Технические способы и средства защиты от электрического тока

Для обеспечения электробезопасности применяют отдельно или в сочетании друг с другом средства защиты:

 

- защитное заземление;

- зануление;

- отключение;

- выравнивание потенциалов;

- малое напряжение;

- изоляция токоведущих частей;

- электрическое разделение частей;

- оградительные устройства;

- блокировка;

- предупредительная сигнализация;

- знаки безопасности;

- предупредительные плакаты;

- электрозащитные средства.

 

1. Малое напряжение:

 

Наибольшая степень безопасности достигается при использовании напряжения – 12, 24, 36 и 42 В. Малое напряжение – напряжение 12, 24, 36, но не более 42 применяемое в цепях для уменьшения опасности поражения электрическим током. Источники малого напряжения – батареи гальванических элементов.

 

В помещениях с повышенной опасностью для питания светильников, ручных переносных ламп, ручного инструмента применяется напряжение не более 42 В. А в особо опасных при наличии большой сырости или агрессивной среды для питания ручных переносных ламп используется напряжение 12 В.

 

Использование малых напряжений – эффективная мера защиты, однако область применения не велика, что обусловлено сложностью создания протяженных сетей и мощных электроприемников малого напряжения.

2. Ограждения:

Чтобы исключить возможность опасного приближения или прикосновения к опасным токоведущим частям должна быть предусмотрена недоступность последних при помощи ограждений, блокировок расположения на недоступной высоте или в недоступном месте.

 

Ограждения применяются как сплошные, так и сетчатые с размером сетки 25х25мм.

 

Сплошные ограждения виде кожухов и крышек применяются в установках с напряжением до 1000В размещаемых в производственных, но не электрических помещениях. Сетчатые ограждения применяют в электроустановках с напряжением как до, так и свыше 1000В и доступных квалифицированному электроперсоналу.

 

В тех случаях когда изоляция ограждений токоведущих частей оказывается невозможной или нецелесообразной (воздушные линии высокого напряжения) их размещают на недоступной для прикосновения высоте.

 

3. Блокировки:

 

Применение блокировок обеспечивает автоматическое отключение питания(снятия напряжения) со всех элементов электроустановки при появлении опасности поражения электрическим током.

 

4. Электрическое разделение сетей:

Разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое сопротивление исправной изоляции поэтому ток короткого замыкания в таких сетях может достигать больших величин.

 

В сетях напряженность до 1000 В большой напряженности прикосновение к фазе становится опасным т.к. человек оказывается под напряжением близким к фазному и если единую сеть с большой емкостью и малым сопротивлением изоляции разделить на ряд сетей такого же напряжения, которые будут обладать незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции опасность поражения электрическим током резко снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения потребителей через разделительный трансформатор.

 

Электрическое разделение сетей – разделение сетей на электрические несвязанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора.

 

Этим достигается компенсация основной (емкостной) составляющей относительно земли.

5. Изоляция токоведущих частей:

Исправность изоляции – основное условие обеспечения безопасности эксплуатации и надежности электроснабжения электроустановок.

 

Применяют несколько видов изоляции:

 

- рабочая – обмотка провода, … лаки, кампауды.

- дополнительная – предусматривает дополнение к рабочей в случае ее повреждения (пластиковый корпус машины, изолирующая втулка и т.д.).

- двойная – основная + дополнительная. Двойная изоляция считается достаточной для обеспечения электробезопасности и, поэтому использование разрешается без применения других защитных средств. Свойства пластмассы: невысокая механическая плотность, ненадежность соединения с металлическим ограждением: ограничивают область применения двойной изоляции. Двойную изоляцию используют электрических приборах небольшой мощности.

 

Контроль изоляции разделяют на приемосдаточный периодический и постоянный. Для периодического контроля используют специальные приборы – мегаомметры. Согласно установленному правилу, сопротивление каждого участка изоляции в сетях до 1000В должно быть не менее 0,5 Мом на фазу.

 

6) Защитное заземление:

Защитное заземление – соединение с землей или ее эквивалентом (вода, каменный уголь и т.д.) металлических нетоковедущих частей электрических устройств, которые могут оказаться под напряжением, например, при замыкании фазы на землю.

