Основы эл б. Учебное пособие 3 Оглавление
 Скачать 2.53 Mb.
|
|
Вопросы для самостоятельной проработки: 1. Какие действия оказывает электрический ток, проходя через организм человека? 2. Виды поражения человека электрическим током, отличия электриче- ских травм от электрических ударов. 3. Что такое ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи, их пороговые значения и их действия на человека. 4. Какое влияние оказывает постоянный и переменный ток различной ча- стоты на исход поражения. 5. Какие «петли тока» наиболее опасны для человека? 6. Почему двухфазное прикосновение представляет наибольшую опас- ность, чем однофазное? 7. От каких факторов зависит сопротивление тела человека? 8. Почему время прохождения тока влияет на опасность поражения? 18 9. Какие факторы окружающей среды влияют на электробезопасность? 10. Как классифицируются помещения в отношении опасности поражения человека электрическим током? 19 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРЫ ЗАЩИТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ Токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сто- ронние проводящие части не должны находиться под напряжением, пред- ставляющим опасность поражения электрическим током, как в нормаль- ном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции. Для обеспечения безопасной эксплуатации электроустановок приме- няются различные способы защиты. Выполняют защиту от прямого при- косновения — защиту для предотвращения прикосновения к токоведущим частям (находящимся под напряжением) и защиту при косвенном прикос- новении — защиту от поражения электрическим током при прикосновении к открытым токоведущим частям, оказавшимся под напряжением при по- вреждении изоляции. Для защиты от прямого прикосновения применяют следующие меры: - основная изоляция токоведущих частей; - ограждения и оболочки; - установка барьеров; - размещение вне зоны досягаемости; - применение сверхнизкого (малого) напряжения. Дополнительную защиту от прямого прикосновения в электроуста- новках напряжением до 1 кВ при необходимости обеспечивают с помощью дифференциальных УЗО с номинальным отключающим дифференциаль- ным током не более 30 мА. Защиту от косвенного прикосновения обеспечивают с помощью: - защитного заземления; - автоматического отключения питания; 20 - уравнивания потенциалов; - выравнивания потенциалов; - двойной или усиленной изоляции; - сверхнизкого (малого) напряжения; - защитного электрического разделения цепей; - изолирующих (непроводящих) помещений, зон, площадок. Основная (рабочая) изоляция токоведущих частей – изоляция токо- ведущих частей, обеспечивающая в том числе защиту от прямого прикос- новения. Основная изоляция токоведущих частей должна покрывать токове- дущие части и выдерживать все возможные воздействия, которым она мо- жет подвергаться в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции должно быть возможно только путем ее разрушения. Лакокрасочные покрытия не являются изоляцией, защищающей от поражения электрическим током, за исключением случаев, специально оговоренных техническими условиями на конкретные изделия. При выполнении изоляции во время монтажа она должна быть испытана в соответствии с нормами приёмосдаточных испы- таний, приведённых в ПУЭ гл. 1.8 и ПТЭЭП прил. 3. В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, в том числе в электроуста- новках напряжением выше 1 кВ, должна быть выполнена посредством оболочек, ограждений, барьеров или размещением вне зоны досягаемости. Дополнительная изоляция – независимая изоляция в электроустанов- ках до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении. Двойная изоляция - изоляция в электроустановках до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляции 21 Усиленная изоляция - изоляция в электроустановках до 1 кВ, обеспе- чивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноцен- ную двойной изоляции. Состояние изоляции определяет степень безопасности эксплуатации электроустановок. С целью обнаружения дефектов и повреждений изоля- ции, а так же предупреждения замыканий на землю необходимо проводить контроль изоляции (измерение активного сопротивления) и испытания по- вышенным напряжением. Сопротивление изоляции измеряют мегаоммет- ром. [1, 4] Ограждения и оболочки в электроустановках напряжением до 1 кВ должны иметь степень защиты не менее IP 2X (защита от проникновения предметов >12 мм (например, нажатие пальцем)) [10], за исключением случаев, когда большие зазоры необходимы для нормальной работы элек- трооборудования. Ограждения и оболочки должны быть надежно закреплены и иметь достаточную механическую прочность. Применяются сплошные и сетчатые ограждения. Сплошные ограж- дения - кожухи в электрических установках до 1000 В. Сетчатые огражде- ния применяются в установках напряжения до 1000 В и выше 1000 В. По типу исполнения ограждения бывают: стационарные и переносные. Пере- носные ограждения выполняют из изоляционного материала (сухое дере- во), стационарные – из металлической сетки. Вход за ограждение или вскрытие оболочки должны быть возможны только при помощи специального ключа или инструмента либо после сня- тия напряжения с токоведущих частей. При невозможности соблюдения этих условий должны быть установлены промежуточные ограждения со степенью защиты не менее IP 2Х, удаление которых также должно быть возможно только при помощи специального ключа или инструмента. 