Электротех. Лекция 14. Электробезопасность. Пожарная безопасность. 14 Электробезопасность
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
3 - Заземляющее устройство состоит из металлического заземлителя, непосредственно соприкасающегося с землёй, и заземляющих проводников. Сопротивление заземлителя слагается из сопротивления растеканию; тока заземлителя и сопротивления заземляющих проводников. При1/>1 ООО В заземление используется в любых сетях, независимо от режима нейтрали. По расположению относительно корпусов электрооборудования различают два вида заземления: выносное (или сосредоточенное) и контурное (или распределённое). При выносном заземлении заземлитель вынесен за пределы ; площадки, на которой находится электрооборудование. Это даёт возможность выбрать место с наименьшим сопротивлением грунта для размещения заземлителя. Более распространено контурное заземление, характеризуемое тем, что его одиночные заземлители размещены по контуру (периметру) площадки, на которой расположено электрооборудование, i Внутри производственных помещений выравнивание потенциала происходит естественным образом через металлические конструкции здания, трубопроводы и другие проводящие устройства, имеющие электрическую связь с разветвлённой сетью заземления. Основным элементом заземляющего устройства является заземлитель, который может быть естественным или , искусственным.; Естественные заземлители - это электропроводящие части жидкостей и газов, трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии, свинцовых оболочек кабелей. Искусственные заземлители - это вбитые или закопанные в землю электроды, например: стальные трубы, угловая сталь, полосовая сталь, стальные прутки. В качестве заземляющих проводников, соединяюпщх заземляемые части электроустановок с ' заземлителем, применяют медные, алюминиевые проводники или полосовую сталь. Заземляющие проводники прокладывают открыто, с хорошим доступом для осмотра. Не допускается последовательное включение заземлённого оборудования. Согласно требованиям ГОСТ12.1.030-81 сопротивление заземляющего устройства нормируют, оно не должно i превышать: 10 Ом - в стационарных сетях напряжением до 1 ООО В; 4 Ом - в стационарных сетях в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных напряжением до 1 ООО В; 0,5 Ом - в установках напряжением выше 1 ООО В. Зануление - преднамеренное присоединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, но которые вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением, к многократно ■ заземлённому нулевому проводу. Данный метод защиты используют только в четырёхпроводных сетях напряжением до 1 ООО В с глухозаземлённой нейтралью. Это связано с тем, что сила тока замыкания на землю в таких сетях велика, и при обычном сопротивлении заземления через человека может проходить ток большой силы. Цель заземления нейтрали - снизить до ; безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода и всех, присоединённых к нему корпусов электроустановок при случайном замыкании фазы на землю. Принцип зануления заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в короткое однофазное замыкание, т. е. замыкание между фазным и нулевым проводом. Большой силы ток неизбежно вызовет срабатывание защиты, и установка автоматически отключится от сети. В качестве защиты используют плавкие предохранители или автоматические выключатели с тепловыми реле. Для уменьшения опасности поражения людей током, в случае обрыва нулевого провода и замыкания фазы на корпус, за местом обрыва необходимо, в соответствии с ПУЭ, повторно заземлять нулевой провод, иначе присоединённые после места обрыва к нулевому проводу корпуса электроустановок окажутся под фазным напряжением. Согласно ПУЭ сопротивление повторного заземления нулевого провода не должно превышать 10 Ом. При обрыве нулевого провода система зануления превращается в систему заземления. Занулению подлежат те же металлические нетоковедущие части электрооборудования, что и при заземлении (корпуса электроустановок, трансформаторов, аппаратов, светильников, приводы электрических машин, каркасы распределительных щитов, оболочки кабелей). Для замера сопротивления зануления можно использовать любой прибор для измерения малых сопротивлений. Защитное отключение - быстродействующая защита (не более 0,2 с),обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки или участка электрической сети при возникновении опасности поражения человека током, в частности, при пробое фазы на корпус, снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли, появлении в сети более высокого напряжения. Принцип работы защитно-отключающих устройств состоит в том, что устройство постоянно контролирует величину входного сигнала (напряжение корпуса относительно земли, силу тока замыкания на землю, напряжение фаз относительно земли, напряжение нулевой последовательности) и сравнивает его с установленным значением. Если входной сигнал отличается от установки в худшзчо сторону, то устройство срабатывает. Все устройства включают в себя следующие элементы: • датчик - чувствительный элемент, воспринимающий входной сигнал; • преобразователь - для преобразования и усиления входного сигнала, поступающего с датчика; • автоматический выключатель - исполнительный орган, отключающий электроустановку или участок сети при поступлении аварийного сигнала. Защитное разделение сетей - подключение отдельных потребителей через разделяющие трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:1. Применяется в сильно разветвлённых сетях, имеюпщх значительную ёмкость, а исправную изоляцию - небольшого сопротивления. Особенно это важно при работе на открытых площадках, в металлических резервуарах и аппаратах. Согласно Е[УЭ разделяющие трансформаторы применяют в установках напряжением до 1 ООО В, причём вторичное напряжение трансформаторов не должно превышать 380 В. Запрещается в этом случае заземлять вторичную обмотку, как это делается в понижающих трансформаторах, поскольку потребитель подсоединяется к сети с изолированной нейтралью. : ; Предохранительные устройства защищают человека от поражения электрическим током недоступностью при случайных прикосновениях к токоведущим частям (метод недоступности). Это достигается применением различных оболочек, ограждений и блокировок. Особенно это важно в f электроустановках напряжением выше 1 ООО В, так как в этом случае опасно даже приближение к токоведущим частям, независимо от того, изолированы они или нет. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек (оболочки) применяют в электроустановках напряжением до 1 ООО В, сетчатые (25x25 мм) - при напряжении выше 1 ООО В. Сетчатые ограждения должны иметь двери, запираемые на замок и снабжённые электрическими; и л и : механическими блокировками. Блокировки также используют в рубильниках, пускателях, автоматических выключателях, работаюпщх в условиях с повышенными требованиями к безопасности. Защита высотой - расположение токоведущих частей на недоступной высоте | или в недоступном месте также позволяет обеспечить определённую безопасность без применения ограждений. При этом обязательно следует учитывать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям длинными предметами, которые человек может держать в руках. Обеспечению электробезопасности человека способствует также окраска ^ отдельных частей здектроустановок в соответствии с ГОСТ 12.4.026-76 ’ «Цвета сигнальные и знаки безопасности». Так, внутренние поверхности шкафов, ниш и пультов управления, в которых имеются электрические аппараты, работающие при напряжении выше 50 В, должны быть окрашены в красный цвет. Однако окраска не является методом Защиты, она используется в дополнение к рассмотренным способам запщты. Индивидуальные защитные средства играют важную роль в обеспечении безопасности электротехнического персонала. К ним относятся: • штанги изолирующие (оперативные, измерительные), клещи изолирующие и электроизмерительные, указатели напряжения; • изолирующие средства для ремонтных работ под напряжением выше 1000 В; • диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие подставки; • слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками; Г • переносные заземления (закоротки); • временные ограждения, предупредительные плакаты; • защитные очки, предохранительные пояса, канаты. По назначению все средства защиты подразделяются на основные (первые четыре пункта) и дополнительные (все остальные). Основные средства способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, поэтому ими можно касаться открытых токоведущих частей, находящихся под напряжением. Например, в установках; напряжением до 1. ООО В к основным средствам защиты относятся диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками, указатели напряжения; в электроустановках напряжением выше 1 ООО В - изолирующие штанги, клеши, указатели высокого напряжения. Дополнительные средства, не обладая достаточной электрической: прочностью, только усиливают защитное действие основных средств. Так, в электроустановках напряжением до 1 ООО В к ним относятся диэлектрическиегалоши, коврики, изолирующие подставки, а напряжением выше 1 ООО В - диэлектрические перчатки, боты, подставки и коврики. Статическое электричество. Широкое применение в промышленности диэлектрических материалов и органических соединений (полимеров, твёрдых и жидких углеводородов, нефтепродуктов, углеводородных топлив) неизбежно сопровождается процессами электризации, которые не только осложняют проведение технологических процессов, операций, снижая производительность оборудования, но и часто являются причиной пожаров и взрывов, приносящих большой материальный ущерб. Нередко такие взрывы приводят и к гибели людей. Наибольшую опасность представляют электрические разряды с поверхности заряженных нефтепродуктов и органических жидкостей, несмотря на то, что эти разряды часто имеют меньшую энергию по сравнению с разрядами с плёночных и с ь п ^ и х материалов. Связано это с наличием в приповерхностных слоях воздуха значительного количества насыщенных паров в широком интервале температур воспламенения и обладающих крайне низкой минимальной энергией зажигания. Образование зарядов статического электричества при контакте жидкого тела с твёрдым и одного твёрдого тела с другим во многом зависит от расстояния между трущимися поверхностями и их физического состояния (наличие плёнок влаги, загрязнений, микронеровностей), скорости и коэффициента трения, давления в зоне контакта, микроклимата окружающей среды, наличия внешних электрических полей. В основе современных представлений об образовании зарядов статического электричества в различных средах лежит теория двойных электрических слоёв, возникающих на границе раздела двух фаз при условии, что контактирующие среды имеют различное количество носителей зарядов (электронов или ионов). Возможность накопления на перерабатываемых материалах опасных электростатических зарядов определяется как интенсивностью возникновения (генерации), так и условиями стекания (рассеивания) зарядов в процессах разделения двойного слоя. Если контактирующие среды имеют свободные носители зарядов (т. е. электропроводны), то время релаксации будет мало и возникающий электростатический заряд мгновенно рассеивается, и электризации не происходит. В другом случае, когда одна из сред не электропроводна, на ней начинают накапливаться электростатические заряды, и при определённых условиях может возникнуть искровой разряд. Для большинства диэлектрических жидкостей, полимерных материалов Тр'-Ю'^... 10*с. При этом в окружающем воздушном пространстве создаётся напряжённость электрического поля порядка 10^ В/м, соответствующая электрической прочности воздуха. Следовательно, основным критерием, определяющим способность веществ электризоваться, является их удельная электропроводность. В соответствии с «Правилами защиты от статического электричества в производствах химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности» все вещества и материалы в зависимости от величины Pv подразделяются на о ^ С диэлектрические (pv>10 Ом-м),антистатические (pv=10 ...10 Ом-м) и электропроводящие (pv<10^ Ом-м) .Наиболее сильно электризуются диэлектрические вещества и материалы, причём с ростомру увеличивается и интенсивность электризации. К ним относятся нефтепродукты и неполярные растворители, большинство мономеров, практически все полярные материалы, химические волокна и ткани, сыпучие органические вещества. Антистатические вещества не электризуются, если не происходит их интенсивного распыления или разбрызгивания через сопла или форсунки со скоростью в десятки и сотни метров в секунду. К таким материалам относятся некоторые полярные растворители (ацетон, спирты, сложные эфиры), некоторые амино- и фенолопласты, хлопчатобумажная ткань и ряд материалов, обладающих хорошими гидрофильными свойствами. Электропроводящие материалы в процессах производства и переработки не электризуются. К ним относятся все металлы и их сплавы, углеродистые материалы, водные растворы, электролиты. Также как и в случае твёрдых диэлектриков, электризация потока жидкости не может возрастать беспредельно. Если плотность зарядов в потоке увеличивается настолько, что напряжённость поля в трубопроводе достигает электрической прочности перекачиваемой жидкости, то произойдёт искровой разряд. При этом предельная (критическая) объёмная плотность зарядов существенно зависит от диэлектрической проницаемости жидкости и диаметра используемого трубопровода. Склонность к электризации плоских полимерных материалов (лент, плёнок) оценивают величиной удельного О ____________ i поверхностного: электрического сопротивления рщ Ом/м . Полимерные материалы и плёнки не электризуются, если ихрще превышает 10^^ Ом/м^. В соответствии с «Правилами» значенияруИрщеществ и материалов должны указываться в технологическом регламенте, а также в исходных данных для проектирования любого технологического процесса. Опасность статического электричества. Статическое электричество (СЭ) представляет пожарную опасность, поскольку возникающие искровые разряды по энергии могут превыщать минимальную энергию зажигания горючих сред: газов, паров, ЛВЖ, пылей мелкодисперсных материалов. Все взрывы и пожары в основном происходят в результате искрового разряда: или с поверхности заряженного диэлектрического материала, или с заряженного металлического незаземлённого оборудования и с тела человека на заземлённый предмет. Наряду с пожарной опасностью статическое электричество представляет опасность и для обслуживающего персонала. Лёгкие «уколы» при работе с сильно наэлектризованными материалами вредно влияют на психику рабочих и в определённых ситуациях могут способствовать травмам на технологическом оборудовании. Сильные искровые разряды, возникающие при затаривании гранулированных материалов, могут вызвать и болевые ощущения. Кроме того, при постоянном прохождении через тело человека малых токов электризации возможны неблагоприятные физиологические изменения в организме, приводящие к профзаболеваниям. Вследствие этого в нашей стране в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 введены допустимые уровни напряжённости электростатических полей - /5'пред- Так, для Ещ^щ = 60 кВ/м максимальное времяпребываниягчел.без средств защиты составляет 1 ч. ДляЕ= 20 кВ/м время пребывания персонала в электростатических полях не регламентируется. Статическое электричество сильно влияет также на ход технологических процессов получения и переработки материалов и качество продукции. Так, при переработке жирных кислот взаимное отталкивание заряж:енных частиц столь значительно, что некоторые из них оседают по пути и не попадают в бункер, затем много частиц налипает на стенки бункера, затрудняя его разгрузку. При производстве полимерных плёнок в присутствии зарядов повышается их трение о направляющие, что объясняется эффектом электростатического прилипания. Это приводит к неравномерной деформации материала и его плохой намотке на барабаны. При больших плотностях заряда может возникнуть электрический пробой тонких полимерных плёнок электро- и радиотехнического назначения, что приведёт к браку выпускаемой продукции. Особенно большой ущерб наносит вызванное электростатическим притяжением налипание пыли на полимерные плёнки. При прохождении плёнки через технологическое оборудование налипшие частицы вдавливаются в неё, в результате чего изменяется толщина плёнки, причём в производственных условиях обнаружить эти частицы не удаётся. Электризация затрудняет просеивание, сушку. пневмотранспортирование и автоматическое дозирование мелкодисперсных материалов, поскольку они прилипают к стенкам технологического оборудования и слипаются между собой. Для оценки опасности статического электричества и эффективности использования различных средств и методов загциты возникает необходимость проводить измерения уровня (тока) электризации, оценка которого существенным образом связана с агрегатным состоянием перерабатываемых материалов. Так, для оценки электризации жидкостей, мелкодисперсных и гранулированных материалов, транспортируемых по трубопроводам, используется метод измерения силы тока утечки с изолированного от земли участка трубопровода. Однако значительно труднее произвести эти измерения на диэлектриках, поскольку в данном случае отсутствуют свободно перемещающиеся заряды и распределение их на поверхности материала весьма неоднородно. Контактный метод для этого не годится, поэтому плотность зарядов на поверхности жидкости или твёрдого материала измеряют бесконтактным способом. Для этих целей используют однокаскадные электрометрические усилители постоянного тока с датчиками ёмкостного типа. Методы и технические средства защиты от статического электричества. Методы и средства защиты от статического электричества делятся: , , • на не влияющие на сам процесс электризации, но ликвидирующие или снижающие возможность возникновения искровых разрядов; • уменьшающие электризацию веществ и материалов; • обеспечивающие рассеяние или отвод возникающих электростатических зарядов. : К числу основных методов защиты первой группы относится заземление технологического оборудования, тела человека, являющееся наиболее простым, но необходимым средством, поскольку энергия искрового разряда с проводящих незаземлённых элементов технологического оборудования во много раз (сотни и тысячи) выше энергии разряда с диэлектриков. Заземляться должны все электропроводящие части и элементы оборудования, на которых возможно накопление зарядов. Заземляются все металлические вентиляционные короба и кожухи термоизоляции трубопроводов и аппаратов, поскольку при движении запылённого воздуха и электризации теплоизоляционного материала (стекловаты) за счёт вибрации их потенциал относительно земли может достигать 3...4кВ. Электросопротивление всей цепи заземления должно быть не более 100 Ом. Непроводящее оборудование, согласно «Правилам ...», считается электростатически заземлённым, если в любой его точке сопротивление по отношению к земле - не больше 5-10^ Ом. Особое внимание необходимо уделять заземлению передвижных объектов или вращающихся элементов оборудования, не имеющих постоянного контакта с землёй. Так, различные передвижные ёмкости, в которые наливают или засыпают электризующиеся материалы, должны быть перед заполнением установлены на специальное заземлённое основание или присоединены к заземлителю специальным проводником до того как будет открыт люк. Серьёзное внимание, особенно во взрывоопасных производствах, необходимо уделять заземлению человека, поскольку разряд с его тела, вследствие накопления на нём в зависимости от способа заряжения (контактного или индукционного) больших потенциалов (7... 12 кВ) и значительной ёмкости (до 300 пФ), очень часто является причиной пожаров и взрывов. Для этих целей используют специальную антистатическую обувь, антистатические браслеты, халаты, обувь с кожаной подошвой. Чтобы обеспечить непрерывный отвод зарядов статического электричества с тела человека или передвижных ёмкостей, полы в таких помещениях должны быть обязательно электропроводяпщми, т. е. иметь Pv не более 10^ Ом-м. К таким покрытиям для пола относятся бетон, керамическая плитка, ксилит, антистатический линолеум. Часто целесообразной является защита оборудования с помощью разрядников, расположенных вне взрывоопасных зон. Регулированием разрядного промежутка можно установить допустимое напряжение пробоя С/пр, безопасное для применяемого горючего вещества. Процесс образования зарядов статического электричества сильно зависит от градиента скороетей контактирующих материалов, поэтому, уменьшив скорость транспортирования жидкостей, порошкообразных материалов, гранул, а также скорость переработки полимерных материалов, особенно плёночных, можно добиться снижения уровня электризации до безопасных величин, правда, это связано со снижением производительности. Вследртвие этого ограничение скоростей применяют только тогда, когда невозможно обеспечить надёжную антистатическую защиту другими методами. Это в первую очередь относится к процессам транспортирования манометров, углеводородных жидкостей, нефтепродуктов. В соответствии с «Правилами ...» жидкости с |