R= 12/(1,4 I), Ом,
(1) где 12 - допустимое напряжение прикосновения, В;
1,4 - коэффициент запаса;
I - уставка срабатывания УЗО, равная 0,03 А.
Сопротивление заземлителя в самый неблагоприятный сезон не должно превы- шать значения, рассчитанного по формуле, равного 286 Ом. Сооружение такого зазем- лителя не требует значительных затрат сил и средств. Заметим, что использование для этой цели естественных заземлителей ГОСТ Р 50699-94 не предусматривает.
Из сказанного следует существенный недостаток, принципиально присущий системе ТТ. При отсутствии УЗО или при выходе его из строя, в случае замыкания на корпус, фазное напряжение распределится между заземлителями здания и нейтрали трансформатора пропорционально их сопротивлениям (соответственно 286 Ом и 4 Ом
- по норме) При этом все заземленные части здания длительно окажутся под напряже- нием 217 В, что создает прямую опасность электропоражения. Следовательно, в сис- теме ТТ заземление здания не является мерой защиты от косвенных прикосновений, а лишь обеспечивает работу УЗО, которое следует рассматривать как единственную, не имеющую резерва меру защиты. В этих условиях должны предъявляться повышенные требования к надежности УЗО.
Иногда высказывается мнение, что указанный недостаток системы ТТ можно устранить, снижая нормируемое значение R, например до 10 Ом. Ошибочность такого мнения очевидна. При снижении сопротивления заземлителя здания напряжение на нем уменьшается, но одновременно растет напряжение на заземлителе нейтрали; их сумма всегда равна фазному напряжению. Так, при R = 10 Ом заземленные части зда- ния окажутся под напряжением 157 В, а металлические корпуса электрооборудования подстанции - под напряжением 63 В. При дальнейшем снижении R, например, до 4
Ом, указанные напряжения будут равны между собой и составят 110 В, что создает ре- альную опасность электропоражения как в здании, так и на подстанции. Вместе с тем, сооружение заземлителя с таким малым сопротивлением, как 10 или 4 Ом, требует существенных затрат сил и средств. В итоге не только не устраняется опасность элек- тропоражения, но и одновременно система ТТ лишается ее главного достоинства
простоты и дешевизны заземлителя здания.
В случае применения системы ТТ внутри здания должна быть предусмотрена главная заземляющая шина (см. рис. 20), которая с помощью заземляющих проводни- ков (не менее двух) соединяется с заземлителем. Контакт заземляющих проводников с главной заземляющей шиной должен обеспечиваться болтовым соединением, а с за- землителем - путем сварки. К главной заземляющей шине при помощи защитных про- водников (РЕ) присоединяются металлические корпуса стационарного электрообору- дования, а также защитные контакты штепсельных розеток, через которые осуществ- ляется заземление корпусов переносных электроприемников. Корпус (каркас) здания
63 соединяется с главной заземляющей шиной при помощи главного проводника систе- мы выравнивания потенциала. Предусматриваются также проводники системы вырав- нивания потенциала, соединяющие отдельные конструкции корпуса здания между со- бой и со сторонними проводящими частями (трубы водоснабжения и др.). Для изме- рения сопротивления заземляющего устройства должна быть обеспечена возможность отсоединения заземляющих проводников от главной заземляющей шины. Отсоедине- ние от главной заземляющей шины всех подключенных к ней проводников должно быть возможно только при помощи инструмента. Главная заземляющая шина может устанавливаться на металлической конструкции корпуса (каркаса) внутри здания или в корпусе вводно-распределительного устройства. Конкретные требования к упомяну- тым выше элементам защитного заземления содержатся в ГОСТ Р 50571.10-96 «Элек- троустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. За- земляющие устройства и защитные проводники». Для системы TN-S (см. рис. 20) внутри здания предусматривается главная зану- ляющая шина, конструкция которой такая же, как главной заземляющей шины в сис- теме ТТ. Отличие состоит в том, что вместо заземляющих проводников к шине под- ключается нулевой защитный проводник (РЕ) питающей сети, прокладываемый от нейтрали трансформатора подстанции, а металлические корпуса стационарного элек- трооборудования и защитные контакты