ОПД. Выбор профессии один из серьезнейших шагов молодежи
![]()
|
ГЛАВА 3 Защитные меры в электроустановках от поражения электрическим током 3.1 Устройства защиты человека от поражения электрическим током В настоящее время существующие устройства защиты человека от поражения электрическим током осуществляют следующие функции:
элементов, находящихся под напряжением. К ним относятся различного рода ограждения, блокировки, сигнализация, размещение токоведущих элементов на недопустимой высоте и индивидуальные защитные средства. Такого рода устройства не допускают прикосновения к элементам электрической цепи, находящимся под напряжением и широко применяющимся во всех видах электроустановок, за исключением случаев, когда их использование мешает нормальному ходу технологического процесса.
всех электроустановках применением электрической изоляции соответствующего уровня, исходя из технологических и энергетических параметров электроустановки. Электрическая изоляция осуществляет все виды защиты. Однако в ряде случаев требования безопасности становятся определяющими (например, проектировании электроустановок для помещений особо опасных с точки зрения поражения людей электрическим током).
условиях повышенной опасности электрического тока для питания отдельных потребителей или групп потребителей. Главное их назначение – изолировать потребителей в условиях повышенной опасности от первичной распределенной сети и сети заземления, что позволяет резко снизить вероятность повреждений изоляции и уменьшить проводимость изоляции защищаемого участка по отношению к земле, т.е. осуществляется защита человека при прикосновении к элементам, нормально находящимся под напряжением, а также они препятствуют попаданию напряжения на нетоковедущие элементы электроустановок. К разделительным трансформаторам предъявляются повышенные требования с точки зрения уровня изоляции и конструктивной надежности, определяемые из условий электробезопасности. Разделительные трансформаторы не изменяют величину напряжения, т.е. изготавливаются с коэффициентом трансформации, равным единице. Корпус трансформатора заземляют. Заземление вторичной обмотки и корпусов потребителей, питающихся от разделительных трансформаторов, запрещено.
безопасного для человека, которое может обеспечить нужную электробезопасность. Напряжение прикосновения в соответствии с действующими нормами определено Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем (РТБЭЭП). Наибольшее напряжение прикосновения на территории электроустановки и напряжения на заземляющем устройстве не должно превышать: 500В при длительности воздействия до 0,1с; 400В при длительности воздействия до 0,2с; 200В при длительности воздействия до 0,5с; 130В при длительности воздействия до 0,7с; 100В при длительности воздействия от 1 до 3с. Промежуточные допустимые напряжения в интервале времени от 0,1 до 1с следует определять интерполяцией. Правило устройства электроустановок (ПУЭ) требуют применять напряжение 42В и ниже переменного тока частотойт50Гц, 110В и ниже – постоянного тока для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и посторонних лиц. В условиях особой опасности поражения электрическим током для питания переносного электроинструмента, местного и ремонтного освещения и других переносных потребителей применяется напряжение 12В с использованием других защитных средств. При получении пониженного напряжения от сетей высшего напряжения необходимо применять надежные методы защиты от перехода высшего напряжения на сторону низшего в питающих трансформаторах. С развитием вычислительной техники, электроустановок м радиотехники сфера использования безопасного напряжения резко возросла.
осуществляющих защиту человека от поражения электрическим током, является заземление элементов электрооборудования, нормально изолированных от напряжения. Правила устройства электроустановок предписывают обязательное устройство заземления в электроустановках напряжением 500В и выше, а в помещениях повышенной опасности, особо опасных и в наружных электроустановках при напряжении свыше 42 В переменного тока и 100 В постоянного тока. В электроустановках напряжением свыше 100В заземление осуществляет также защиту особого рода, свойственную только электроустановкам высокого напряжения, - защиту от шаговых напряжений.
электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтрально.
автоматическое отключение всех фаз аварийного участка сети с полным временем отключения, обеспечивающим безопасность, принято называть защитным отключением. Такая защита может осуществляться при однофазных замыканиях и при прикосновении к элементам под напряжением, что повышает ее ценность. Защитное отключение состоит из прибора, реагирующего на опасные для человека параметры электроустановки, и аппарата, вызывающего отключение опасного участка под действием сигнала, поступающего с прибора. В качестве аппаратов в системах замкнутого отключения используются автоматические выключатели, магнитные пускатели и контакторы, применяемые для включения потребителей электроэнергии и при других видах защиты. Основным элементом, характеризующим защитное отключение, является прибор защитного отключения, который применяется для защиты в электрифицированном инструменте, передвижных и подземных электроустановках.
прикосновении к фазным проводам и при замыкании на землю корпуса электрооборудования осуществляется компенсацией емкостных токов утечки. Применяется в подземных электроустановках и некоторых специальных передвижных электроустановках. Подробнее раскроем содержание некоторых основных способов защиты от поражения электрическим током. В электрических установках основным средством, препятствующим возникновению короткого замыкания электрической цепи, является ее электрическая изоляция, находящаяся под напряжением. Для обеспечения работоспособности электрооборудования и безопасности его эксплуатации необходимо применять электрическую изоляцию высокого качества с малой электропроводимостью. При включении изоляции под напряжение через нее проходят электрические токи, величина которых определяется активным и емкостным сопротивлением этой изоляции, электрическая схема которой приведена на рис. 3.1. ![]() Рис 3.1. Электрическая схема замещения изоляции: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Активный, реактивный и общий ток определяется по формулам: ![]() При воздействии на изоляцию переменного напряжения невозможно разделить его утечки на составляющие (ток сквозной проводимости и ток абсорбций), поэтому о качестве изоляции судя по величине потерь энергии в ней (диэлектрических потерь). Количественной характеристикой потерь является тангенс угла диэлектрических потерь - ![]() ![]() ![]() ![]() откуда ![]() ![]() где ![]() ![]() Чем меньше ![]() Для поддержания уровня электрической изоляции, отвечающей требованиям безопасности и режиму эксплуатации электроустановок, в ПЭУ предусмотрено нормирование сопротивления изоляции сетей. ![]() Рис.3.2. векторная диаграмма токов диэлектрика: ![]() Периодические испытания изоляции. Для измерений и испытаний сопротивления изоляции в электроустановках до 1000В чаще всего применяются мегомметры на 1000 и 2500В типа М1101 и др. Защита электрической изоляцией имеет следующие преимущества перед другими видами защит (например, защитным отключением): - так как качеством изоляции определяется режим работы электроустановок (потери электроэнергии, безопасность электроснабжения, безаварийность и т.д.), то затраты на поддержание высокого качества изоляции не являются специальными затратами на охрану труда; - защита изоляцией является универсальной; - защита осуществляется без отключения электроустановки. Это качество изоляции делает такую защиту незаменимой в электроустановках, в которых перерыв в энергоснабжении недопустим. Защитное заземление – это заземляющее устройство, представляющее сочетание заземлителей с заземляющими проводниками и используемое для обеспечения электробезопасности людей. Характеристиками качества защитного заземления являются напряжение заземлителя и сопротивление. Напряжение заземлителя- это действующее значение напряжения между заземлителем и зоной земли за пределами зоны растекания электрического тока. Сопротивление заземляющего устройства характеризуется отношением напряжения заземлителя к току, стекающему в землю. Для обеспечения условий электробезопасности необходимо стремиться к созданию заземляющих устройств с минимальным сопротивлением. Все электроустановки в связи с различными условиями электробезопасности при защите заземлением принято разделять на четыре группы: - электроустановки до 1000В с изолированной нейтралью, в которых нейтральная точка изолирована от земли или связана с землей через большие сопротивления; - электроустановки свыше 1000В с малыми точками замыкания на землю, в которых ток однофазного замыкания на землю не превышает 500А; - электроустановки свыше 1000В с большими токами замыкания на землю, превышающими 500А; - электроустановки до 1000В с глухозаземленной нейтралью, в которых нейтральная точка связана с землей через небольшое активное сопротивление. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока). Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление. Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством. Защитным заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущей части электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущей части электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки. Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока. 3.2 Защитное зануление Защитным занулением называется соединение металлических корпусов электрооборудования с многократным заземлением нулевым проводом (рис.3.3.). ![]() Рис.3.3. Схема защитного занулени электрооборудования: 1-корпус; 2-нулевой защитный проводник; - сопротивление повторного заземлителя, обеспечивающего более благоприятное распределение потенциала на электрооборудовании в случае обрыва нулевого провода; - сопротивление рабочего заземлителя, обеспечивающего заземление нейтрали источника и его нормальную работу в нормальном и аварийном режимах. Защитное зануление применяется в 4-проводных электрических сетях напряжением до 1000В. Необходимость защитного зануления в таких сетях диктуется неполноценностью защитного заземления. Если в электрической сети нет нулевого провода и произошло короткое замыкание на корпус, то ![]() здесь ![]() ![]() Такой ток замыкания обеспечивает срабатывание плавкой вставки, если она рассчитана на ток в 2-2,5 раза меньше тока замыкания: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На практике часто оказывается, что плавкая вставка завышена по току. При этом создаются условия длительного протекания тока замыкания. В этом случае напряжение прикосновения: ![]() что опасно для персонала, обслуживающего электроустановку. Для увеличения тока замыкания и надежного срабатывания защиты сопротивления рабочего и повторного заземлителей шунтируют бесконечно малым сопротивлением нулевого провода (см. рис.3.3.) Таким образом, цель защитного зануления – обеспечивать необходимый для срабатывания защиты ток замыкания и отключение поврежденной электроустановки. По способу выполнения повторного заземления защитное зануление делится:
зануления применяется в 4-проводных кабельных сетях, где обрыв нулевого провода практически исключен;
применяется в воздушных электрических сетях, причем в конце линии устанавливается на каждом ее ответвлении через 1-2км. длины;
сооружается во всех производственных помещениях, в которых размещается большое количество электроприемников с напряжением до 1000В. 3.3 Расчет зануления Расчет зануления сводится к решению следующих задач:
электроустановки от электрической сети;
зануленному корпусу при повреждении изоляции. Поэтому зануление рассчитывается на отключающую способность и на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали) и при замыкании ее на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника). 3.4 Расчет защитного зануления на отключающую способность Расчет защитного зануления сводится к определению тока короткого замыкания для узла электрической сети, в которой установлен электроприемник, и быстрому его отключению, ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет защитного зануления сводится к проверке условия, при котором выполняется неравенство ![]() где ![]() Для коротких линий, когда индуктивным сопротивлением можно пренебречь, сопротивление петли «фаза-нуль» определяется по формуле ![]() где ![]() ![]() В линиях длиной более 1 км пренебрегать индуктивным сопротивлением нельзя, поэтому ![]() ![]() где ![]() Для воздушных линий ![]() где ![]() ![]() ![]() В расчетах принимается ![]() Поскольку ![]() ![]() 3.5 Расчет сопротивления заземления нейтрали Сопротивление заземления нейтрали источника ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() Этот случай необходимо рассматривать при следующих наиболее тяжелых условиях: 1) человек, касаясь зануленного корпуса, находится за пределами зоны растекания тока замыкания на землю, т.е. ![]() ![]() ![]() ![]() |