 

Задача защитного заземления заключается в устранении опасности поражения эл током в случае прикосновения человека к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям эл установки, оказавшейся под напряжением.

 

Принцип действия – снижение сопротивления заземления между корпусом и землей до безопасного значения.

 

ВЭ - вертикальный электрод. Глубина траншеи 0,8 метров.

Если корпус не заземлен, то ток проходящий через тело человека достигает опасных значений. При применении заземления большая часть тока будет протекать через него, и в результате ток достигает безопасных величин.

.

Различают Заземлители:

 

а) Искусственные – созданные исключительно для целей заземление

б) естественные – находящиеся в земле металлические предметы иного назначения

 

В качестве естественных заземлителей могут использоваться:

 

- проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы за исключением трубопровода горючих жидкостей и газов;

- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений имеющие соединение с землей;

- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле

 

Для искусственного заземления применяют вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве вертикальных электродов используются:

 

- стальные трубы диаметром больше 50 мм;

- стальные уголки 50х50 мм и длиной 2,5-3 м

- стальной прут диаметром 12-20 мм, длиной до 10 м

 

Для связи вертикальных электродов и самостоятельно используются горизонтальные электроды – стальные прутья диаметром 4 мм и длиной 40 мм.

 

Защитное заземление необходимо выполнять:

 

- в сетях с заземленной нейтралью свыше 1 кВ;

- в сетях с изолированной нейтралью;

- при напряжении 380 В и выше в сетях переменного тока;

- при номинальном напряжении выше 42 В переменного тока только в помещениях с повышенной опасность и в наружных установках.

 

Виды заземляющих устройств

 

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителей, соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Состоят из заземляющих проводов, соединяющих заземляемые части эл установок с заземлителем.

 

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляющего оборудования различают два типа заземляющих устройств: а)выносное и б)контурное.

 

а) Выносное (сосредоточенное) характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляющее оборудование или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

 

 

У выносного заземления отдаленность заземлителя от заземляемого оборудования возникает в следующих случаях:

 

1. при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории.

2. при высоком сопротивлении земли на данной территории (песчаный или скалистый грунт) и наличие вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли.

3. при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (горные выработки).

 

Поэтому заземляющие устройства такого типа используются при малых токах замыкания на землю, в частности в устройствах до 1 кВ.

 

б) Контурные заземляющие устройства:

план

 

Характеризуется тем, что электроды размещаются по контуру или периметру площадки, на которой находится заземляемое устройство, а также внутри этой площадки. Часто электроды располагаются на площадке равномерно и поэтому контурное устройство иногда называют распределенным.

 

 

7) Зануление:

Это преднамеренное электрическое соединение с многократно заземленным нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус.

 

Принцип действия зануления – превращение замыкания или пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводом) с целью вызвать большой ток способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить поврежденную установку от питающей цепи.

 

В качестве защиты могут использоваться плавкие предохранители, магнитные пускатели, контакторы, автоматические выключатели.

 

Если пробило фазу ток идет на проводник на нулевой провод, далее на фазу, сгорает предохранитель и система отключается – получается петля. Величина тока замыкания определяется фазным напряжением и сопротивлением петли.

 

 

где: Zт – внутреннее сопротивление трансформатора

- активное сопротивление фазного и нулевого провода

Хф, Хн - внутреннее сопротивление фазного и нулевого провода

Х' – внешнее индуктивное сопротивление

 

,

 

где: Jн – номинальный ток плавких ставок

 

Согласно ПУЭ ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в 3 раза ток плавких вставок, а для автоматов – в 1,4 раза.

 

Зануление применяется в трехфазных глухо заземленных сетях напряжением до 1000В. Обычно это сети напряжением 380/220В и 220/127В

 

Повторное заземление нулевого провода обеспечивает напряжение корпуса относительно земли в момент короткого замыкания при обрыве нулевого провода. Повторное заземление нулевого провода - практически не влияет на отключающую способность нулевого проводника. Но при отсутствии нулевого защитного провода возникает опасность поражения электрическим током во время замыкания фазы на корпус в случае обрыва нулевого проводника.

 

В этом случае напряжение на корпусе: