Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов.

По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

Средства защиты от поражения электрическим током разделяются на общетехнические, специальные и индивидуальные.

К общетехническим средствам защиты от прикосновения к токоведущим частям относятся:

• изоляция проводов;
• применение безопасного сверхнизкого (малого) напряжения;
• обеспечение недоступности токоведущих частей с использованием оградительных средств (ограждения, кожух, корпус, электрический шкаф и т.д.);
• блокировки безопасности (механические, электрические);
• применение защитных устройств от случайных прикосновений (изолирование, ограждения, сигнализация, блокировка, заземление или зануление, защитное отключение, знаки безопасности);
• использование средств борьбы со статическим электричеством;
• меры ориентации (маркировка отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация и др.);
• использование средств защиты.

Для защиты от случайных прикосновений токоведущие части и детали электрооборудования изолируют.

Электрическая изоляция - это слой диэлектрика, которым покрывают токоведущие части. Изоляция проводов характеризуется ее электрическим сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов относительно земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для человека.

Во время работы электроустановок состояние изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (химически активных веществ и кислот, температуры, давления, большой влажности или чрезмерной сухости). Нельзя допускать механических повреждений изоляции электроприборов.

Рассмотрим также случаи применения сверхнизкого (малого) напряжения. Сверхнизким (малым) напряжением считают напряжение, не превышающее 50 В.

В производственных условиях применяются малые напряжения 12 и 36 В. Они используются для питания ручного электрифицированного инструмента, переносных светильников, местного освещения в особо опасных помещениях и в помещениях с повышенной опасностью. Для светильников стационарного освещения, переносных светильников и электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью безопасным напряжением считают 36 В.

Безопасным для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов, в осмотровых канавах, в сырых помещениях принято считать напряжение до 12 В.

Однако полную безопасность малые напряжения не гарантируют, поэтому они должны применяться в сочетании с другими средствами индивидуальной защиты (диэлектрическими ботами, перчатками, ковриками).

Широко распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства не представляется возможным. Уменьшение рабочего напряжения ведет к уменьшению мощности, что экономически нецелесообразно.

Ограждения применяются сплошные и сетчатые. Они должны быть огнестойкими. В установках напряжением выше 1000 В должны соблюдаться допустимые расстояния от токоведущих частей до ограждений.

Опасную зону для защиты от случайного прикосновения человека ограждают. Ограждения выполняют в виде переносных щитов, стенок, экранов, располагаемых в непосредственной близости от опасного оборудования или открытых токоведущих шин.

Незащищенное электрическое оборудование размещают также на недоступной высоте в помещении. Ограждения должны быть выполнены таким образом, чтобы снятие или открывание их были возможны лишь при помощи ключа или инструмента.

Оградительные устройства применяют совместно с сигнализацией и блокировкой, которые предотвращают несанкционированный доступ к опасному оборудованию.

Блокировка применяется в электроустановках с огражденными токоведущими частями. Она автоматически обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при несанкционированном проникновении за ограждение.

К специальным средствам защиты от напряжения, появившегося на корпусе электроустановки в результате нарушения изоляции, относятся защитное заземление, защитное зануление и защитное отключение.

Защитное заземление и зануление являются основной мерой защиты металлоконструкции. Основная цель этого мероприятия - защитить от возможного удара током пользователя прибора при замыкании на корпус, например от поражения электрическим током в случае замыкания фазного провода на корпус, когда нарушена изоляция.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой- либо точки системы электроустановки или оборудования с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин и инструментов, осветительной арматуры, каркасы распределительных щитов, помещения с повышенной электроопасностью.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Заземлители - металлические стержни, специально забиваемые вертикально в землю, а в ряде случаев еще и дополнительные приваренные к ним металлические полосы или прутки, укладываемые горизонтально в земле на дно котлована.

В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением электрический ток пройдет в землю по параллельной цепи, но не через тело человека.

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

• 1) уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление;
• 2) отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом.

В правильно спроектированной системе появление утечки тока приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств.

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени.

Заземление является дублером защитных функций предохранителей. Заземлять все электроприборы, имеющиеся в доме, нет необходимости: у большинства из них имеется надежный пластмассовый корпус, который сам по себе защищает от поражения электрическим током.

Занулением называют электрическое соединение металлических частей электрического устройства, не находящихся под напряжением, с заземленным нулевым проводом в пункте источника питания электроэнергией.

Защитное отключение - это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении на ее корпусе опасного напряжения.

