Защита от поражения током

Требования и нормативы

В 2002 году в нашей стране введены государственные стандарты по защите человека от поражения электротоком (ГОСТ Р. МЭК 61140 – 2000), которые полностью адаптированы под существующие международные нормы. На основании этого базового документа разрабатываются нормативные документы и профильные меры безопасности для каждой отрасли народного хозяйства. Действие положения распространяется на электрооборудование, работающего с напряжением до 1000 А переменного электрического тока, а для постоянного – до 1500 А.Область применения норм – электрические установки и системы.

В этих нормах заложены основные требования по обеспечению предотвращения аварий от поражения электричеством:

  • Недоступность к токоведущим частям электрооборудования;
  • Обязательная изоляция в один или два слоя;
  • Корпусы электрооборудования и силовых установок должны быть заземлены и в обязательном порядке иметь нулевую фазу;
  • Обеспечение надежными и быстродействующими автоматами и устройствами защитного отключения;
  • Создание линий пониженного напряжения (от 42 В и ниже) для электропитания мобильных токоприемников;
  • Устройство защитных разделительных электрических цепей;
  • Установка блокировочных устройств, предупредительной сигнализации, обеспечение электрооборудования защитными надписями и наглядными предупредительными плакатами;
  • Применение защитных приспособлений и индивидуальных средств защиты;
  • Своевременное проведение плановых технических осмотров и профилактических ремонтов эксплуатируемого электрического оборудования, сетей и установок;
  • Организация специального инструктажа персонала по технике безопасности, плановая аттестатация рабочих мест, экзамены на право получения допуска работы для объектов повышенной категории опасности.

Технические термины основных нормативных документов дополняются уточняющими пояснениями:

  1. «Прямой контакт» наступает в случае непосредственного прикосновения человека к электрическому проводнику под напряжением. Поражение электричеством может наступить и в случае пробоя изоляции;
  2. «Изоляция». Под таким названием понимается не только защитная оболочка провода из полимерных материалов. Изоляция может иметь вид жидкости как, например, масло в трансформаторе, или быть газообразной как промежуток воздуха. Двойная или усиленная изоляция состоит из двух частей, и при испытании каждую из них тестируют отдельно, что позволяет своевременно обнаружить повреждение защитного слоя;
  3. «Средства безопасности». Кроме изоляции, к защитным средствам можно отнести конструктивные элементы: полы, наружные и внутренние стены, различные ограждения, закрывающие несанкционированный доступ к токоведущим элементам.

Важно! Качественная система безопасности должна строиться на основном принципе: токоведущие элементы не должны быть опасными для жизни человека.

Основные мероприятия по безопасности

Проведение ремонтных электроработ требует большой внимательности и ответственности

Для исключения непредвиденного или косвенного контакта человека с токоведущими частями необходимо обеспечить основные меры защиты от поражения электрическим током. К ним относятся:

  • Обязательное наличие твердой изоляции, предотвращающей непосредственный контакт с оголенными элементами электрических проводников;
  • Ограничительный барьер для доступа посторонних лиц к электросиловому оборудованию и электроустановкам. Защитное ограждение должно быть прочным и оснащено запорными элементами и кодовыми замками;
  • Для исключения физического контакта при осмотре необходимо устанавливать токоведущие части на значительном удалении друг от друга;
  • Использование для электроосвещения силовых электроустановок осветительных приборов, работающих на низком напряжении от 12 до 36 Вт. Такое же напряжение рекомендовано для электропривода необходимого электроинструмента. Для этой цели применяются понижающие трансформаторы с заземлением их вторичной обмотки.

Кроме основного перечня защитных мер безопасности, во избежание поражения человека электричеством применяются система выравнивания электрических потенциалов и автоматическое устройство отключения (УЗО).

Устройство автоматического отключения (УЗО)

Комплекс защитных мероприятий

Основные защитные профилактические мероприятия от возможного поражения электрическим током условно подразделяются на три группы:

  • Организационные мероприятия;
  • Технические меры;
  • Применение индивидуальных защитных средств.

Профилактические меры и средства защиты являются приоритетными направлениями защитных мероприятий по предотвращению возможного поражения человека электротоком.

Совокупность всего комплекса защитных мероприятий направлена на недопущение возникновения аварийных ситуаций, которые могут закончиться электротравмой и несут непосредственную угрозу жизни человека.

Набор специального ремонтного инструмента с изолирующими рукоятками

Организационные мероприятия

Важной составляющей частью мер безопасности от поражения током считается организационная профилактическая работа:

  • Подбор квалифицированного персонала сотрудников для обслуживания электроустановок и силового оборудования. Запрещено использовать необученных лиц и непрошедших обязательный медосмотр, разрешающий допуск к электроработам с повышенной категорией опасности. К работе не допускаются лица, не достигшие 18 лет;
  • Проведение своевременных инструктажей по технике безопасности, специального технического обучения по работе в условиях повышенной электрической опасности, подготовка и сдача экзаменов по технике безопасности при работе с электроустановками;
  • Проведение ознакомительных и наглядных инструктажей по первоочередным действиям при поражении электрическим током;
  • Назначение ответственных лиц за электробезопасность;
  • Ведение специальных журналов ежедневной сдачи и приемки контроля работы электрооборудования и силовых установок;
  • Периодические осмотры, измерения и испытания электрооборудования.

Нормами предусмотрен регламент профилактического измерения оборудования, работающего в сухом помещении (один раз в два года), а в сырых – каждый год. Предельно допустимое значение изоляции должно быть в пределе 0,5 Мом для двух изолирующих слоев и до 2 Мом при усиленной изоляции. Если выявлены несоответствия установленным требованиям, то в обязательном порядке рекомендуется провести ремонтные работы.

Защитные ограждения разрешается снимать только специалистам, имеющим соответствующие навыки. Их квалификация в обязательном порядке подтверждается удостоверением с информацией о группе допуска.

Примеры предупредительных плакатов

Технические меры

К техническим мерам безопасности по недопущению аварийных ситуаций, способных вызвать поражение электрическим током, можно отнести следующие мероприятия:

  1. Обязательные применения защитных устройств в виде предохранителей, реле защиты и других средств, которые предохраняют электроустановки и оборудование в момент пиковых нагрузок и защищают от короткого замыкания;
  2. Установка электрооборудования в недоступных местах (на высоте более 2 м) и использование защитных ограждений, исключающих контакт токоведущих частей с людьми и животными;
  3. Обязательное использование заземляющих контуров и зануления электроустановок;
  4. Дополнительная изоляция электрооборудования от корпусов рабочих устройств и машин.

Устройство диэлектрических рабочих настилов и специальных изолирующих площадок также можно отнести к техническим защитным мероприятиям.

Электроработы проводятся с приборами обнаружения электрического тока

Индивидуальные средства защиты

Индивидуальные средства защиты от поражения электрическим током: коврики и боты

Средства защиты от поражения электрическим током подразделяются на индивидуальные основные, дополнительные и вспомогательные.

Основные средства защиты имеют специальную изоляцию, используются при длительном контакте человека с токоведущими частями электрооборудования с рабочим напряжением:

  1. Для работы под напряжением до 1000 Вт – специальные диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, ремонтный инструмент с рукоятками, покрытыми изолирующим составом;
  2. Специальные определители напряжения.

Применение изолирующих средств защиты исключает повреждение человека электрическим током.

Дополнительные средства защиты предназначены для усиления основных изолирующих элементов:

  • Для работы в электроустановках до 1000 В применяются диэлектрические специальные калоши, коврики, площадки и подставки;
  • Свыше 1000 В – диэлектрические защитные боты, коврики, подставки, перчатки.

Если при проведении ремонтных или профилактических работ в зоне работающих электроустановок или оборудования отсутствует хоть один компонент дополнительной индивидуальной защиты, то в этом случае запрещается использование основных средств.

Основные мероприятия по защите от поражения электрическим током нацелены на создание безопасных условий для человека при работе действующих и эксплуатируемых электрических машин, установок и оборудования.

Мероприятия по защите от поражения электрическим током

Основными мероприятиями по защите от поражения электрическим током являются:

1. Обеспечение недоступности электроведущих частей.

2. Электрическое разделение сети.

3. Устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах других частях электрооборудования нормально не находящихся под напряжением с помощью:

а) защитного заземления,

б) зануления,

в) защитного отключения.

4. Применение малых напряжений

5. Защита от опасности при переходе от напряжения с высшей стороны на низшую.

6. Контроль и профилактика повреждений изоляции.

7. Компенсация емкостной составляющей тока на землю.

8. Применение специальных электрозащитных средств.

9. Организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Применение малых напряжений: 6-12-24-36-42V ограничивается трудностью осуществления протяжной сети. Область применения: ручной инструмент, переносные лампы, лампы местного освещения, сигнализация.

Электрическое разделение сети, осуществляется путем подключения отдельных электроприемников через разделительный трансформатор. Цель – уменьшение емкости и увеличение сопротивления сети.

Защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую.

Опасность возникает при повреждении изоляции между обмотками ВН и НН трансформатора. Способы защиты зависят от режима нейтрали. Сети до 1 кв с изолированной нейтралью: связанные с сетями выше 3 кв защищают с помощью пробивного предохранителя, установленного в нейтрали или фазе на стороне НН трансформатора. Если напряжение стороны НН лежит в пределах 1 ВН 3 кв, заземляют обмотку НН.

Контроль и профилактика повреждений изоляции. С течением времени изоляция «стареет». Поэтому необходимо регулярно выполнять профилактические испытания, осмотры. В помещениях без повышенной опасности 1 раз в 2 года, в опасных помещениях 1 раз в полгода проверяют сопротивление изоляции. По ПУЗ не менее 0,5 мом/фазу участка сети напряжением до 1 кв. Существуют такие приборы контроля изоляции ПКИ, РУВ, УАКИ. Часто применяется метод испытания изоляции повышенный напряжением.

Защита от случайного прикосновения к токоведушим частям.

а) ограждение: – сплошное / до 1 кв / – сетчатые.

б) блокировки (для электроустановок более 250 В, в которых часто производятся ремонтные работы. Блокировки бывают электрические и механические.

Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю.

Осуществляется введением в сеть дополнительной индукции ПУЭ предписывает компенсацию при токах замыкания на землю: 35 кВ – 10А, 15 – 20 кВ – 15 А, 10 кВ – 20 А, 6 кВ – 30 А.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетокопроводящих частей.

Эффективно только в случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьше­нием сопротивления заземления. Область применения:

– Сети до 1000 В переменного тока: 3-х фазные с изолированной нейтралью, 1-фазные 2-х проводные изолированные от земли, постоянного тока 2-х проводные изолированные от земли.

– Сети свыше 1кВ переменного и постоянного тока с любым режимом земли. Защитному заземлению подлежит оборудование:

– В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных,

– Наружных установках при номинальном напряжении выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока,

– В помещениях без повышенной опасности при переменном токе более 380 В и постоянном токе более 440В.

– Во всех взрывоопасных помещениях.

Заземлители бываают естественными и искусственными, выносные и контурные.

По требованию ПУЭ сопротивление заземления должно быть равно или менее 4 см в сетях до 1 кВ или 10 дм, если суммарная мощность источников подключения к сети не более 100 КвА.

В сетях свыше 1 кВ и токами замыкания на землю более 500 А сопротивление заземления должно быть равно или менее 0,5 Ом, для сетей свыше 1 кВ и токами замыкания менее 500 А допускается сопротивление заземления равным или менее 250/ Iз, но не более 10 Ом.

Вопросы для самоконтроля.

7.1 Действие электрического тока на человека. Отличия в действии переменного и постоянного токов.

7.2 Что такое фибрилляция?

7.3 Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

7.4 Мероприятия по обеспечению электробезопасности

7.5 Емкостный ток

7.6 Что такое шаговое напряжение, как избежать поражения током в таком случае?

Электрооборудование и электроустановки относятся к источникам повышенной опасности. Их использование и обслуживание сопряжены с риском поражения электричеством, особенно при игнорировании требований безопасной эксплуатации. Рассмотрим, как осуществляется защита от поражения электрическим током, и какие меры необходимо принимать при работе с высоковольтным оборудованием.

Основные категории средств защиты

Для обеспечения безопасности эксплуатации электрооборудования выполняются следующие меры, которые можно поделить на 3 основных группы:

  1. Использование общетехнических средств защиты.
  2. Применение средств индивидуальной защиты.
  3. Организация средств специальной защиты людей и оборудования.

Первоочерёдно должна быть обеспечена качественная изоляция проводников. Это реализуется как с помощью обеспечения недоступности токоведущих частей оборудования (при помощи корпусов приборов, распределительных щитков и шкафов), так и использованием двойной и тройной изоляции проводов.

Ей стоит уделить особое внимание. Изоляция подразделяется на рабочую, дополнительную и усиленную:

  • к рабочей изоляции относятся штатные диэлектрические оболочки, устанавливаемые на токопроводящую продукцию заводом-изготовителем. Она не только обеспечивает защиту от поражения электрическим током, но и предохраняет электрооборудование от негативного воздействия окружающей среды;
  • дополнительная изоляция направлена на обеспечение рабочей защиты, и такие используется в местах соединения или повреждения диэлектрика;
  • усиленная изоляция представляет собой вариант улучшенной, с более высокой степенью защиты, рабочей изоляцией.

Общетехнические средства защиты

Без их применения введение электрооборудования в эксплуатацию невозможно. Использование общетехнических средств защиты позволяет обеспечить безопасность как при эксплуатации, так и при обслуживании электрооборудования.

К таким средствам относятся автоматические выключатели, автоматы, системы изоляции и маркировка.

Средства индивидуальной защиты

Их можно разделить на 2 категории:

  1. Основные средства. Разделяются, в свою очередь, на средства, предназначенные для работы с сетями до и свыше 1000 В. В первую группу входят указатели и индикаторы напряжения, шланги, клещи, системы изоляции. Во вторую — перчатки, трапы, кронштейн-площадки, специальный инструмент с высоковольтной изоляцией.
  2. Дополнительные средства. К ним относятся специальные диэлектрические коврики и галоши, сапоги, монтажные пояса, каски, когти и пр.

Назначение индивидуальных средств защиты — обеспечение безопасности всех систем организма.

Специальные средства защиты

Исходя из функциональности, их можно разделить на следующие группы.

Системы защитного заземления

Их применение позволяет снизить напряжение металлических частей оборудования до безопасной для человека величины. В соответствии с правилами эксплуатации электрооборудования, использование заземляющего контура обязательно.

Механизм работы защитного заземления заключается в преднамеренном соединении с землёй внешних частей электроустановок, не предназначенных для пропуска тока, в частности, корпусов и управляющих механизмов. Ведь по причине короткого замыкания, нарушения изоляции проводов, попадания молнии, индуктивности проводников возникает высокий риск поражения человека при взаимодействии с корпусом оборудования. Обеспечить его защиту от поражения электрическим током можно с помощью заземления. В качестве земли может выступать грунт, вода рек и морей, залежи каменного угля и т. д.

По принципу организации заземление принято разделять на контурное и выносное.

Системы зануления

Этот способ широко распространён для обеспечения защиты в трехфазных сетях номиналом до 1000 В. Он заключается в преднамеренном соединении металлических частей оборудования с нейтралью трансформатора, напрямую подключённой к земле.

Системы защитного отключения

В эту группу входят устройства, автоматически отключающие электроустановки от источника тока при прикосновении к токопроводящим частям человека, либо при превышающей допустимые значения утечки тока. Стандартно применяются в однофазных сетях.

УЗО позволяют обеспечить защиту человека от поражения электрическим током путём снижения времени воздействия электричества на человека. При замыкании проводников с землёй или прикосновении к ним человека происходит оперативное срабатывание защитного выключателя. Использование УЗО позволяет не только обезопаситься от поражения электротоком, но и контролировать состояние изоляции, минимизировать последствия её повреждения. Для защиты человека от поражения электрическим током обычно применяются УЗО с током срабатывания не больше 30 мА.

Учитывая их конструкцию, устройства можно разделить на несколько типов:

  • электронные УЗО. Их работа возможна только при подключении к питанию: возможна подача тока как от контролируемой сети, так и от внешнего источника;
  • электромеханические УЗО. Их стоимость несколько выше электронных устройств, но за счёт повышенной чувствительности они обеспечивают более высокий уровень защиты. Для функционирования используется напряжение контролируемой сети.

В настоящее время применение УЗО стало широко распространено как в частном, так и промышленном использовании.

Помимо вышеперечисленного, обеспечить защиту от поражения электрическим током человек может, тщательно руководствуясь правилами эксплуатации и обслуживания электроприборов, электроустановок. Одни из основных правил — использовать потребители тока установленного номинала, не допускать к их управлению или ремонту детей, осуществлять контроль влажности, не разбирать приборы, находящиеся под напряжением.

Защита человека от поражения электрическим током

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

— изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный кон­троль;

— установка оградительных устройств;

— предупредительная сигнализация и блокировка;

— использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

— использование малых напряжений;

— электрическое разделение сетей;

— защитное заземление;

— выравнивание потенциалов;

— зануление;

— защитное отключение;

— средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей – одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5–10 МОм. Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нор­мальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, со­стоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех слу­чаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопас­ность оборудования (например, ручного электроинструмента, бытовых электрических приборов и т.д.).

Сопротивление двой­ной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз пре­вышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабо­чую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросо­противление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двой­ная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряже­ния, достаточные для поражения людей или возникновения по­жара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным за­землением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих час­тей электрооборудования, которые в обычном состоянии не на­ходятся под напряжением, но могут оказаться под ним при слу­чайном соединении их с токоведущими частями.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на приме­ре трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 9.2).

Рисунок 9.2 — Схема работы защитного заземления:

Rиз – сопротивление изоляции каждой из фаз относительно земли

Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по формуле

Uпр=a1IзRз, (9.10)

где a1 – коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффи­циент прикосновения (a1 < 1 и зависит от вида заземлителя);

Iз – ток замыкания, А;

Rз – сопротивление защитного заземления, Ом.

Ток, проходящий через тело человека, попавшего под на­пряжение прикосновения (, А), составит

, (9.11)

где Rс – сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного со­противления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Если человек находится в условиях высокой влажности (Rc ® 0), предыдущую формулу можно упростить

. (9.12)

Рассчитаем для случая, если I3 = 4 А, Rз = 4 Ом и aпр = 0,4 (контурный заземлитель):

.

Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления за­ключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металличе­ские части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металличе­ские трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников. Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности за­земляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – металлических проводников, соприкасающихся с землей, и зазем­ляющих проводников, соединяющих заземляемые части электро­установки с заземлителем. В зависимости от взаимного располо­жения заземлителей и заземляемого оборудования различают вы­носные (рис.9.3) и контурные (рис.9.4) заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы пло­щадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или со­средоточены на некоторой части этой площадки.

Контурное заземляющее устройство, заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Рисунок 9.3 — Схема выносного заземления:

1 – заземлители; 2 – заземляющие проводники; 3 – заземляемое оборудование; 4 – производственные здания

Рисунок 9.4 — Схема контурного заземления:

1 – заземлители; 2 – заземляющие проводники; 3 – заземляемое оборудование; 4 – производственное здание

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве кото­рых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исклю­чением трубопроводов горючих жидкостей или газов), метал­лические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосо­вой ткани.

Требования к сопротивлению защитного заземления регла­ментируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

— 4 Ом – в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ×А и менее, то сопротивление заземляющего устройства мо­жет достигать 10 Ом;

— 0,5 Ом – в установках, работающих под напряжением вы­ше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R,Ом) не должно быть более 250/I3 (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для ус­тановок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/I3 (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах I3 – ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, рабо­тающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях ис­пользование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напря­жением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 9.5).

Рисунок 9.5 — Схема трехфазной трехпроводной сети до 1000 В с заземленной нейтралью

Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (I3, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости

, (9.13)

где UФ – фазное напряжение, В;

R0 – сопротивление заземления нейтрали, Ом;

R3 – сопротивление корпуса электроустановки, Ом.

При этом на корпусе электроустановки возникает напряже­ние относительно земли (Uк), определяемое следующей форму­лой

. (9.14)

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (I3, А) для значений Uф = 220В и R0 = R3= 4 Ом:

и .

Ток короткого замыкания I3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отклю­читься. Корпус электроустановки находится под опасным на­пряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу элек­троустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, про­текающий через тело человека, составит

, (9.15)

где aпр – коэффициент напряжения прикосновения.

Если aпр = 1 и Uк = 110 В, то Iчел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому яв­ляется смертельно опасным. Таким образом, защитное заземле­ние в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предо­хранители, автоматы и др.). Зануление — это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напря­жением (рис. 9.6).

Проводник (1), который соединяет зануляемые части элек­троустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I – II– III – IV – V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения по­вреждения от сети. Это достигается срабатыванием элемента за­щиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот эле­мент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I – II – III – IV – V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замы­кания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатыва­ние элементов защиты.

Рисунок 9.6 – Схема работы зануления:

1 – нулевой защитный проводник; 2 – срабатываемый элемент защиты; 3 – повторное заземление нулевого провода

Для устранения опасности обрыва нулевого провода устраи­вают его повторное многократное рабочее заземление через ка­ждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия Iкз ³ k Iном, где Iном – номинальное значение тока, при котором происходит сраба­тывание элемента защиты; k – коэффициент, характеризующий кратность тока короткого за­мыкания относительно номинального значения тока, при ко­тором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов защиты зависит от силы то­ка. Так, для плавких предохранителей и тепловых автоматов при k = 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3 – 0,2 с. Электромагнитный автоматический выключа­тель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями k должен находиться в пределах 1,2–3, а во взрывоопасных помещениях k = 1,4–6.

Еще одна система защиты – защитное отключение – это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы – быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них, основанная на использовании реле напряжения, представлена на рисунке 9.7.

Защитное отключение рекомендуется применять:

— в передвижных установках напряжением до 1000 В;

— для отключения электрооборудования, удаленного от ис­точника питания, как дополнение к занулению;

— в электрифицированном инструменте как дополнение к защитному заземлению или занулению;

— в скальных и мерзлых фунтах при невозможности выпол­нять необходимое заземление.

Рисунок 9.7 – Схема защитного отключения:

1 – корпус электроустановки; 2 – автоматический выключатель; 3 – отключающая катушка; 4 – сердечник катушки; 5 – реле максимального напряжения; R3 – сопротивление защитного заземления; I3 – ток замыкания; Iр – ток, протекающий через реле; Rв – сопротивление вспомогательного заземления

К организационным мероприятиям, обеспечи­вающим безопасную эксплуатацию электроустановок отно­сятся оформление соответствующих работ нарядом или распо­ряжением, допуск к работе, надзор за проведением работ, стро­гое соблюдение режима труда и отдыха, переходов на другие работы и окончания работ.

Нарядом для проведения работы в электроустановках назы­вают составленное на специальном бланке задание на ее безопасное производство, определяющее содержание, место, время начала и окончания работы, необходимые меры безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Распоряжением называют то же задание на безопасное производство работы, но с указанием содержания работы, места, времени и лиц, которым поручено ее выполнение.

Все работы на токопроводящих частях электроустановок под напряжением и со снятием напряжения выполняют по наряду, кроме кратковременных работ (продолжительностью не более 1 ч), требующих участия не более трех человек. Эти работы вы­полняют по распоряжению.

К организационным мероприятиям также относятся обуче­ние персонала правильным приемам работы с присвоением ра­ботникам, обслуживающим электроустановки, соответствующих квалификационных групп.

Важным вопросом электробезопасности является защита от удара молний, или молниезащита. Молниезащита – это система защитных устройств и меро­приятий, применяемых в промышленных и гражданских соору­жениях для защиты их от аварии, пожаров при попадании в них молнии. Молния – особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого – атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.

Различают три типа воздействия тока молнии: прямой удар, вторичное воздействие заряда молнии и занос высоких потен­циалов (напряжения) в здания. При прямом разряде молнии в здание или сооружение может произойти его механическое или термическое разрушение. Последнее проявляется в виде плавле­ния или даже испарения материалов конструкции.

Вторичное воздействие разряда молнии заключается в наведении в замкну­тых токопроводящих контурах (трубопроводах, электропровод­ках и др.), расположенных внутри зданий, электрических токов. Эти токи могут вызвать искрение или нагрев металлических конструкций, что может стать причиной возникновения пожара или взрыва в помещениях, где используются горючие или взры­воопасные вещества. К этим же последствиям может привести и занос высоких потенциалов (напряжения) по любым металло­конструкциям, находящимся внутри зданий и сооружений под действием молнии.

Для защиты от действия молнии устраивают молниеот­воды (громоотводы). Это заземленные металлические конст­рукции, которые воспринимают удар молнии и отводят ее ток в землю. Различают стержневые и тросовые молниеотводы. Их защитное действие основано на свойстве молний поражать наибо­лее высокие и хорошо заземленные металлические конструкции.

Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая оп­ределяется как часть пространства, защищенного от удара мол­нии с определенной степенью надежности. В зависимости от степени надежности зоны защиты могут быть двух типов — А и Б. Тип зоны защиты выбирают в зависимости от ожидаемого количества поражений молнией зданий и сооружений в год (N). Если величина N > 1, то принимают зону защиты типа А (сте­пень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5%). При N £ 1 принимают зону защиты типа В (степень на­дежности этой защиты – 95% и выше).