штепсельных розеток соединяются с шиной нулевыми защитными проводниками. Таким образом, в системе TN-S в качестве за- щиты от косвенных прикосновений используется зануление и УЗО В перечне электрозащитных мероприятий, предписываемых ГОСТ Р 50669-94, не предусмотрена облицовка изоляционным материалом пола, потолка и стен внутри здания из металла, тем самым допускается возможность прикосновения людей к не- изолированным сторонним проводящим частям. Такие здания согласно ГОСТ Р 50571.13-96 должны быть отнесены к стесненным помещениям с проводящими потол- ком, стенами и полом и отвечать более жестким требованиям электробезопасности, чем предписывает ГОСТ 50669-94. Поэтому целесообразно внутри здания выполнить облицовку пола, потолка и стен изоляционным материалом. Двойная изоляция проводов ввода в мобильное здание из металла осуществля- ется по тем же правилам, что и для объектов частной собственности. Помимо рассмотренных выше электрозащитных мероприятий, в жилых и обще- ственных зданиях находят применение выравнивание потенциала и электрическое разделение сети. Выравнивание потенциала имеет большое значение для обеспечения электро- безопасности в мобильных зданиях из металла, о чем сказано выше. В соответствии с требованиями ПУЭ 7-го издания (7.1.87, 7.1.88) на вводе в зда- ние должна быть выполнена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей: • основной (магистральный) защитный проводник; • основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим; • стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями; • металлические части строительных конструкций, молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования. Такие про- водящие части должны быть соединены между собой на вводе в здание. 64 Рекомендуется по ходу передачи электроэнергии повторно выполнять дополни- тельные системы уравнивания потенциалов. К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроус- тановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электро- оборудования (в том числе штепсельных розеток). Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потен- циалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевы- ми защитным проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подклю- чить к РЕ шине (зажиму) на вводе. В ванных комнатах и в банях металлические корпуса ванн, а в душевых поддоны должны быть соединены металлическими проводниками с металлическими трубами водопровода. Дело в том, что, как показывает практика, не исключено попадание на- пряжения на корпус ванны или поддон из-за повреждения изоляции проводки, прохо- дящей в непосредственной близости. В то же время трубы водопровода из-за хорошего контакта с землей имеют нулевой потенциал. Таким образом, при отсутствии указан- ной металлической связи человек, находящийся в ванне или стоящий на поддоне, при- коснувшись к водопроводному крану, подвергается смертельной опасности, которая усугубляется особой сыростью помещения ванной комнаты или душевой. Электрическое разделение сети в жилых и общественных зданиях имеет ограни- ченное применение. Согласно ГОСТ Р 50571.11-96 допускается в ванных комнатах квартир, гостиниц, общежитии установка розеток, присоединяемых к сети через раз- делительные трансформаторы. Заметим, что для этой цели промышленность выпуска- ет трансформаторы типа ОСР-0,02/0,22 (0-однофазный, С - сухой, т.е. с естественным воздушным охлаждением; Р - разделительный; 0,22 -первичное и вторичное напряже- ние, кВ; 0,02 - мощность электроприемника, кВ*А). Альтернативной мерой электри- ческому разделению сети является применение УЗО для групповых линий, питающих розетки, установленные в ванных комнатах. УЗО должны реагировать на токи утечки и иметь уставку не более 30 мА. В соответствии с п.6.1.16 и п. 6.1.18 ПУЭ 7-го издания в помещениях с повы- шенной опасностью и особо опасных для светильников местного освещения допуска- ется напряжение до 220 В. В этом случае должно быть предусмотрено или УЗО (30 мА) или питание каждого светильника через разделительный трансформатор, который может иметь несколько электрически несвязанных вторичных обмоток. Питание переносных светильников напряжением до 50 В должно производиться от разделительных трансформаторов или автономных источников питания. 6. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (ЭМП) ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ 6.1. Составляющие ЭМП Воздушные линии электропередачи (ВЛ) и открытые распределительные уст- ройства (ОРУ) являются источниками электромагнитных полей (ЭМП), которые могут оказывать вредные воздействия на людей - обслуживающий персонал и население. 65 Наиболее чувствительны к электромагнитным полям центральная нервная сис- тема, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктивная системы. Несмотря на многолетние исследования, сегодня ученым еще далеко не все из- вестно о влиянии ЭМП на здоровье человека. При малых частотах, в том числе 50 Гц, электрическое (ЭП) и магнитное (МП) поля не связаны, поэтому их можно рассматривать раздельно. Электрическое поле возникает вследствие наличия напряжения на токоведущих частях, а магнитное поле обусловлено прохождением тока по этим частям. Напряженность ЭП зависит от номинального напряжения электроустановки; учет вредного воздействия ЭП на биологический объект начинается при номинальном напряжении 330 кВ и выше. Напряженность МП зависит от величины тока, поэтому вредное воздействие МП может проявляться в установках всех напряжений. Наряду с биологическим действием ЭП может вызывать электрические разряды при прикосновении человека к заземленным или изолированным от земли электропро- водящим объектам. Разрядный ток может достигать значений, опасных для жизни, а также может вызвать взрыв и пожар. 6.2. Электрическое поле ГОСТ 12.1.002-84 устанавливает предельно допустимые уровни напряженности электрического поля (ЭП) частотой 50 Гц для персонала, обслуживающего электроус- тановки и находящегося в зоне влияния создаваемого ими ЭП, в зависимости от вре- мени пребывания в ЭП, а также требования к проведению контроля уровней напря- женности ЭП на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности воздействующего ЭП устанав- ливается равным 25 кВ/м. Пребывание в ЭП напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защи- ты не допускается. Пребывание в ЭП напряженностью не более 5 кВ/м включительно допускается в течение рабочего дня. При напряженности ЭП свыше 20 до 25 кВ/м время пребывания персонала в ЭП не должно превышать 10 мин. Допустимое время пребывания в ЭП напряженностью свыше 5 до 20 кВ/м вклю- чительно вычисляют по формуле: где Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне на- пряженности, ч; Е - напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м. Расчет допустимой напряженности, в зависимости от времени пребывания в ЭП производится по формуле: где Т - время пребывания в ЭП, ч. Расчет по формуле допускается в пределах от 0,5 до 8,0 ч.
66
Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5 кВ/м.
При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напря- женностью ЭП время пребывания вычисляют по форме: где Т
пр
- приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребы- ванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; t
Е1
, t
Е2
,…t
Еп
- время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью Е
1
,
Е
2
,…Е
п
, ч;
Т
Е1
, Т
Е2
,…Т
Еп
- допустимое время пребывания в ЭП для соответствующих кон- тролируемых зон.
Приведенное время не должно превышать 8 ч.
Количество контролируемых зон определяется перепадом уровней напряженно- сти ЭП на рабочем месте. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.
Указанные выше требования действительны при условии исключения возмож- ности воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условии приме- нения защитного заземления по ГОСТ 12.1.019-79 всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин и механизмов, к которым воз- можно прикосновение работающих в зоне влияния ЭП.
Следует заметить, что согласно новым Межотраслевым правилам по охране труда допустимая напряженность неискаженного ЭП составляет 5 кВ/м. При напря- женности ЭП на рабочих местах выше 5 кВ/м (работа в зоне влияния ЭП) необходимо применять средства защиты. Таким образом, Правила устанавливают более жесткие требования, чем ГОСТ 12.1.002-84.
Учитывая потенциальную опасность ЭМП доя здоровья населения, в нашей стране разработаны Санитарные нормы, по ряду параметров являющиеся самыми же- сткими в мире.