Перед началом работ с ручными электрическими машинами, переносными электроинструментами и светильниками следует:

• определить по паспорту класс безопасности машины или инструмента, установить его соответствие намечаемым работам;
• проверить комплектность и надежность крепления деталей;
• убедиться (внешним осмотром) в исправности кабеля (шнура), его защитной трубки и штепсельной вилки, целостности изоляционных деталей корпуса, рукоятки и крышек щеткодержателей, защитных кожухов;
• проверить четкость работы выключателя;
• выполнить (при необходимости) проверку работы устройства защитного отключения;
• проверить работу электроинструмента или машины на холостом ходу;
• проверить исправность цепи заземления (корпус машины - заземляющий контакт штепсельной вилки).

Не допускается использовать в работе ручные электрические машины, переносные электроинструменты и светильники, имеющие дефекты.

Статическим электричеством называется совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрика или на изолированных проводниках.

Оно возникает в технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ. При этом на самих материалах и на оборудовании образуется электрический потенциал в тысячи и десятки тысяч вольт. Приобретение телами избыточного заряда связано с явлением контактной электризации. Заряд в значительной степени зависит от электрической емкости материала, из которого выполнены изолированные проводящие объекты.

Проводящими объектами могут быть металлические обрезинен- ные материалы, вращающиеся части технологического оборудования, люди, работающие с наэлектризованными материалами. Заряжение таких объектов может происходить двумя путями: непосредственный контакт с наэлектризованными материалами и индуктивное заряжение, а также при смешанном заряжении.

Основным средством борьбы со статическим электричеством на всех объектах является применение заземляющих устройств.

Эффективным средством защиты от статического электричества является увлажнение помещений. Установлено, что при относительной влажности выше 70% накопления электростатических зарядов на поверхностях не происходит.

Для предотвращения искровых разрядов статического электричества следует устраивать усиленную вентиляцию и токопроводящие полы, увлажнять воздух, выдавать спецобувь и спецодежду.

Для предупреждения человека о возможной опасности, запрещения или предписания определенных действий, а также для информации о расположении объектов с опасными и (или) вредными воздействиями производственных факторов применяют меры ориентации - знаки безопасности (маркировка отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация и др.).

Плакаты и знаки электробезопасности предназначены для использования в электроустановках, на оборудовании и ограждениях токоведущих частей, конструкциях и стационарных лестницах, коммутационных аппаратах, вентилях и задвижках воздуховодов, трансформаторах и другом оборудовании с целью предупреждения о возможных опасностях, предотвращения аварийных ситуаций и травмирования людей.

В таблице 4.1 представлены виды и размеры знаков электробезопасности.

Таблица 4.1

Виды и размеры знаков электробезопасности

Средства индивидуальной защиты. Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.

К основным изолирующим электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся изолирующие штанги, изолирующие клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, ручной изолирующий инструмент. Они проходят обязательную периодическую проверку. Их испытывают на пробой напряжением.

На рисунке 4.1 представлены электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В.

Рис. 4.1. Электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В: о - основные средства: 1 - изолирующие клещи; 2 - гаечный ключ с изолирующими рукоятками; 3 - отвертка с изолирующими рукоятками; 4 - пассатижи с изолирующими рукоятками; 5, 6, 7 - указатели напряжения; 8- токоизмерительные клещи; 9 - перчатки диэлектрические; б - дополнительные средства:

1 - галоши диэлектрические; 2 - боты диэлектрические; 3 - туфли антистатические; 4- сапоги диэлектрические; 5 - диэлектрический ковер; 6 - диэлектрическая дорожка; 7- изолирующая подставка

К дополнительным изолирующим электрозащитным средствам относят такие, которые сами по себе не могут при определенном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняют основное средство защиты:

• в электроустановках с напряжением выше 1000 В это диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические ковры и др.;
• с напряжением до 1000 В - диэлектрические галоши, диэлектрические ковры, изолирующие подставки.

Вспомогательные защитные средства применяют для защиты от случайного падения с высоты, предохранения от световых и тепловых воздействий тока.

Вспомогательными средствами являются: предохранительные пояса, грудные обвязки, канаты, когти, защитные очки, рукавицы, суконные костюмы.

В основу обеспечения электробезопасности должно быть положено выполнение требований действующих правил устройства электроустановок (ПУЭ) и правил охраны труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок.

При выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются три основных параметра: сила тока, протекающего через тело человека, напряжение прикосновения и длительность протекания тока.

Чтобы при работе с электрическими установками обеспечить хороший уровень безопасности используют комплекс специальных организационно-технических мероприятий . В него включают индивидуальные и коллективные средства защиты, обучение персонала и систему проверки знаний, заземление, автоматическое отключение оборудования, другие средства.

Энергия должна быть безопасной

Положения и нормативы

Подробно тематические правила изложены в соответствующих государственных стандартах. Их создают с учётом международных норм, на основе практического опыта, научных знаний, лабораторных исследований, испытаний. Общие положения, технические и организационные средства приведены в ГОСТ IEC 61140-2012. Этот документ вступил в действие с 01.07.2014г. Он ратифицирован уполномоченными органами стран СНГ. Практики используют Правила устройства электроустановок в разных версиях (ПУЭ). В настоящее время актуальной для РФ является 7-ая редакция.

В стандартах указано, что область применения нормативов защиты человека от поражения током распространяется на все электрическое оборудование. Сделано разделение на две основные группы:

• низковольтная – до 1000 В переменного (1500 В постоянного) тока;
• высоковольтная – выше 1000/ 1500 В соответственно.

Особенности некоторых терминов, которые использованы в этой статье:

• Основная защита от поражения электрическим током разрабатывается для нормальных условий. В действительности учитывают возможность повреждений, повышенную влажность, иные значимые дополнительные факторы.
• Опасной для человека частью при высоком напряжении считают не только проводник, но и поверхность изоляции.
• Защитный барьер создается для предотвращения случайного доступа персонала к определенным частям оборудования. Ограждение не позволяет проникнуть к ним с любого направления.
• Основной изоляционный слой обеспечивает защиту человека при обычных условиях. Дополнительный – выполняет те же функции при повреждении. Двойной изоляцией называют наличие двух слоев одновременно.
• Шаговым называют напряжение между точками, расположенными на расстоянии 1 метра друг от друга (п. 3.33. ГОСТ IEC 61140-2012).
• Следующие технические ограничения силы тока/заряда применяют при расчете параметров определенных защитных средств:
  

1. Ощутимый порог – 0,5 мА переменный (2 мА постоянный) ток.
2. Болевой порог – 3,5 и 10 мА соответственно.
3. При наличии заряда ощутимый порог составляет 0,5 мкКл, а болевой – в 100 раз больше.

Техническая пассивная защита

К этой категории относят надежную изоляцию проводника, предотвращающую контакт человека с токоведущими частями. Параметры слоя рассчитывают с учетом возможных механических и других внешних воздействий. Он должен препятствовать проникновению воды и кислорода, чтобы исключить появление и развитие коррозийных процессов. Его сопротивление создают не менее 0,5 МОм относительно земли. Если используется двойная изоляция, то минимально допустимое сопротивление в 10 раз больше.

Для защиты человека от поражения током применяют заземление. Для этого соединяют металлические корпуса и каркасы оборудования проводником с заземляющим элементом (контуром). При замыкании можно почувствовать напряжение прикосновения, но ток не будет опасным. Обязательно такую систему используют при монтаже установок, работающих с трехфазными сетями 380 V.

Схема заземления в частном доме

Заземляющее устройство может быть выносным и контурным. Вторая схема более эффективна. Она предполагает близкое расстояние от оборудования до точек заземления. Если имеется такая возможность, проводник подключают к трубопроводам водоснабжения, металлическим частям фундаментов.

Не допускается подсоединение к газовым магистралям. При необходимости в землю погружают специально изготовленные для этого элементы из металла. Сопротивление соединяющего проводника не должно превышать 4 Ом для низковольтного оборудования. Но для частных потребителей допустимо 30 Ом максимум.

К этой же категории пассивных защитных средств относится снижение до безопасного для человека уровня (42 В) напряжения питания потребителей электроэнергии. Приведенные выше цифры являются только примерными. Для точного расчета необходимо учитывать особенности конкретных условий и нормы, установленные в ПУЭ.

Активная техническая защита

В трехфазных четырехпроводных сетях переменного тока применяют схему «зануления». Чтобы выровнять потенциалы при возникновении аварийных ситуаций, один из проводов заземляют и соединяют с корпусом оборудования. Если возникнет короткое замыкание (КЗ), соответствующий участок сети будет отключен. Для этого в цепь включают плавкие предохранители или автоматы.

Такие средства защиты персонала будут работать четко, если расчетный ток при КЗ превысит номинал плавкой вставки не менее чем в три раза.

Аналогичным образом, с учетом проводимости, подбирают модель автоматического выключателя. В этом случае допустимо применять меньшую кратность значений тока по отношению к режиму короткого замыкания, более 1,4 раза при работе напряжениями до 1000 В. Современные модели таких устройств обеспечивают отключение подачи тока примерно за 0,01 с.

Модель автоматического выключателя

Чтобы повысить надежность такой схемы подбирают минимально возможное сопротивление цепи защитного контура. Нулевой проводник подключают к земле в нескольких местах, поэтому даже при обрыве необходимая функция будет выполнена.

Отключение установок от однофазных сетей производится с помощью специализированных защитных устройств. Они срабатывают, если снижается сопротивление изоляции, или человек прикасается к токоведущим частям оборудования. Их применяют отдельно, а также как дополнение к заземлению (занулению).

Параметры выборы автоматов

Предупредительные действия

В следующем перечне приведены мероприятия, которые обеспечат ограничение доступа человека в определенную зону, сообщат о потенциальных опасностях:

• Барьеры. Они предназначены для квалифицированных работников, но не способны предотвратить доступ случайно оказавшихся в опасной зоне людей. Эти конструкции не допускают контакт с частями оборудования, которые находятся под напряжением.
• Ограждения создают с достаточно большой механической прочностью. Их оснащают запорными механизмами, либо соединениями, которые разъединяются только с применением инструментов.
• Световая, цветовая и звуковая сигнализация предупредит выполнение неправильных действий персоналом или посторонним человеком. В некоторых ситуациях нужный результат достигается установкой специальных блокирующих устройств.

Ограждение электроустановок для ограничения доступа посторонних лиц

Индивидуальные средства

При производстве работ специалисты используют:

• Штанги и клещи, которыми производятся измерения, выполняется замена плавких предохранительных вставок. Специальные отвертки, пассатижи, ключи. Указатели фазы, напряжения. Все перечисленные изделия оснащаются изолирующими рукоятками, предотвращающими поражение человека электрическим током .
• Коврики, галоши, перчатки, изготовленные из диэлектрических материалов. Маски, респираторы, каски, другие средства защиты.

Индивидуальные защитные средства от поражения электрическим током

• Мобильные устройства заземления.
• Таблички, предупреждающие о выполнении работ с электрическим оборудованием. Знаки, запрещающие проход в опасную зону.

Если необходимо применяют стремянки, вышки, страховочные пояса и канаты, противогазы и респираторы, защитные очки и специальную одежду.

Организационные мероприятия

Выполнение следующих мероприятий помогает предупреждать возникновение опасных ситуаций:

• Правильная работа отдела кадров предприятия. Подбор для работы в соответствующих подразделениях сотрудников, не имеющих ограничений по здоровью, достигших возраста 18 лет. Хорошее физическое и психическое состояние должно подтверждаться официальными справками о прохождении профессиональных медицинских осмотров.
• Полноценное обучение персонала правилам обслуживания электрических установок с учетом актуальных норм безопасности. Полученные знания проверяются. Перед выполнением работ производится инструктаж. Должностные инструкции разрабатываются с учетом действующих норм ГОСТов, утверждаются официально приказом в письменной форме.
• Назначается человек, ответственный за электрооборудование, выполнение правил техники безопасности.
• В установленные нормами сроки производится контроль изоляции и других параметров электрических сетей. Для этого используют соответствующие нормативные акты, которые собраны в едином документе «Правила устройства электроустановок». В России действует седьмая редакция сборника. Последние изменения были утверждены Минэнергетики РФ 08 июля 2002 г. для отраслевых предприятий со сроком действия от 01.01.2003 г. Периодичность осмотров устанавливается в зависимости от характеристик оборудования и условий его эксплуатации.

Дополнительные меры

Упомянутые выше «Правила устройства электроустановок» не являются стандартами. В них не включены положения, относящиеся к защите оборудования при пожарах, грозах. Именно поэтому необходима разработка действенной защиты с учетом особенностей конкретных задач.

Специальные меры применяют при наличии увеличенной напряженности электрического поля в помещении.

Надо помнить, что превышение норм способно вызвать существенные изменения состояния сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека.

Видео про СЗ

О существующих средствах защиты от поражения электрическим током можно узнать из видео ниже.

Отрицательное влияние на здоровье способны оказать статические заряды. Их устраняют с помощью правильного применения материалов при изготовлении корпусов и других частей агрегатов и машин. Некоторые современные изделия не электризуются даже при наличии способствующих этому процессу условий. Снимают излишний заряд с помощью заземления. В некоторых случаях необходимый результат получают, повышая влажность, добавляя проводящие добавки, изменяя другие параметры технологических процессов в процессе обработки диэлектрического сырья.

Основными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, электрозащитные средства, уравнивание потенциалов, двойная изоляция, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с грунтом Земли металлических нетоковедущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением.

Область применения защитного заземления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СИН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока.

Защитное заземление специально предназначено для обеспечения электробезопасности и позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека, до длительно допустимого значения . Защитному заземлению подлежат доступные для прикосновения человека металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, например, из-за повреждения изоляции фазного проводника сети. Схема защитного заземления представлена на рис. 4.10.

На рисунке пунктирными линиями показано эквивалентное сопротивление Z из /3 , которое заменяет комплексные сопротивления изоляций фаз в случае их равенства, но подключено к нейтрали N электрической сети.

В случае пробоя фазы на корпус ток замыкания определяется по формуле

в которой влиянием параллельного соединения R з и R h можно пренебречь (R з ||R h << Z из /3 ), т. к. R з << Z из . В результате ток замыкания на землю в СИН напряжением до 1000 В практически не превышает 5 А, а в большинстве случаев он во много раз меньше.

Для обеспечения приемлемой безопасности прикосновения к повреждённой электроустановке в СИН (замыкание фазы на корпус) необходимо обеспечить в любое время года достаточно малую величину сопротивления заземления.

Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства , которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.

Естественные заземлители – это непосредственно контактирующие с грунтом электропроводящие элементы коммуникаций, зданий и сооружений, специально не предназначенные для целей заземления, но используемые как заземлители. К ним относятся арматура железобетонных фундаментов, металлические водопроводные трубы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, взрывоопасных или горючих газов.

Искусственные заземлители – это предназначенные для устройства заземления стальные электроды (трубы, стержни, уголки) длиной до нескольких метров, имеющие непосредственный контакт с грунтом. Их применяют, если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивления растеканию тока не удовлетворяют требованиям.

Заземляющие проводники – это электрические проводники, соединяющие заземлители с заземляемыми элементами электроустановок.

ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, в частности, что в сетях с U ф = 220 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом (R з ≤ 4 Ом ). Если мощность источника электроэнергии (трансформатора, генератора) не превышает 100 кВА, тоR з ≤ 10 Ом . Таким образом обеспечивают напряжение на корпусе аварийной электроустановки, не превышающее 20 В, что считается допустимым.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью электрической сети с помощью нулевого защитного проводника (НЗП).

Область применения зануления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СЗН. При этом в помещениях без повышенной опасности зануление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока. Схема варианта зануления в СЗН приведена на рис. 4.11, где Пр1 и Пр2 – плавкие предохранители линии питания и электроустановки.

Нулевой защитный проводник НЗП необходимо отличать от нулевого рабочего проводника N. Нулевой рабочий проводник при необходимости может быть использован для питания электроустановок. В реальной сети он может быть совмещён с НЗП, за исключением случая питания переносных электроприёмников, если он соответствует дополнительным требованиям, предъявляемым к НЗП. Должна быть обеспечена гарантированная непрерывность НЗП на всём протяжении от зануляемого элемента до нейтрали источника питания. Это обеспечивается отсутствием элементов защиты (плавких предохранителей и автоматических выключателей) а так же разного рода разъединителей. Все соединения НЗП должны быть выполнены на основе сварки или быть резьбовыми. Полная проводимость НЗП должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного проводника.

При замыкании одной из фаз на зануленный корпус электроустановки возникает контур короткого замыкания, образуемый источником фазного напряжения и комплексными сопротивлениями фазного (Ż ф) и нулевого защитного (Ż нзп) проводников, величина тока в котором гарантирует быстрое срабатывание ближайшего к электроустановке элемента защиты (Пр2). С целью дополнительного повышения уровня электробезопасности, например, при обрыве НЗП, его повторно заземляют (на рис. 4.11 R п – сопротивление повторного заземлителя). При отсутствии R п напряжение на корпусе повреждённой установки может превышать 0,5U ф, а в случае применения повторного заземлителя оно может быть несколько снижено.

Таким образом, при занулении безопасность человека, касающегося корпуса повреждённой установки, обеспечивается за счёт уменьшения времени воздействия опасного напряжения, действующего до момента срабатывания элемента защиты.

Для того чтобы обеспечить быстрое отключение аварийной установки, ток короткого замыкания согласно требованиям ПУЭ должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или в 1,4 раза превышать ток уставки автоматического выключателя.

В СЗН с занулением нельзя заземлять корпус установки, не присоединив его прежде к НЗП.

Защитное отключение - это автоматическое отключение всех фаз контролируемого участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его воздействия при возникновении опасности поражения человека током (ПУЭ-99). Такого рода ситуации возникают, например, в случаях замыканий на землю, снижения сопротивлений изоляции, неисправностях устройств заземления или зануления, а также при однофазном прикосновении человека к токоведущим элементам установок. Защитное отключение может использоваться как самостоятельная мера защиты, а также в сочетании с занулением или защитным заземлением для обеспечения большей безопасности.