Основные способы и средства электрозащиты

Защитными средствами называются приборы, аппараты, переносные и перевозимые приспособления и устройства, а также отдельные части устройств, приспособлений и аппаратов, служащие для защиты персонала, работающего на электроустановках от поражения электротоком, от воздействия электрической дуги и продуктов ее горения.

Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на средства предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, коллективные, индивидуальные, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение всё — таки произошло.

Основными называются такие защитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и которыми касаются токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Все защитные средства подразделяются на основные и дополнительные.

К основным защитным средствам, применяемым электроустановках до 1000 В, относятся:

1. Диэлектрические перчатки;

2. Инструмент с изолированными рукоятками;

3. Указатели напряжения;

4. Изолирующие клещи.

Дополнительными называются такие защитные средства, которые сами по себе не могут обеспечить безопасность при касании токоведущих частей. Они являются дополнительной мерой защиты к основным средствам, а также служат для защиты от напряжения прикосновения, шагового напряжения и дополнительным защитным средством для защиты от воздействия электрической дуги и продуктов ее горения.

К ним относятся:

1. Диэлектрические галоши, боты и сапоги;

2. Диэлектрические резиновые коврики и дорожки;

3. Изолирующие подставки;

4. Предохранительные пояса.

Основными способами и средствами электрозащиты являются:

— Изоляция токовопроводящих частей электроустановок (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная с устройством её непрерывного контроля);

— Компенсация емкостных токов;

— Защитное заземление;

— Зануление;

— Защитное отключение с самоконтролем;

— Выравнивание потенциалов;

— Малое напряжение (42 В переменного, 110 постоянного тока)

— Электрическое разделение сетей;

— Ограждения;

— Сигнализация, блокировка, знаки безопасности;

— Средства индивидуальной защиты.

Изoляция токoпроводящих частей — oдна из oсновных мер электрoбезопасности. Различaют рабoчую, двoйную и усилeнную рабoчую изoляцию.

Изоляция, обеспечивающая нормальную работу в электрической установке и защиту персонала от поражения электрическим током, называется рабочей. Когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента, бытовых электрических приборов и так далее) используется двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной.

Малое напряжение, не превышающее 42 В, используют для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами,

Заземления сoединяют oтключенные чaсти элeктроустановки с зeмлей на врeмя рабoты на них людeй.

Зазeмляют обoрудование с элeктроприводом, элeктрообогревом, холoдильное, пускoрегулирующее (пускaтели, pубильники, рeгуляторы).

Устрoйство для зaземления сoстоит из зазeмлителей (мeталлических провoдников, пoгруженных в гpунт) и зaземляющих прoводников (тaкже метaллических, сoединяющих зазeмляемые чaсти элeктроустановки с зазeмлителем).

Защитное заземление — это намеренное соединение металлических нетоковедущих частей, могущих оказаться под напряжением, с землей или ее эквивалентом. Оно предназначено для защиты людей от поражения током при прикосновении к этим нетоковедущим частям.

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Сроки испытания средств защиты, используемых в электроустановках

Манипуляции с электроагрегатами в промышленном производстве сопряжены с опасностью поражения электротоком. Для избегания несчастных случаев в обязательном порядке необходимо использовать защитные средства, т.е. предметы и приспособления, препятствующие попаданию работников под травмирующее воздействие электрического тока.

Средства защиты помогают предотвратить поражения электротоком

Все руководители предприятий, а также ответственные за электрохозяйство обязаны досконально разбираться в многообразии защитных средств (какие из них, где и как применять), организовывать выполнение требований техники безопасности электротехнических работ, проводить инструктаж работников, следить за выполнением технического регламента применения защиты от поражения электрическим током.

На заметку. Для того чтобы средства выполняли свои функции, их необходимо содержать в полной готовности, а, следовательно, вовремя выполнять все предписанные техническим законодательством проверки, а также перечень испытаний средств защиты.

Виды защитных средств

Нормативно-технические документы по проведению работ с электрическим оборудованием и агрегатами строго предписывают использование электрозащитных средств. Это особые изделия, помогающие организовать защищенность каждого трудящегося от негативного и травмирующего воздействия электрического тока: электроудара, влияния образовавшегося электромагнитного поля, прочих повреждений.

Все диэлектрические средства защиты разделяются на основные и дополнительные. Основные – это все приспособления для заземления, датчики напряжения для контроля за совпадением фаз электротока, изолирующие клещи для электротехники, приспособления для кабельных проколов и другие. Принцип их действия заключается в прерывании электроцепи между действующим агрегатом под напряжением и руками оператора.

Дополнительные средства электрозащиты – различные подставки, лестнично- подставочные конструкции, стремянки из стеклопластика, специальная изолирующая рабочая одежда и галоши (боты), изоляционные колпаки, накладки и покрытия, коврики из диэлектриков и подставки с изоляцией. Применяются также средства индивидуальной защиты, которые каждый работник использует при манипуляциях с электрооборудованием. К ним относятся различный инструмент (отвертки, клещи, плоскогубцы), маски на рот и нос, разные виды диэлектрических рукавиц и ботинок, изоляционные костюмы, ремни для страховки, а также штанги для перебрасывания и снижения электропотенциала. Все эти предметы облегчают безопасный доступ к рабочей поверхности электроаппаратов во время проведения работ на них.