В Российских Санитарных нормах в качестве предельно-допустимого уровня
(ПДУ) облучения населения принимаются такие значения электромагнитных полей, которые при ежедневном облучении в свойственных для данного источника излуче- ния режимах не вызывают у населения без ограничения пола и возраста заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами ис- следования, в период облучения или в отдаленные сроки после его прекращения.
Влияние электрических полей переменного тока промышленной частоты в ус- ловиях населенных мест (внутри жилых зданий, на территории жилой застройки и на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами) ограничивается
«Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрическо- го поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока про- мышленной частоты» № 2971—84. В качестве предельно допустимых уровней приня- ты следующие значения напряженности электрического поля:
— внутри жилых зданий 0,5 кВ/м;
— на территории жилой застройки 1 кВ/м;
67
— в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в преде- лах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земля поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов 5 кВ/м;
— на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами
I—IV категории 10 кВ/м;
— в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично по- сещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) 15 кВ/м;
— в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяй- ственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения 20 кВ/м.
6.3. Магнитное поле
До недавнего времени считалось, что только электрическая составляющая ЭМП представляет опасность для здоровья человека. Однако исследования последних лет свидетельствуют о том, что магнитная составляющая оказывает вредное воздействие на биологические объекты. В связи с этим появились нормативные документы, уста- навливающие ПДУ магнитных полей (напряженность поля Н, А/м и индукция В, Тл), см. таблицу 5.
Таблица 5
Допустимые уровни магнитного поля для персонала
Допустимые уровни магнитного поля Н (А/м)/В
(мкТл) при воздействии
Время пре- бывания (час) общем локальном
≤1 1600/2000 6400/8000 2
800/1000 3200/4000 4
400/500 1600/2000 8
80/100 800/1000
Допустимые уровни магнитного поля внутри временных интервалов определя- ются интерполяцией.
При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженно- стью магнитного поля общее время выполнения работ в этих зонах не должно превы- шать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.
Допустимое время пребывания в магнитном поле может быть реализовано од- норазово или дробно в течение рабочего дня. При изменении режима труда и отдыха
(сменная работа) предельно допустимый уровень магнитного поля не должен превы- шать установленный для 8-часового рабочего дня.
Измерения напряженности (индукции) магнитного поля должны проводиться при максимальном рабочем токе электроустановки или измеренные значения должны пересчитываться на максимальный рабочий ток (I
max
) путем умножения измеренных значений на отношение I
max
/I, где I — ток в источнике магнитного поля в момент из- мерения.
Напряженность (индукция) магнитного поля измеряется в производственных помещениях с постоянным пребыванием персонала, расположенных на расстоянии
68 менее 20 м от токоведущих частей электроустановок, в том числе отделенных от них стеной. Электромагнитная обстановка в жилых помещениях вызывает особую озабочен- ность как наименее контролируемая. К тому же в данном случае ЭМП воздействует длительное время почти на все население, включая детей, беременных, больных, ста- риков. Обычно в квартире уровень ЭП составляет от 5 до 80 В/м, что намного меньше ПДУ, равного 500 В/м. Магнитные поля для населения в России в настоящее время не нормируются. Дополнительный критерий безопасности, введенный в качестве рекомендации учеными Швеции, США и ряда других стран - в местах продолжительного пребывания людей, особенно в местах ночного отдыха и пребывания детей, напряженность маг- нитного поля частотой 50 Гц не должна превышать 0,2 мкТл. Магнитное поле может превышать уровень 0,2 мкТл на расстоянии до 1,5 м от трансформаторных подстанций, распределительных пунктов электропитания в доме, поэтому место для кровати, кресла, рабочего места школьника или игрового места ре- бенка надо выбирать, с учетом этого расстояния. Электропроводка самой квартиры, как правило, не несет угрозы здоровью. В табл. 6 приведены данные о расстоянии, на котором фиксируется значение 0,2 мкТл при работе основных бытовых приборов (по данным Центра электромагнитной безопасности). Таблица 6 |
Скачать 1 Mb.