Электробезопастность. Программа обследования состояния техники безопасности при эксплуатации элект роустановок потребителей
 Скачать 2.01 Mb.
|
|
Дополнительная изоляция предусмотрена наряду с рабочей для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. Двойной называется изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Материалы, использу- емые для рабочей и дополнительной изоляции, имеют различные свойства, что делает маловероятным одновременное их повреждение. Усиленная изоляция - это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же сте- пень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция, но конструктивно вы- полненная 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 используется корпус электроприемника, выполненный из изоляционного материала. Такой корпус защищает от поражения электрическим током не только при пробое изоляции внутри изделия, но и при случайном прикосновении рабочей части инструмента к токоведущей части. Если же корпус изделия металлический, то роль дополнительной изоляции иг- рают изоляционные втулки, через которые питающий кабель проходит внутрь корпуса, и изоли- рующие прокладки, отделяющие электродвигатель от корпуса. Усиленная изоляция используется только в тех случаях, когда двойную изоляцию затруднитель- но применить по конструктивным причинам, например, в выключателях, щёткодержателях и др. Изделия, имеющие двойную изоляцию и металлический корпус, запрещается заземлять или за- нулять. На паспортной табличке такого изделия помещается знак - квадрат внутри квадрата. При эксплуатации электроинструмента с двойной изоляцией необходимо ежемесячное испытание изоляции мегаомметром, а при каждой выдаче для работы - проверка отсутствия замыкания на кор- пус при помощи специального прибора - нормометра. 3.5. Изоляция рабочего места Согласно ПУЭ этот способ защиты применяется при невозможности выполнения заземления, за- нуления и защитного отключения. ГОСТ 12.1.019 -79 предусматривает изоляцию пола, настила, площадки и т. п., а также металличе- ских деталей в области рабочего места, потенциал которых отличается от потенциалов токоведущих частей, и прикосновение к которым является предусмотренным или возможным. Допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условии, что прикосновение к незаземлённым (незанулённым) частям возможно только с этих площадок и исклю- чена возможность одновременного прикосновения к электрооборудованию и частям здания или дру- гого оборудования. 30 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 пора- жения электрическим током. Малое напряжение применяется, например, для питания ручного электрифицированного инстру- мента (класса III); местного освещения на станках; ручных светильников в помещениях с повышен- ной и особой опасностью; светильников общего освещения 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, аккумуляторы, выпря- мители, преобразователи. Наиболее же часто применяются понижающие трансформаторы. Катего- рически запрещается использовать для этой цели автотрансформаторы, а также резисторы или рео- статы, включенные по схеме потенциометра, так как эти устройства имеют гальваническую (элек- трическую) связь между первичной и вторичной сторонами, что создает опасность электропораже- ния. В зависимости от режима нейтрали питающей сети следует заземлять или занулять корпус пони- жающего трансформатора, а также один из выводов вторичной обмотки - на случай пробоя изоляции между обмотками. Корпуса электроприёмников малого напряжения не требуется заземлять (занулять), кроме элек- тросварочных устройств и электроприёмников во взрывоопасных помещениях, а также при работах в особо неблагоприятных условиях (в металлических котлах, сосудах, трубопроводах и т.п.). Применение малого напряжения является эффективным способом защиты, однако, при двухпо- люсном прикосновении опасность поражения остается. Широкому распространению способа пре- пятствует его неэкономичность: снижение напряжения ведет к возрастанию тока что вызывает необ- ходимость увеличения сечения проводов. 3.7. Защитное отключение Определение этого способа защиты даётся и ПУЭ: это быстродействующее автоматическое отключение всех фаз участка сети обеспечивающее безопасные для человека 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 «Электро- безопасность Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов». Например, при времени воздействия не более 0,1 с допустимый ток через тело человека составляет 500 мА, при 0,2 с - 250 мА, при 0,5 с - 100 мА и т.д. Следовательно, защита обеспечивается быстрым отключением электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Другими словами, электрозащитная 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 является УЗО, ре- агирующее на ток утечки (дифференциальный ток). Достоинство его состоит в том, что оно за- щищает человека от поражения электрическим током не только в случае прикосновения к метал- лическим корпусам, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции (о чём говорит- ся 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. 31 Кроме того, УЗО выполняет ещё одну важную функцию - защиту электроустановок от возго- раний, первопричиной - которых являются утечки, вызванные ухудшением изоляции. Известно, что более трети пожаров возникает от неисправностей электропроводок, поэтому вполне спра- ведливо УЗО называют «противопожарным сторожем». Применение высокочувствительных УЗО приводит к необходимости поддержания изоляции электрических сетей и потребителей на должном уровне, то есть в конечном счёте требует повы- шения культуры эксплуатации электроустановок. В противном случае неизбежны частые пере- рывы электроснабжения потребителей по причине ложных срабатываний УЗО от естественных (фоновых) токов утечки. УЗО состоит из трёх функциональных элементов: датчика, исполнительного органа и комму- тационного устройства. Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или повреждения изоляции. Сигнал о наличии тока утечки поступает в исполнительный орган, где усиливается и преобразуется в команду на отклю- чение коммутационного устройства. Исполнительный орган УЗО может работать на двух различных принципах: электронном и электромеханическом. В электронном УЗО исполнительный орган содержит электронный уси- литель, в качестве источника питания которого используется сама контролируемая сеть. Надёж- ность работы таких устройств зависит от наличия и стабильности напряжения сети. В электромеханическом УЗО вместо электронного усилителя применяется магнитоэлектриче- ская защёлка, не требующая источника питания. Надёжность таких УЗО значительно выше, они продолжают выполнять электрозащитную функцию при обрыве 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. Электрическая схема электромеханического УЗО приведена на рисунке 10. Датчиком устрой- ства служит трансформатор тока утечки (I) кольцевой магнитопровод которого охватывает про- вода, питающие нагрузку (6) и играющие роль первичной обмотки. При отсутствии тока утечки рабочие токи (Iр) в прямом (фазном) и обратом (нулевом рабочем) проводах равны и наводят в магнитопроводе равные но противоположно направленные потоки; результирующий поток равен нулю и поэтому ЭДС во вторичной обмотке отсутствует. УЗО не срабатывает. При появлении то- ка утечки (например, при прикосновении человека к оголённому фазному проводу) ток и прямом проводе превышает обратный ток на величину тока утечки (Iут); в сердечнике возникает магнит- ный поток небаланса, а во вторичной обмотке наводится ЭДС, пропорциональная току утечки. По обмотке магнитоэлектрической защёлки (2) протекает ток, вызывающий срабатывание и воз- действие на механизм свободного расцепления (3), отключающий контакты (4). УЗО срабатыва- ет. Таково действие УЗО двухполюсного исполнения в цепи однофазной нагрузки. 