Дополнительные средства электрозащиты, инструментарий

Как используются средства защиты

Порядок использования защитных средств регламентируется нормативно-технической документацией:

  • электротехнический персонал в обязательном порядке проходит инструктирование перед тем, как приступить к осуществлению необходимых манипуляций с электроустановками;
  • назначается ответственный за правильное сохранение СЗ, а также обустраиваются для этого специальные помещения с прохладным и сухим воздухом;

Средства защиты после поверки хранятся в специально отведенном месте

  • выездные мобильные подразделения должны иметь максимально короткий доступ к защитным приспособлениям;
  • категорически нельзя использовать инструментарий и электрические устройства выше установленного в техническом руководстве класса;
  • средства защиты подлежат осмотру перед каждым случаем использования;

Обратите внимание! Запрещено применение ручного инструмента с выявленными повреждениями.

  • изолирующими защитными приспособлениями можно пользоваться только внутри помещения либо (если электроустановки смонтированы на открытом воздухе) при максимальной влажности среды 75 процентов;
  • в случае производственной необходимости используют защитные конструкции для того, чтобы оградить средства защиты от атмосферной влаги при неблагоприятной погоде;
  • не разрешается применять только дополнительные средства защиты, без использования основных или индивидуальных;
  • следует надежно охранять защитный инвентарь от длительного попадания на него прямых ультрафиолетовых лучей, поскольку они вредят защитному диэлектрическому слою;
  • нельзя складировать СЗ, в составе которых имеется резина или каучук, возле тепловых источников: радиаторов отопления, нагревателей, вентиляторов.

Требования по качеству и контроль

Материалы, из которых изготавливаются средства защиты, также регламентируются. Наилучший защитный эффект дает наличие в составе приспособлений следующих веществ: промышленная резина, фарфор, термоактивная пластмасса, специальный картон со смоляной (бакелит) пропиткой, эбонитовых материалов и других подобных ингредиентов.

Все материалы, идущие на изготовление средств защиты, должны иметь постоянную характеристику по диэлектрике. Так, например, качество перчаток для электриков напрямую связано с качеством резинового сырья: его стойкостью против электротока и нормальной эластичностью, поскольку для каждого предмета имеется определенная продолжительность эксплуатации, связанная с постепенным ухудшением качества и диэлектрических свойств СЗ в результате воздействия агрессивной рабочей среды, веществ и продуктов, а также механических повреждений.

Проводимое испытание средств защиты помогает исследовать его всесторонне и определить, способно ли то или иное изделие выполнять свои защитные функции. Большинство испытаний включает в себя визуальный осмотр, при этом отмечаются такие моменты, как:

  • перчатки должны быть такого размера, чтобы под них можно было носить обычные из трикотажа;
  • горловина перчаток должна быть достаточно широкой, чтобы рукава рабочей одежды полностью закрывались защитным слоем;

Важно! Нельзя принудительно фиксировать края перчаток или их подворачивать.

Диэлектрические перчатки надевают строго поверх одежды

  • на перчатках не должно быть никаких порезов, надрывов, царапин или прочих физических дефектов целостности;
  • изделие разрешено использовать только в пределах нормы, сроки можно узнать из маркировки;
  • возможность применения перчаток в качестве дополнительных средств защиты определяется наличием на них маркировки «ЭВ» (защита при напряжении от 1 тыс. вольт) или «ЭН» (до 1 тыс. вольт);
  • профилактическая очистка включает в себя периодическое промывание перчаток мыльно-содовым раствором и последующей просушкой, в качестве дополнительной защиты можно сверху носить рабочие грубые рукавицы.

Сроки испытаний средств защиты в электроустановках

Испытания, которым время от времени подвергаются все средства защиты, являются основным способом добиться безопасной работы с электроагрегатами, поскольку они показывают возможность применения новых и уже использованных основных, дополнительных и индивидуальных СЗ для дальнейшей эксплуатации. Это настоящие специальные высокотехнологичные операции, требующие для своего грамотного проведения специализированного оборудования. После успешно проведенного испытания на предметы наносится пометка с датой тестирования.

Для каждого вида защитных приспособлений имеются свои испытания и сроки проведения, которые регулируются ГОСТами.

Перчатки и боты диэлектрические

Диэлектрические перчатки подвергают исследованию электротоком и обычной водой.

Испытания диэлектрических перчаток током и водой

Для этого емкости заполняют водой, через которую пропускают постоянный электроток. Воду также заливают вовнутрь изделий, края при этом не должны намочиться, также туда помещаются электроды. После подачи напряжения исследуют, какая получена реакция. Если наблюдается электропробой, или ток имеет превышающие нормы показатели, перчатки считаются бракованными и к дальнейшему эксплуатированию не допускаются.

Согласно техническим условиям, доскональная аппаратная проверка перчаток проводится один раз в полгода, а периодичность осмотра состояния средств защиты – перед каждым использованием в работе с электрооборудованием.