22 Барьеры предназначены для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или при- ближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ, но не исключают преднамеренного прикосновения и прибли- жения к токоведущим частям при обходе барьера. Для удаления барьеров не требуется применения ключа или инструмента, однако они должны быть закреплены так, чтобы их нельзя было снять непреднамеренно. Барь- еры должны быть из изолирующего материала Размещение вне зоны досягаемости для защиты от прямого прикос- новения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ может быть применено при невозможности уста- новки ограждений и барьеров. При этом расстояние между доступными одновременному прикосновению проводящими частями в электроустанов- ках напряжением до 1 кВ должно быть не менее 2,5 м. Внутри зоны дося- гаемости не должно быть частей, имеющих разные потенциалы и доступ- ных одновременному прикосновению. Установка барьеров и размещение вне зоны досягаемости допускает- ся только в помещениях, доступных квалифицированному персоналу. Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) – напряжение, не превыша- ющее 50 В переменного и 120 В постоянного тока. Уравнивание потенциалов – электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. Защитное уравнивание потенциалов, выполняется в целях электро- безопасности. Выравнивание потенциалов – снижение разности потенциалов (ша- гового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и при- 23 соединённых к заземляющему устройству, или путём применения специ- альных покрытий. Разделительный трансформатор – трансформатор, первичная об- мотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного электрического разделения цепей. Защитное электрическое разделение цепей – отделение одной элек- трической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью: двойной изоляции; основной изоляции и защитного экрана; усиленной изоляции. Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устрой- ством.. Заземление применяется преимущественно для двух основных це- лей: 1) Для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нор- мальном или аварийном режимах предназначено рабочее заземление. Ра- бочее (функциональное) заземление – преднамеренное соединение с зем- лей точки или точек токоведущих частей электроустановки. 2) В целях электробезопасности, защиты человека и электроустано- вок от внешних воздействий. При выполнении защитного заземления связь подлежащих заземле- нию частей электроустановки с землей осуществляется с помощью зазем- ляющего устройства, которое служит для отвода тока в землю. Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников. 24 Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть с заземлителем. Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду. Заземлители разделяются на искусственные, сооруженные только для целей заземления, и естественные, предназначенные для других целей, но являющиеся одновременно заземлителями (железобетонные фундамен- ты, металлические трубы водопровода, проложенные в земле и др.). Кате- горически запрещается использовать как естественный заземлитель трубо- проводы с взрывоопасными и горючими жидкостями и газами. Каждый элемент установки, подлежащий заземлению, должен быть присоединен к заземлителю посредством отдельного заземляющего про- водника. Последовательное соединение заземляющими проводниками не- скольких элементов установки не допускается. Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземля- емым конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к корпусам аппа- ратов, машин и опорам воздушных линий электропередачи —болтовым соединением. Заземляющие проводники должны быть предохранены от коррозии. Открыто проложенные заземляющие проводники должны иметь черную окраску, их выполняют из медных, алюминиевых и стальных проводников различной конструкции В сухих помещениях заземляющие проводники разрешается прокла- дывать на стенах, так, чтобы они были доступны для осмотра, но надежно защищены от механических повреждений. Во влажных помещениях и по- мещениях с едкими парами, их прокладывают на расстоянии от стен не менее 10 мм на изоляторах. 25 Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и зазем- ляющим конструкциям должно быть выполнено сваркой, а к главному за- земляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ВЛ - болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений). Действие защитного заземления заключается в том, что оно снижает напряжение между корпусом электроустановки, оказавшимся под напря- жением, и землей до безопасного значения. Защитное заземление применяется в трехфазных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, в сетях напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали. В электроустановках напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью защитное заземление не обеспечивает защиты людей от поражения элек- трическим током. В этом случае при коротком замыкании фазы на корпус ток замыкания на землю может оказаться недостаточным для срабатыва- ния защиты (например, предохранителя) и человек, прикоснувшись к по- врежденному корпусу, окажется под напряжением. Оно будет тем больше, чем больше сопротивление заземляющего устройства. Следовательно, ве- личину сопротивление необходимо уменьшать, что потребует громоздкого и дорогого заземляющего устройства. Поэтому в четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом применяют зануление. Зануление – преднамеренное соединение открытых проводящих ча- стей с глухозаземлённой нейтралью в сетях трёхфазного тока, с глухоза- землённым выводом источника однофазного тока, с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемой в целях электробез- опасности. Задача зануления та же что и защитного заземления. Зануление при- меняется в электроустановках напряжением до 1 кВ. 26 Принцип зануления – превращения пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазой и нулевым проводом) с целью вызвать большой ток короткого замыкания, способный обеспечить срабатывание токовой защиты, т.е. быстро автоматически отключить по- врежденную установку от питающей сети. Такой защитой являются: плав- кие предохранители, автоматы. Частным случаем зануления является защитное отключение, которое может применяться в любых сетях независимо от принятого режима нейтрали, величины напряжения и наличия в них нулевого провода. Защитное отключение — это система защиты, автоматически отклю- чающая электроустановку при возникновении опасности поражения чело- века электрическим током (при замыкании на землю, снижении сопротив- ления изоляции, неисправности заземления или зануления). Защитное от- ключение применяется в том случае, когда трудно выполнить заземление или зануление, а также в дополнение к ним в некоторых случаях. Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки (автома- тические выключатели) и на дифференциальный ток (устройства защитно- го отключения (УЗО)) Автоматический выключатель (ри- сунок 6) контролирует силу тока в цепи. Его задача – не допустить возникновения, так называемых, сверхтоков, сила которых превышает значение, максимально допу- стимое для данной проводки. На практике такая ситуация может произойти при подключении слишком вы- сокой нагрузки (большого количества Рисунок 6 - Автоматический выключатель двухполюсный 27 Рисунок 7 – Устройство защитного отключения мощных электроприборов) или вследствие короткого замыкания (сопри- косновения фазового и нулевого проводов – в большинстве случаев это происходит из-за нарушения изоляции). Сила тока в контролируемой автоматом цепи увеличивается, и, когда она доходит до критического значения, устройство мгновенно обесточива- ет проблемный участок сети. Устройство защитного отключения (УЗО) контролирует наличие тока утечки (называемого также разностным или диф- ференциальным) в подающем (фазовом) и обратном (нулевом рабочем) проводниках, которые идут, соответственно, к электро- прибору и от него. При нормальных усло- виях сила тока в них будет примерно оди- наковой. Замыкание одного из проводов на корпус прибора или тело человека вызывает нарушение этого баланса, то есть сила тока в фазовом проводе значительно отличается от таковой в ну- левом проводнике. Зафиксировав эту разницу, УЗО приводит в действие механизм расцепителя и прекращает подачу напряжения на аварийный участок сети. В данном случае порог срабатывания устройства – это значе- ние силы дифференциального тока, при котором происходит отключение электроэнергии. Проще говоря, это максимально допустимая разница меж- ду силой тока в фазовом и нулевом рабочем проводах. Так, например, ап- парат, рассчитанный на 30 мА, сработает именно при таком значении воз- никшего тока утечки. УЗО должно находиться под защитой автоматического выключателя, поскольку последний не допустит воздействия токов большой силы (токов короткого замыкания) на силовые контакты УЗО, сохраняя тем самым его 28 работоспособность. Поэтому УЗО всегда устанавливается строго после ав- томатического выключателя. Вопросы для самостоятельной проработки: 1. Перечислите меры защиты от поражения электрическим током при прямом прикосновении. 2. Перечислите меры защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении? 3. С какой целью выполняется дополнительная изоляция? 4. В чём различие между двойной и усиленной изоляцией? 5. Что означает размещение вне зоны досягаемости? 6. С какой целью выполняют заземление электроустановок? 7. Какой принцип действия зануления? 8. В чём отличие защитного заземления и зануления? 9. В чём различие между автоматическими выключателями и устрой- ствами защитного отключения? 10. Что такое дифференциальный ток? 29 3. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ 3.1. Общая характеристика средств защиты Средство защиты предназначено для предотвращения или уменьше- ния воздействия на работающего опасных и вредных производственных факторов. Средства защиты бывают индивидуальные и коллективные. Средства коллективной защиты, конструктивно и функционально связанны с производственным процессом, производственным оборудова- нием, помещением, зданием, сооружением. Средства индивидуальной защиты используются одним человеком. Электрозащитное средство – средство защиты от поражения элек- трическим током, предназначенное для обеспечения электробезопасности. Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополни- тельные (таблица 1). Основное изолирующее электрозащитное средство – изолирующее электрозащитное средство, изоляция которого длительно выдерживает ра- бочее напряжение электроустановки и которое позволяет работать на то- коведущих частях, находящихся под напряжением. Т.е. основными сред- ствами защиты персонал при выполнении работ прикасается непосред- ственно к токоведущим частям в электроустановках, находящихся под напряжением. Дополнительное изолирующее электрозащитное средство – изоли- рующее электрозащитное средство, которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим то- ком, но дополняет основное средство защиты, а также служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага. 30 Таблица 1 - Изолирующие электрозащитные средства. ЭУ напряжением до 1000 В ЭУ напряжением свыше 1000 В Основные электрозащитные средства изолирующие штанги всех видов; изолирующие клещи; указатели напряжения; электроизмерительные клещи; диэлектрические перчатки; ручной изолирующий инструмент. изолирующие штанги всех видов; изолирующие клещи; указатели напряжения; устройства и приспособления для обеспечения безопасности работ при измерениях и испытаниях в электро- установках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, клещи элек- троизмерительные, устройства для прокола кабеля и т.п.); специальные средства защиты, устройства и приспособления изоли- рующие для работ под напряжением в электроустановках напряжением 110 кВ и выше (кроме штанг для пере- носа и выравнивания потенциала). Дополнительные электрозащитные средства диэлектрические галоши; диэлектрические ковры и изолиру- ющие подставки; изолирующие колпаки, покрытия и накладки; лестницы приставные, стремянки изолирующие стеклопластиковые. диэлектрические перчатки и боты; диэлектрические ковры и изолиру- ющие подставки; изолирующие колпаки и накладки; штанги для переноса и выравнива- ния потенциала; лестницы приставные, стремянки изолирующие стеклопластиковые. Дополнительные электрозащитные средства сами по себе не обеспе- чивают защиту от электрического тока и применяются только совместно с основными средствами, чтобы усилить защитное действие. Дополнитель- ными изолирующими средствами не допускается прикасаться к токоведу- щим частям, находящимся под напряжением. При использовании основ- ных изолирующих средств достаточно применения одного дополнительно- го. В электроустановках свыше 1000 В дополнительные средства защиты от поражения электрическим током применяются обязательно без исклю- чения. 31 Кроме перечисленных средств защиты в электроустановках приме- няются средства индивидуальной защиты: средства защиты головы (каски защитные, которые предназначены для: для защиты головы работающего от механических повреждений, от воды и агрессивных жидкостей, от поражения электрическим током при случайном касании токоведущих частей, находящихся под напряжением до 1000 В); средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные); средства защиты органов дыхания (противогазы и респираторы); средства защиты рук (рукавицы); средства защиты от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные); одежда специальная защитная (комплекты для защиты от электри- ческой дуги). |