Персонал. Курс лекций содержание введение
 Скачать 1 Mb.
|
|
Дополнительная изоляция предусмотрена наряду с рабочей для защиты от по- ражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. Двойной называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Мате- риалы, используемые для рабочей и дополнительной изоляции, имеют различные свойства, что делает маловероятным одновременное их повреждение. Усиленная изоляция - это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая та- кую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция, но конструктивно выполненная так, что каждую из составляющие изоляции отдельно испытать нельзя. С двойной изоляцией изготавливаются отдельные электротехнические изделия, например, ручные светильники, ручные электрические машины (электроинструмент), разделяющие трансформаторы. Част в качестве дополнительной изоляции использует- ся корпус электроприемника, выполненный из изоляционного материала. Такой кор- пус защищает от поражения электрическим током не только при пробое изоляции внутри изделия, но и при случайном прикосновении рабочей части инструмента к то- коведущей части. Если же корпус изделия металлический, то роль дополнительной изоляции играют изоляционные втулки, через которые питающий кабель проходит внутрь корпуса, и изолирующие прокладки, отделяющие электродвигатель от корпуса. Усиленная изоляция используется только в тех случаях, когда двойную изоля- цию затруднительно применить по конструктивным причинам, например, в выключа- телях, щёткодержателях и др. Изделия, имеющие двойную изоляцию и металлический корпус, запрещается за- землять или занулять. На паспортной табличке такого изделия помещается знак - квадрат внутри квад- рата. При эксплуатации электроинструмента с двойной изоляцией необходимо еже- месячное испытание изоляции мегаомметром, а при каждой выдаче для работы - про- верка отсутствия замыкания на корпус при помощи специального прибора - нормо- метра. 3.5. Изоляция рабочего места Согласно ПУЭ этот способ защиты применяется при невозможности выполнения заземления, зануления и защитного отключения. 30 ГОСТ 12.1.019 -79 предусматривает изоляцию пола, настила, площадки и т. п., а также металлических деталей в области рабочего места, потенциал которых отличает- ся от потенциалов токоведущих частей, и прикосновение к которым является преду- смотренным или возможным. Допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условии, что прикосновение к незаземлённым (незанулённым) частям возможно толь- ко с этих площадок и исключена возможность одновременного прикосновения к элек- трооборудованию и частям здания или другого оборудования. 3.6. Малое напряжение В соответствие с ГОСТ 12.1.009 -76 малым называется номинальное напряжение не более 50 В переменного и не более 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малое напряжение применяется, например, для питания ручного электрифици- рованного инструмента (класса III); местного освещения на станках; ручных светиль- ников в помещениях с повышенной и особой опасностью; светильников общего осве- щения с лампами накаливания при высоте их подвеса менее 2,5 м. При работах в особо неблагоприятных условиях должны применяться ручные светильники напряжением не выше 12В. Источниками малого напряжения могут быть: гальванические элементы, акку- муляторы, выпрямители, преобразователи. Наиболее же часто применяются пони- жающие трансформаторы. Категорически запрещается использовать для этой цели ав- тотрансформаторы, а также резисторы или реостаты, включенные по схеме потенцио- метра, так как эти устройства имеют гальваническую (электрическую) связь между первичной и вторичной сторонами, что создает опасность электропоражения. В зависимости от режима нейтрали питающей сети следует заземлять или зану- лять корпус понижающего трансформатора, а также один из выводов вторичной об- мотки - на случай пробоя изоляции между обмотками. Корпуса электроприёмников малого напряжения не требуется заземлять (зану- лять), кроме электросварочных устройств и электроприёмников во взрывоопасных по- мещениях, а также при работах в особо неблагоприятных условиях (в металлических котлах, сосудах, трубопроводах и т.п.). Применение малого напряжения является эффективным способом защиты, одна- ко, при двухполюсном прикосновении опасность поражения остается. Широкому рас- пространению способа препятствует его неэкономичность: снижение напряжения ве- дет к возрастанию тока что вызывает необходимость увеличения сечения проводов. 3.7. Защитное отключение Определение этого способа защиты даётся и ПУЭ: это быстродействующее ав- томатическое отключение всех фаз участка сети обеспечивающее безопасные для че- ловека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определённого значения. Указанные безопасные сочетания тока и времени установлены ГОСТ 12.1.038 - 82 «Электробезопасность Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов». Например, при времени воздействия не более 0,1 с допустимый ток через те- ло человека составляет 500 мА, при 0,2 с - 250 мА, при 0,5 с - 100 мА и т.