К защитной обуви относятся диэлектрические боты (маркировка «ЭВ») и галоши (обозначаются индексом «ЭН»), для отличия от другой резиновой обуви диэлектрические средства защиты ног имеют другую расцветку. Их тестируют на высоковольтном специализированном оборудовании в лабораторных условиях с помощью воды и электричества. Напряжение при этом составляет 15 киловатт, а продолжительность – одна минута. Согласно ГОСТ 13385-78 «Обувь специальная диэлектрическая из полимерных материалов. Технические условия» боты следует испытывать один раз в три года, а галошии – один раз в 12 месяцев.

Стремянки и лестницы

Дополнительные средства защиты – лестницы и стремянки из стеклопластика подвергаются испытаниям в сроки, согласно приложениям межотраслевой «Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках».

Так, жесткие изолирующие лестницы тестируются в течение 1 минуты на растяжение (тетива) и на изгиб также одну минуту (ступеньки и вся лестница под 45 градусным наклоном). Такие испытания должны проводиться 1 раз в год. Приставные стеклопластиковые лестницы и стремянки для изоляции также тестируются на изгиб в течение 2 минут, 1 раз в полгода.

Испытание изолирующих лестниц из стеклопластика

Штанги, клещи и переносное заземление

Штанги необходимы для тестирования надежности изоляции, замены предохранительных элементов и разъединителей, снимают различные замеры, устанавливают заземление, также с их помощью можно освободить пострадавшего из-под напряжения. Испытание данного защитного средства проводится на специальных электрических установках линейным напряжением от 40 киловатт до 110 киловатт (больше фазного рабочего в три раза), продолжительность теста – 5 мин.

Испытание изолирующих штанг повышенным напряжением

Согласно техническим требованиям, которыми должны регламентироваться все действия с электрооборудованием, изолирующие штанги подлежат испытанию сразу после поступления со склада или с завода-изготовителя, т.е. перед вводом в эксплуатацию, а также в процессе работ. Периодичность испытаний – раз в 3 месяца (квартал).

Переносные устройства для заземления имеют специальные прищепы для соединения с токопроводящими элементами или кабелями, бывают съемными и несъемными. Такие приспособления используются для защиты работников, осуществляющих манипуляции на проводящих ток электроустановках после обесточивания. Тестирование аналогично проверке изолирующих штанг, элемент изоляции может проверяться по частям (при бесштанговом исполнении) или смотанным в бухту (единоразово).

Изолирующие клещи нужны для замены предохранителей, демонтажа накладок, ограждений, измерения показателей в электроцепях (до 1 киловольт) и прочих подобных манипуляций, проводимых на электрооборудовании. Изготавливаются они из материала, не проводящего электрический ток (до 1 тыс. вольт). Вес такого инструмента достаточен для одного работника.

Тестирование клещей осуществляется подобно штанговым испытаниям. Сроки проведения периодических испытаний, согласно техническим документам, – один раз в 24 месяца.

Указатели напряжения нужны для определения уровня напряжения на различных участках электроустановок и фазы, на которой работает оборудование. Такими индикаторами выступают лампы газоразрядного или светодиодного типа, которые приводятся в действие емкостным электротоком, проходящим через них при проверке. Указатели выпускаются бесконтактного типа или имеющими электрод, подключаемый к шине или проводу. В любом случае существует техническое требование о четкости и легком распознавании получаемых сигналов.

При испытаниях указателей на отдельных участках (предварительно изолировав их) контролируют напряжение индикаторов. Если напряжение составляет четверть от нормы, загорается контрольная лампа. При тестировании светодиодных лампочек напряжение идет только по рабочей области. Перед каждым использованием указатели высокого напряжения проверяют, коснувшись на 5 секунд рабочим элементом части машины, находящейся под током.

Дополнительная информация. При напряжении более 1 тыс. вольт необходимо использовать диэлектрические перчатки. Периодичность проводимых испытаний, согласно ГОСТам, – один раз в 12 месяцев.

Ручной инструмент, имеющий изоляционное покрытие (прочное и влагостойкое, способное выдержать воздействие нефтепродуктов) – это пассатижи, кусачки и прочие. Они имеют упоры на рукоятках, что защищает руки работника от соприкосновения с металлическими частями, проводящими ток. Перед каждым случаем применения инструмент подлежит тщательному осмотру на предмет отсутствия механических повреждений и дефектов, которые значительно снижают его изоляционные способности и рабочую прочность.

Один раз в шесть месяцев специально уполномоченный сотрудник проводит визуальный осмотр всего используемого ручного инструмента, записывает данные в специальный журнал. Кроме того, не реже 1 раза за 3 мес. должно проводиться испытание данных средств защиты, применяемых при работах с установками более 1 тыс. вольт, напряжением 2 киловольта в течение одной минуты, прочий ручной инструмент тестируется подобным образом один раз в 12 месяцев.

Манипуляции, выполняемые на электрических агрегатах, являются довольно опасными. Поэтому работники, выполняющие их, должны быть надежно защищены от получения электротравм. Соблюдение техники безопасности достигается с помощью различных защитных средств – основных, дополнительных и индивидуальных. Все они в результате использования и различных повреждений могут выходить из строя, поэтому необходимо периодически проводить их тестирование на пригодность к дальнейшему использованию. Сроки испытания различных средств защиты, используемых в электроустановках, устанавливаются ГОСТами и прочими техническими документами и подлежат безоговорочному соблюдению.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *