на ос­новные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования. При напряжении в установках более 1000 В в качестве защитных средств применяют изолирующие штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи и указатели напряжения.

Если работы выполняют под напряжением в установках до 1000 В, кроме штанг и клещей используют диэлектрические пер­чатки, рукавицы и монтерский электроинструмент с изолирован­ными ручками.

Дополнительные защитные средства применяют при использо­вании основных средств для усиления их изолирующих свойств. К таким защитным средствам при работе под напряжением более 1000 В относят диэлектрические перчатки, боты, ковры и изолиру­ющие подставки. В установках под напряжением до 1000 В допол­нительными защитными средствами являются диэлектрические ковры и галоши, а также изолирующие подставки.

Предохранительными приспособлениями являются предохрани­тельные пояса, монтерские когти, лестницы.

Компенсация токов замыкания на землю. В дан­ном случае между нейтралью и землей включают компенсацион­ную катушку. Этот вид защиты применяют одновременно с защит­ным заземлением или отключением.

Выравнивание потенциалов — метод снижения напря­жений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых мо­жет одновременно стоять человек. Практически для этого устраи­вают контурное заземление, т. е. располагают заземлители по кон­туру вокруг заземленного оборудования.

Электрическое разделение сетей — разделение их на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Безопасность заключается в том, что сети большой протяженности имеют большую емкость относительно земли и небольшие сопротивления изоляции. В этом случае человек, прикоснувшийся к токоведущим частям, попадает под действие фазного напряжения.

Защитное заземление — устранение опасности пораже­ния человека током в случае прикосновения его к нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напря­жением.

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

Принцип действия защитного заземления основан на снижении до безопасных значений напряжений шага, обусловленных замы­канием на корпус. Снижают напряжение путем уменьшения потен­циала заземленного оборудова­ния за счет уменьшения сопротив­ления заземления.

 

Рис.4.47. Принципиальная схема действия защитного заземления.

 

 

При замыкании фазы 1 (рис. 4.47) на корпус электроустанов­ки человек, прикоснувшийся к этому корпусу, попадает под фаз­ное напряжение, опасное для жизни. При наличии заземляю­щего устройства со­противление тела человека и заземлителя включаются в парал­лельные ветви, и при неизменном общем токе, т. е. при токе корот­кого замыкания I₃ сила тока, про­ходящего через тело человека, будет равной Ih=I₃(R₃/Rh), ас учетом коэффициентов α₁ – коэффициент напряжения прикосновения и α₂ – коэффициент, учитывающий падение напряжении в дополнительных сопротивлениях цепи человека. Под напряжением прикосновения понимаем напряжение между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек.

Из этого равенства следует, что для уменьшения силы тока, проходящего через тело человека, необходимо уменьшить сопротивление заземлителя.

Для участка, к которому подключается человек, т. е. участок корпус — земля как часть электрической цепи, применим закон Ома

где U_K — напряжение на корпусе, В; I₃ — ток замыкания на зем­лю, A; R ₃ — сопротивление заземлителя, Ом.

Отсюда следует, что уменьшить напряжение до безопасной ве­личины на корпусе, к которому прикасается человек, можно путем уменьшения сопротивления участка корпус — земля. Уменьшают сопротивление этого участка снижением сопротивления заземлителя R ₃.

Исследованиями установлено, что безопасное напряжение на корпусе не должно превышать 40В. Принимая ток короткого замыкания в размере 10 А (практически он не превышает несколь­ких ампер) при напряжении в сети до 1000В, необходимое сопротивление заземлителя должно быть порядка 4 Ом.

Защитное заземление устраивают в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000В, а выше 1000 В — с любым режимом нейтрали. Заземлению подлежат электроустановки напряжением выше 42 В переменного тока в по­мещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках.

В отличие от защитного заземления рабочее заземление пред­назначено для обеспечения нормальных режимов работы электро­установки.

Не заземляют электроустановки, работающие при напряжении 42 В и ниже переменного тока, за исключением взрывоопасных ус­тановок, электроприемники с двойной изоляцией, корпуса различ­ных электроизмерительных приборов.

Заземлять необходимо следующие элементы электроустановок: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, све­тильников, переносных злектроприемников, каркасы распредели­тельных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, металличе­ские конструкции распределительных устройств, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. д.

Заземляющее устройство (рис. 4.47.) состоит из заземлителя 2, представляющего собой металлический проводник (один или не­сколько), находящийся в земле, и проводника 3, соединяющего за­земляемые элементы электроустановки 1 с заземлителем 2.

В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

— металлические стержни или трубы;

— металлические полосы или проволока;

— металлические плиты, пластины или листы;

— фундаментные заземлители;

— стальная арматура железобетона.

Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземлителя может быть рассчитано или измерено. Наименьшие размеры заземляющих проводников, проложенных в земле представлены в табл. 4.24.

Таблица 4.24.