32 Для работы в трёхфазной сети (как трёх-, так и четырехпроводной) УЗО выполняется четы- рёхполюсным, то есть магнитопровод охватывает три фазных и нулевой рабочий проводники. Согласно первому закону Кирхгофа при любой несимметрии нагрузки алгебраическая сумма мгновенных значений токов в проводах, питающих нагрузку, равна нулю, результирующий поток в магнитопроводе и ЭДС во вторичной обмотке отсутствует; УЗО не срабатывает. ЭДС во вто- ричной обмотке наводится и УЗО срабатывает лишь от токов, замыкающихся по путям утечки, минуя нагрузку. Другими словами, токи, замыкающиеся через нагрузку (рабочий ток, сверхток перегрузки), а также токи одно-, двух-, трёхфазных коротких замыканий между проводами, пи- тающими нагрузку, не могут вызвать срабатывание УЗО. Заметим, что двухполюсное прикосно- вение человека с изоляцией от земли УЗО воспринимает как нагрузку и не срабатывает, что явля- ется недостатком, принципиально присущим устройствам защитного отключения. Из сказанного следует, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков перегрузок и коротких замы- каний, то есть применение УЗО не должно означать отказа от автоматов защиты сети или плав- ких предохранителей. Некоторые типы устройств защитного отключения (в основном, зарубеж- ного производства) совмещают в себе функции УЗО и автоматического выключателя, что неиз- бежно ведёт к снижению надёжности и Повышению стоимости за счёт усложнения схемы и уве- личения количества компонентов. УЗО является высокоэффективным и перспективным способом защиты. Оно используется в электроустановках до I кВ в дополнение к защитному заземлению (занулению), а также в каче- стве основного или дополнительного способа защиты, когда другие способы и средства неприме- нимы или малоэффективны. В настоящее время в Российской Федерации действует ряд нормативных документов, регла- ментирующих технические параметры и требования к применению УЗО в электроустановках зданий. Ниже приводится перечень основных документов с краткими 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 примене- ние светильников класса защиты 0 запрещается, необходимо применять светильники класса за- щиты 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 лампами накалива- ния должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности - не выше 220 В и в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 50 В, В помещениях с по- вышенной опасностью и особо опасных допускается напряжение до 220 В для светильников, в этом случае должно быть предусмотрено 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, настольные, напольные и т.п. приравниваются при выборе напряжения к стационарным светильникам местно- го стационарного освещения (п.6.1.16.) ... П. 6.1.48. При выполнении схем питания светильников и штепсельных розеток следует вы- полнять 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 рекомендуется установка УЗО с током 33 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 следует, как пра- вило, питать по самостоятельным линиям - распределительным или от сети 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, бытовых зданий» П. 7.1.48. ...В ванных комнатах квартир и номеров гостиниц допускается установка штепсель- ных розеток в зоне 3 по ГОСТ Р 50571.11-96, присоединяемых к сети через разделительные трансформаторы или защищенных устройством защитного отключения, реагирующим на диффе- ренциальный ток, не превышающий 30 мА… П. 7.1.71. Для защиты групповых линий, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства защитного отключения (УЗО). П. 7 1 72. Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохрани- тель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номинальном напряжении 220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и установка (квартира) не охвачена си- стемой уравнивания потенциалов, установка УЗО является обязательной. П. 7.1.73. При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективно- сти. 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, распо- ложенного ближе к потребителю. П. 7.1,74, в зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с за- земленными элементами и нулевым, защитным проводником. П. 7.1.75. Во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надежную коммутацию це- пей 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 расчетная про- верка в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестоящего аппарата, обеспечи- вающего защиту от сверхтока. П. 7.1.77. В жилых зданиях не допускается применять УЗО, автоматически отключающие по- требителя от сети при исчезновении или недопустимом падении напряжения 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 переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или "АС", реагирующие, только на переменные токи утеч- ки. Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компь- ютеры и др. П. 7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с но- минальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные ав- томатические выключатели (предохранители). 34 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, допус- кается их установка на этажных щитках. П. 7.1.81. Установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение которых может привести, к ситуациям, опасным для потребителей (отключению пожарной сигнализации и т.п.). П. 7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в поме- щениях особо опасных и с повышенной опасностью, например в зоне 3 ванных и душевых поме- щений 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 превосходить 1/3 номинальною тока У30, При отсутствии данных ток утечки электроприемников 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 заземленные ча- сти, когда величина тока недостаточна, для срабатывания максимальной токовой защиты, на вво- де в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка 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 током и возгора- ния 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. ГОСТ Р 50669-94 «Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных) |