д. Следова- тельно, защита обеспечивается быстрым отключением электроустановки при возник- 31 новении в ней опасности поражения электрическим током. Другими словами, электро- защитная функция УЗО заключается в ограничении не тока через человека, а времени его протекания. Современные устройства защитного отключения (УЗО) имеют быстродействие от 0,03 до 0,2 с. УЗО создаются на различных принципах действия. Наиболее совершенным яв- ляется УЗО, реагирующее на ток утечки (дифференциальный ток). Достоинство его состоит в том, что оно защищает человека от поражения электрическим током не только в случае прикосновения к металлическим корпусам, оказавшимся под напря- жением из-за повреждения изоляции (о чём говорится в приведённом определении), но и при прямом прикосновении к токоведущим частям. Именно такие УЗО ГОСТ 12.1.019 -79 относит одновременно к средствам защиты как от косвенных так и от прямых прикосновений. Кроме того, УЗО выполняет ещё одну важную функцию - защиту электроуста- новок от возгораний, первопричиной - которых являются утечки, вызванные ухудше- нием изоляции. Известно, что более трети пожаров возникает от неисправностей элек- тропроводок, поэтому вполне справедливо УЗО называют «противопожарным сторо- жем». Применение высокочувствительных УЗО приводит к необходимости поддержа- ния изоляции электрических сетей и потребителей на должном уровне, то есть в ко- нечном счёте требует повышения культуры эксплуатации электроустановок. В про- тивном случае неизбежны частые перерывы электроснабжения потребителей по при- чине ложных срабатываний УЗО от естественных (фоновых) токов утечки. УЗО состоит из трёх функциональных элементов: датчика, исполнительного ор- гана и коммутационного устройства. Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или поврежде- ния изоляции. Сигнал о наличии тока утечки поступает в исполнительный орган, где усиливается и преобразуется в команду на отключение коммутационного устройства. Исполнительный орган УЗО может работать на двух различных принципах: электронном и электромеханическом. В электронном УЗО исполнительный орган содержит электронный усилитель, в качестве источника питания которого использует- ся сама контролируемая сеть. Надёжность работы таких устройств зависит от наличия и стабильности напряжения сети. В электромеханическом УЗО вместо электронного усилителя применяется маг- нитоэлектрическая защёлка, не требующая источника питания. Надёжность таких УЗО значительно выше, они продолжают выполнять электрозащитную функцию при обры- ве любого из питающих нагрузку проводов. Достоинством электромеханических УЗО является также отсутствие потребления электроэнергии в основном, дежурном режиме работы, в то время как каждое электронное УЗО потребляет мощность от 4 до 8 Вт. Однако электромеханические УЗО существенно (в 2 - 2,5 раза) дороже электронных. 32 Электрическая схема электромеханического УЗО приведена на рисунке 10. Дат- чиком устройства служит трансформатор тока утечки (I) кольцевой магнитопровод ко- торого охватывает провода, питающие нагрузку (6) и играющие роль первичной об- мотки. При отсутствии тока утечки рабочие токи (Iр) в прямом (фазном) и обратом (нулевом рабочем) проводах равны и наводят в магнитопроводе равные но противопо- ложно направленные потоки; результирующий поток равен нулю и поэтому ЭДС во вторичной обмотке отсутствует. УЗО не срабатывает. При появлении тока утечки (на- пример, при прикосновении человека к оголённому фазному проводу) ток и прямом проводе превышает обратный ток на величину тока утечки (Iут); в сердечнике возни- кает магнитный поток небаланса, а во вторичной обмотке наводится ЭДС, пропорцио- нальная току утечки. По обмотке магнитоэлектрической защёлки (2) протекает ток, вызывающий срабатывание и воздействие на механизм свободного расцепления (3), отключающий контакты (4). УЗО срабатывает. Таково действие УЗО двухполюсного исполнения в цепи однофазной нагрузки. Для работы в трёхфазной сети (как трёх-, так и четырехпроводной) УЗО выпол- няется четырёхполюсным, то есть магнитопровод охватывает три фазных и нулевой рабочий проводники. Согласно первому закону Кирхгофа при любой несимметрии на- грузки алгебраическая сумма мгновенных значений токов в проводах, питающих на- грузку, равна нулю, результирующий поток в магнитопроводе и ЭДС во вторичной обмотке отсутствует; УЗО не срабатывает. ЭДС во вторичной обмотке наводится и УЗО срабатывает лишь от токов, замыкающихся по путям утечки, минуя нагрузку. Другими словами, токи, замыкающиеся через нагрузку (рабочий ток, сверхток пере- грузки), а также токи одно-, двух-, трёхфазных коротких замыканий между проводами, питающими нагрузку, не могут вызвать срабатывание УЗО. Заметим, что двухполюс- ное прикосновение человека с изоляцией от земли УЗО воспринимает как нагрузку и не срабатывает, что является недостатком, принципиально присущим устройствам за- щитного отключения. Из сказанного следует, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков перегрузок и коротких замыканий, то есть применение УЗО не должно означать отказа от автоматов защиты сети или плавких предохранителей. Некоторые типы устройств защитного от- ключения (в основном, зарубежного производства) совмещают в себе функции УЗО и автоматического выключателя, что неизбежно ведёт к снижению надёжности и Повы- шению стоимости за счёт усложнения схемы и увеличения количества компонентов. УЗО является высокоэффективным и перспективным способом защиты. Оно ис- пользуется в электроустановках до I кВ в дополнение к защитному заземлению (зану- лению), а также в качестве основного или дополнительного способа защиты, когда другие способы и средства неприменимы или малоэффективны. 33 В настоящее время в Российской Федерации действует ряд нормативных доку- ментов, регламентирующих технические параметры и требования к применению УЗО в электроустановках зданий. Ниже приводится перечень основных документов с крат- кими выдержками, касающимися применения УЗО. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) Изд.7-е, 1999г. Раздел 6 "Электрическое освещение". П. 6.1.14. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м применение светильников класса защиты 0 запрещается, необходимо при- менять светильники класса защиты 2 или 3. Допускается использование светильников класса защиты 1, в этом случае цепь должна быть защищена устройством защитного отключения (УЗО) с током срабатывания до 30 мА... П. 6.1.16. Для питания светильников местного стационарного освещения с лам- пами накаливания должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности - не выше 220 В и в помещениях с повышенной опасностью и особо опас- ных - не выше 50 В, В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных допус- кается напряжение до 220 В для светильников, в этом случае должно быть предусмот- рено или защитное отключение линии при токе утечки до 30 мА, или питание каждого светильника через разделяющий трансформатор. П. 6.1.17. ...Переносные светильники, предназначенные для подвешивания, на- стольные, напольные и т.п. приравниваются при выборе напряжения к стационарным светильникам местного стационарного освещения (п.6.1.16.)... П. 6.1.48. При выполнении схем питания светильников и штепсельных розеток следует выполнять требования по установке УЗО, изложенные в гл. 7.1 .и 7.2. П. 6.1.49 Для установок наружного освещения: фасадов зданий, монументов и т.п., наружной световой рекламы, и указателей в сетях TN-S или TN-C-S рекомендует- ся установка УЗО с током срабатывания до 30 мА, при этом фоновое значение токов утечки должно быть по крайней мере, в 3 раза меньше уставки срабатывания УЗО по дифференциальному току. П. 6.4.18. Установки световой рекламы, архитектурного освещения зданий сле- дует, как правило, питать по самостоятельным линиям - распределительным или от се- ти зданий. Допускаемая мощность указанных установок не более 2 кВт на фазу при наличии резерва мощности сети. Для линии должна предусматриваться защита от сверхтока и токов утечки (УЗО). Раздел 7. «Электрооборудование специальных установок» Глава 7.1. «Электроустановки жилых, общественных, административных, быто- вых зданий» П. 7.1.48. ...В ванных комнатах квартир и номеров гостиниц допускается уста- новка штепсельных розеток в зоне 3 по ГОСТ Р 50571.11-96, присоединяемых к сети через разделительные трансформаторы или защищенных устройством защитного от- ключения, реагирующим на дифференциальный ток, не превышающий 30 мА… П. 7.1.71. Для защиты групповых линий, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства за- щитного отключения (УЗО). 34 П. 7 1 72. Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохранитель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номи- нальном напряжении 220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и уста- новка (квартира) не охвачена системой уравнивания потенциалов, установка УЗО яв- ляется обязательной. П. 7.1.73. При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю. П. 7.1,74, В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь со- единений с заземленными элементами и нулевым, защитным проводником. П. 7.1.75. Во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надежную коммутацию цепей нагрузки с учетом возможных перегрузок. П. 7.1.76. ...Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту. При использовании УЗО, не имеющих защиты от сверхтока, необходима их рас- четная проверка в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестояще- го аппарата, обеспечивающего защиту от сверхтока. П. 7.1.77. В жилых зданиях не допускается применять УЗО, автоматически от- ключающие потребителя от сети при исчезновении или недопустимом падении напря- жения сети. При этом УЗО должно сохранять работоспособность на время не менее 5 сек. при снижении напряжения до 50% номинального. П. 7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа "А", реагирующие как на пе- ременные, так и на пульсирующие токи повреждений, или "АС", реагирующие, только на переменные токи утечки. Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофо- ны, персональные компьютеры и др. П. 7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует приме- нять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители). Установка УЗО в линиях, питающих стационарное оборудование и светильники, а также в общих осветительных сетях, как правило, не требуется. П. 7.1.80. В жилых зданиях УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допускается их установка на этажных щитках. П. 7.1.81. Установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение ко- торых может привести, к ситуациям, опасным для потребителей (отключению пожар- ной сигнализации и т.п.). П. 7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабаты- вания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, например в зоне 3 ванных и душевых помещений квартир и номеров гостиниц. П. 7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосхо- дить 1/3 номинальною тока У30, При отсутствии данных ток утечки электроприемни- 35 ков следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. П. 7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на за- земленные части, когда величина тока недостаточна, для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется уста- новка УЗО с током срабатывания до 300 мА. П. 7.1.85. Для жилых зданий при выполнении требований п. 7.1.83 функции УЗО по п.п. 7.1.79 и 7.1.84 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА. П. 7.1.86. Если УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим то- ком и возгорания или только для защиты от возгорания, то оно должно отключать как фазный, так и нулевой рабочий проводники защита от сверхтока в нулевом рабочем проводнике не требуется. |