Устройство защитного отключения (УЗО) может быть использовано в сетях с любым режимом нейтрали. Оно подключено к контролируемой электроустановке и при недопустимом ухудшении параметров электробезопасности отключает её от источника питания. Принцип защиты с помощью УЗО заключается в уменьшении времени протекания опасного тока через человека. Эффективность УЗО определяется его быстродействием. В любом случае сочетание напряжения прикосновения, действующего до момента отключения, и времени срабатывания должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.038-82*.Все УЗО строятся по одному функциональному принципу (рис. 4.12). Датчик Д реагирует на изменения одного или нескольких параметров Uэу , характеризующих электробезопасность. Его выходной сигнал U д пропорционален используемому входному сигналу УЗО, на который оно реагирует. В формирователе аварийного сигнала Uас (ФАС) сигнал датчика U д сравнивается с установленным уровнем срабатывания Uп . Он пропорционален уставке УЗО, т.е. значению входного сигнала устройства, при котором оно срабатывает. Если U д >Uп , то сигнал U АС через элемент согласования (по мощности, напряжению) ЭС приводит к размыканию контактов отключающего устройства ОУ. Практическое разнообразие УЗО определяется используемыми входными сигналами и выбранными конструктивными элементами. Входными сигналами могут являться ток нулевой последовательности (при несимметрии фазных токов утечки), напряжение нулевой последовательности (при несимметрии напряжений фаз относительно земли), напряжение корпуса установки относительно земли, ток замыкания (утечки) на землю.

Электрическое разделение сети . Реальные электрические сети могут иметь глухозаземлённую нейтраль, быть протяжёнными и разветвлёнными, что резко увеличивает опасность поражения при однофазном прикосновении человека. На рис. 4.13 показан пример разветвлённой однофазной сети, содержащей N ответвлений с соответствующими сопротивлениями изоляции. Результирующее сопротивление изоляции Z из сети определяется как результат параллельного соединения сопротивлений изоляции N отдельных участков и сопротивлений изоляции Z ЭУ электроустановок. Оно может оказаться недостаточным для обеспечения приемлемой безопасности однофазного прикосновения и может составлять, десятки кОм.

С целью повышения без­опасности в таких случаях применяют электрическое раз­деление разветвлённой сети на ряд участков с помощью специальных разделительных трансформаторов РТ (рис. 4.14). От каждого из них разрешается питание только одного электроприёмника с номинальным током элемента защиты не более 15 А. Участок сети, подключенный к вторичной обмотке РТ, имеет малые протяжённость и разветвлённость. Поэтому легко обеспечивается большое сопротивление изоляции проводников питания относительно земли. Разделительные трансформаторы могут входить в состав, блоков питания (преобразователей напряжения) радиоэлектронных устройств. Следует иметь в виду, что выводы вторичной обмотки РТ должны быть изолированы от земли.

Применение малых напряжений . Существенное повышение уровня электробез­опасно­сти может быть достигнуто путём уменьшения рабочих напряжений электроустановок. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимой величины напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз может считаться относительно безопасным.

Малым называется напряжение не более 42 В переменного и не более 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 12 В, т. к. при таких напряжениях сопротивление тела человека обычно не менее 6 кОм и, следовательно, ток, проходящий через тело человека, не превысит 2 мА. Такой ток можно считать условно безопасным. В производственных условиях для повышения безопасности эксплуатации переносных электроустановок применяются малые напряжения 36 В (в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В (в особо опасных помещениях). Однако в любом случае малые напряжения являются лишь относительно безопасными, т.к. в худшем случае ток через тело человека может превысить значение порогового неотпускающего.

Источниками малого напряжения являются гальванические элементы, аккумуляторы, преобразователи напряжения или трансформаторы. Получение малых напряжений с помощью автотрансформаторов не допускается , т. к. токоведущие элементы сети малого напряжения в этом случае гальванически связаны с основной электрической сетью.

Область применения малых напряжений ограничивается в основном ручным электрифицированным инструментом, переносными лампами, светильниками местного освещения в помещениях, как с повышенной опасностью, так и особо опасных.

Электрозащитные средства - это средства индивидуальной защиты, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолирующие средства имеют изоляцию, способную длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и, следовательно, с их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Основными изолирующими средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения. Дополнительные изолирующие средства применяют лишь в комплекте с основными средствами для обеспечения большей безопасности. К ним относятся диэлектрические боты и галоши, изолирующие подставки и коврики. Все изолирующие средства должны подвергаться испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации, о чём на них делается соответствующая отметка.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением (изолирующие накладки, щиты, барьеры, ограждения-клетки), а также для предотвращения появления опасного напряжения на отключенных токоведущих частях (переносные заземляющие устройства).

Предохранительные защитные средства служат для защиты персонала от факторов, сопутствующих его работе с электроустановками. К ним относятся средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса), при подъёме на высоту (монтёрские когти, лестницы), от световых, тепловых, механических, химических воздействий (защитные очки, щитки, рукавицы) и электромагнитных полей (экранирующие каски, костюмы).

Уравнивание потенциалов применяют в помещениях, имеющих заземлённые или занулённые электроустановки для повышения уровня безопасности. При этом к сети заземления или зануления подключают элементы производственных конструкций, трубопроводы. С этой же целью в ванных комнатах жилых зданий металлические корпуса ванн должны быть гальванически соединены с металлическими трубами водопровода.

Двойная изоляция представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению металлические части электроустановки не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.006-87 двойную изоляцию обязательно должны иметь устройства бытового или аналогичного общего применения. Установки с двойной изоляцией не следует заземлять или занулять, поэтому они не имеют соответствующих присоединительных элементов. В качестве дополнительной изоляции используют пластмассовые корпуса, ручки, втулки. Если устройство с двойной изоляцией имеет металлический корпус, он должен быть изолирован от конструктивных частей установки, которые могут оказаться под напряжением (шасси, оси регуляторов, статоры электродвигателей) изолирующими элементами.

Предупредительная сигнализация служит для выдачи сигнала опасности при приближении к частям, находящимся под высоким напряжением.

Блокировки предотвращают доступ к неотключенным токоведущим частям электроустановки, например, при ремонте. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи контактами, размыкающимися при открывании аппаратурной дверцы или не позволяют её открыть, если не снято высокое напряжение с токоведущих частей. Механические блокировки имеют конструктивные элементы, не позволяющие включит аппарат при открытой крышке или открыть аппарат, когда он включен.

Знаки и плакаты безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к опасности поражения током, предписания, разрешения определённых действий и указаний с целью обеспечения безопасности. Они бывают запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными.

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

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

Изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный контроль;

Установка оградительных устройств;

Предупредительная сигнализация и блокировки;

Использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

Использование малых напряжений;

Электрическое разделение сетей;

Защитное заземление;

Выравнивание потенциалов;

Зануление;

Защитное отключение;

Средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей - одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5-10 МОм 1 . Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нормальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента бытовых электрических приборов и т.д.). Сопротивление двойной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз пре вышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабочую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросопротивление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двойная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основными называют такие электрозащитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение. Дополнительные электрозащитные средства усиливают изоляцию человека от токопроводящих частей и земли. В табл. 20.2 приведены основные сведения об изолирующих электрозащитных средствах.

Неизолированные токопроводящие части электроустановок, работающих под любым напряжением, должны быть надежно ограждены или расположены на недоступной высоте, чтобы исключить случайное прикосновение к ним человека. Конструктивно ограждения изготавливают из сплошных металлических листов или металлических сеток.

Для предупреждения об опасности поражения электрическим током используют различные звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, устанавливаемые в зонах видимости и слышимости персонала. Кроме того, в конструкциях электроустановок предусмотрены блокировки - автоматические устройства, с помощью которых преграждается путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности (в соответствии с ГОСТом 12.4.026-76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности»). Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.

Таблица 2. Классификация изолирующих электрозащитных средств

Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.

Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах на электростанциях и др.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Если произошло замыкание и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (У пр ), которое определяется выражением:

(9)

где V 3 - полное напряжение на корпусе электроустановки, В;

Vх - потенциал поверхности земли или пола, В.

Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 3).

Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по Формуле:

где а пр - коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения (а пр < 1 и зависит от вида заземлителя);

Iз - ток замыкания, А;

Rз - сопротивление защитного заземления, Ом.

Ток, проходящий через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения (I А чел, А), составит:

где Rс - сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Если человек находится в условиях высокой влажности (Rс -> 0), предыдущую формулу можно упростить:

Рассчитаем I А чел для случая, если Iз= 4 А, Rз = 4 Ом и апр = 0,4 (контурный заземлитель):

Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.

Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителей - металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 4).

Контурное заземляющее устройство (рис. 5), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.

Требования к сопротивлению защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

4 Ом - в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ*А и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;

0,5 Ом - в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R , Ом) не должно быть более 250/ Iз (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для ус­тановок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/ Iз (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах Iз - ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 6).

Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (Iз, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:

(14)

где Vф - фазное напряжение, В;

Ro - сопротивление заземления нейтрали, Ом;

Iз - сопротивление корпуса электроустановки, Ом.

При этом на корпусе электроустановки возникает напряжение относительно земли (Vк), определяемое следующей формулой:

(15)

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (1к, А) для значений V ф = 220 В и R 0 = Rз = 4 Ом:

Ток короткого замыкания / 3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:

(17)

где а пр - коэффициент напряжения прикосновения.

Если а пр = 1 и V K = 110 В, то I чел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление - это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 7).

Проводник (1), который соединяет зануляемые части элекроустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I - II - III - IV - V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения повреждения от сети. Это достигается срабатыванием элемента защиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот элемент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I - II - III - IV - V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замыкания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатывние элементов защиты.

Для устранения опасности обрыва нулевого провода устраи­вают его повторное многократное рабочее заземление через ка­ждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

I K з >k I HOM , (18)

где Iном - номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты;

k - коэффициент, характеризующий кратность тока короткого за­мыкания относительно номинального значения тока, при котором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов защиты зависит от силы тока. Так, для плавких предохранителей и тепловых автоматов при k = 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3-0,2 с. Электромагнитный автоматический выключатель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями k должен находиться в пределах 1,2-3, а во взрывоопасных помещениях - k = 1,4-6.

Еще одна система защиты - защитное отключение - это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы - быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них, основанная на использовании реле напряжения, представлена на рис. 20.8.

При замыкании фазного провода на заземленный или зануленный корпус электроустановки на нем возникает напряжение корпуса V K . Если оно превышает заранее установленное предельно допустимое напряжение V K доп (т. е. если V K > У к доп), срабатывает защитное отключающее устройство. Схема работает следующим образом.

Вследствие разности потенциалов между корпусом электроустановки 1 и землей возникает ток I р, который, проходя через реле 5, замыкает его контакты, подавая питание на отключающую катушку 3. Под влиянием возникшего электромагнитного поля внутрь нее втягивается сердечник 4, вызывая отключение автоматического выключателя 2, и установка обесточивается.

В передвижных установках напряжением до 1000 В;

Для отключения электрооборудования, удаленного от источника питания, как дополнение к занулению;

В электрифицированном инструменте как дополнение к| защитному заземлению или занулению;

В скальных и мерзлых грунтах при невозможности выполнить необходимое заземление.

1 - корпус электроустановки; 2 - автоматический выключатель; 3 - отключающая катушка; 4 - сердечник катушки; 5 - реле максимального

напряжения; R з - сопротивление защитного заземления; I 3 - ток замыкания; I p - ток, протекающий через реле; R 1 - сопротивление вспомогательного заземления

Рис. 8. Схема защитного отключения

Рассмотрим кратко организационные мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электроустановок. К ним относятся оформление соответствующих работ нарядом или распоряжением, допуск к работе, надзор за проведением работ, строгое соблюдение режима труда и отдыха, переходов на другие работы и окончания работ.

Нарядом для проведения работы в электроустановках называют составленное на специальном бланке задание на ее безопасное производство, определяющее содержание, место, время начала и окончания работы, необходимые меры безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Распоряжением называют то же задание на безопасное производство работы, но с указанием содержания работы, места, времени и лиц, которым поручено ее выполнение.

Все работы на токопроводящих частях электроустановок под напряжением и со снятием напряжения выполняют по наряду, кроме кратковременных работ (продолжительностью не более 1 ч), требующих участия не более трех человек. Эти работы выполняют по распоряжению.

К организационным мероприятиям также относятся обучение персонала правильным приемам работы с присвоением работникам, обслуживающим электроустановки, соответствующих квалификационных групп. Сведения о квалификационных груп­пах персонала представлены в табл. 3.

В ряде случаев существенную опасность для человека представляет статическое электричество, под которым понимают совокупность явлений, связанных с возникновением, сохране­нием и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования, причем возникающий на них электрический потенциал достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт. Воздействие статического электричества на организм человека проявляется в виде слабого длительно протекающего тока либо в форме кратковременного разряда через тело человека, в результате чего может произойти несчастный случай.

Вредное воздействие на организм человека оказывает и электрическое поле повышенной напряженности. Оно вызывает функциональные изменения центральной нервной, сердечнососудистой и некоторых других систем организма.

Защиту от статического электричества осуществляют по двум основным направлениям: уменьшение генерации электрических зарядов и устранение зарядов статического электричества. Для реализации первого направления необходимо правильно подбирать конструкционные материалы, из которых изготавливаются машины, агрегаты и прочее технологическое оборудование. Эти материалы должны быть слабо электризующимися или неэлектризующимися. Например, синтетический материал, состоящий на 40% из нейлона и 60% дакрона, не электризуется при трении о хромированную поверхность.

Таблица 3. Квалификационные группы персонала, обслуживающего электроустановки

Для снятия зарядов статического электричества с поверхности технологического оборудования его обязательно заземляют.

Кроме перечисленных способов защиты от статического электричества большое значение имеет снижение удельного поверхностного электрического сопротивления перерабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности в помещении, где производится обработка поглощающих воду материалов (древесины, бумага, хлопчатобумажной ткани и др.), до 65-70%, нанесением на их поверхность специальных антистатических составов, введением в состав твердых диэлектриков электропроводящих материалов (графита, углеродных волокон, алюминиевой пудры и т.д.). Существуют и другие методы защиты от статического электричества.