Початок arrow Документація arrow Безопасность arrow Защитные меры электробезопасности в электроустановках

Защитные меры электробезопасности в электроустановках

Эксплуатация электроустановок представляет опасность для жизни людей, что обусловливает необходимость соблюдения правил техники безопасности. Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что в токоведущих частях оборудования нет каких-либо внешних признаков угрозы, предупреждающих человека.
Значительное число несчастных случаев происходит в результате прикосновения человека к частям установки, которые в рабочем или аварийном режиме в результате нарушения изоляции оказались под напряжением. Тяжесть поражения человека электрическим током зависит от ряда факторов: силы тока и длительности его воздействия; пути прохождения тока в теле человека; состояния окружающей среды; электрического сопротивления тела человека; частоты тока и др.
Сила тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит тяжесть поражения. Человек ощущает протекающий через него ток промышленной частоты 50 Гц начиная со значений 0,6... 1,5 мА (пороговый ощутимый ток). Ток 10... 15 мА вызывает сильные и болезненные судороги мышц, которые 50 % людей преодолеть не в состоянии (пороговый неотпускающий ток).
Ток около 50 мА распространяет свое действие на мышцы грудной клетки и нарушает дыхание, а ток 100 мА, воздействуя на сердце, приводит к его фибрилляции, т.е. к быстрым хаотическим сокращениям сердечной мышцы, при которых сердце перестает работать как насос.
Продолжительность протекания тока через тело человека также влияет на тяжесть поражения, так как с течением времени сопротивление кожи человека падает. При уменьшении продолжительности воздействия токов их поражающее действие снижается. Предельно допустимые токи, проходящие через тело человека при продолжительности воздействия до 1 с (соответствуют отпускающим и неболевым токам):
Продолжительность
воздействия тока
, с       1      0,7      0,5 0,2 0,1 0,01 ...0,08
Допустимый ток, мА,
при напряжении 1 кВ... 50     70     100 250 500 650
Существенно влияет на тяжесть поражения путь прохождения тока через тело человека (рис. 1). Наиболее опасными являются случаи, когда ток проходит через голову (голова — рука, голова — нога), а также через грудную клетку (рука — рука, рука — нога).
Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлениями наружных слоев кожи и внутренних органов. Кожа в сухом и неповрежденном виде обладает значительным сопротивлением, а сопротивление внутренних органов обычно составляет 300... 500 Ом. При увлажнении и загрязнении кожи ее сопротивление снижается. В расчетах электрическое сопротивление тела человека принимают равным 1000 Ом.
пути прохождения тока через тело человека
Рис. 1. Возможные пути прохождения тока через тело человека:
а — рука—рука; б — правая рука—обе ноги; в — левая рука — обе ноги; г — правая рука—правая нога; д - правая рука—левая нога; е — левая рука—левая нога; ж — левая рука—правая нога; з — обе руки — обе ноги; и — нога —нога; к — голова—обе руки; л — голова — обе ноги; м — голова—правая рука; н — голова—левая рука; о — голова—правая нога; п — голова—левая нога
Ток /ч, проходящий через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения Unp (напряжение прикосновения) и электрического сопротивления тела человека R:
I= Unp/R4.                                                           
Окружающая среда усиливает или ослабляет опасность поражения током. На электрический ток, проходящий через тело человека, оказывают влияние: состояние поверхности контакта человека с токоведущими частями оборудования; наличие заземленных металлических полов и конструкций, токопроводящей пыли; повышенная влажность помещений.
В зависимости от опасности поражения человека электрическим током ПУЭ подразделяют помещения, в которых размещается электрооборудование, следующим образом.

  1. Помещения без повышенной опасности — сухие, нежаркие с нетокопроводящими полами без металлоконструкций, токопроводящей пыли, например жилые, административные и другие общественные здания с деревянными, линолеумными и тому подобными полами.
  2. Помещения повышенной опасности — влажные (при относительной влажности выше 75%), жаркие (температура 30 °С и выше), с токопроводящими полами (железобетонными, металлическими, земляными и т.д.), помещения, в которых имеется опасность одновременного прикосновения к металлическим конструкциям, трубопроводам, станкам и металлическим корпусам электрооборудования.
  3. Помещения особо опасные — особо сырые помещения, в которых полы, стены и потолок покрыты влагой (например, пропарочные камеры), где влажность воздуха близка к 100 %, помещения с химически опасной средой, воздействующей на изоляцию.

Для каждой установки, работающей в тех или иных условиях, регламентируется определенный комплекс защитных мероприятий, позволяющих свести к минимуму вероятность электротравматизма.
При рассмотрении вопросов, связанных с электробезопасностью, используют основные термины, принятые в ПУЭ.
Заземлителем называют металлические проводники, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлением какого-либо участка установки называют преднамеренное электрическое соединение ее с заземляющим устройством.

Заземляющие устройства предназначены для создания надежных малоомных заземлений определенных частей электрических машин, аппаратов, токопроводов и молниеотводов с целью обеспечения требуемых режимов работы электроустановок, защиты персонала от поражения электрическим током, грозозащиты и защиты от перенапряжений.
В соответствии с этим заземления подразделяют на рабочие, защитные и грозозащитные.
Рабочие заземления обеспечивают требуемый режим работы установки в нормальной эксплуатации. К ним относят заземления нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, реакторов поперечной компенсации на длинных ЛЭП, измерительных трансформаторов напряжения, систем с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт) и др.
Защитным заземлением называют преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящейся под напряжением, благодаря чему ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает жизни и здоровью.
Грозозащитное заземление необходимо для обеспечения эффективной грозозащиты электроустановок. К грозозащитным заземлениям относят заземления стержневых и тросовых молниеотводов металлических крыш зданий и сооружений, металлических и железобетонных опор ЛЭП, разрядников.
Как правило, для выполнения заземления всех типов используют одно заземляющее устройство.
Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Сопротивление на участке растекания тока называют сопротивлением растеканию. Сопротивление растеканию заземлителя без учета малого сопротивления заземляющих проводов определяют по формуле
R3=U3/I3,                                                                  
где U3 — напряжение на заземлителе относительно земли (точки, отстоящей на 20 м); I3 — ток в заземлителе.
Под сопротивлением R3 понимают не сопротивление между заземлителем и почвой (оно незначительно), а в основном сопротивление почвы между заземлителем и поверхностью нулевого потенциала.
Замыканием на землю называют случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли. Током замыкания на землю называют ток, возникающий в земле в месте замыкания.
Электроустановками с большими токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю превышает 500 А.
Схемы заземления в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью
Рис. 2. Схемы заземления в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью:
а — присоединение к нулевому проводу сети (правильно); 6 — применение местного заземляющего устройства (неправильно)
Электроустановками с малыми токами замыкания на землю называют электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю меньше 500 А.
Согласно ПУЭ, запрещается применение заземления корпусов электрооборудования без металлической связи с глухозаземлен ной нейтралью, а также использование в одной и той же сети средств заземления с глухозаземленной и изолированной нейтралью. Схемы правильного и неправильного применения заземля ющего металлического устройства в электроустановках с глухозаземленной нейтралью показаны на рис. 2. Схема б не обеспечи вает безопасность людей, поскольку при замыкании на корпус- ток однофазного короткого замыкания потечет между двумя зазем- лителями и в результате может оказаться недостаточным для срабатывания зашиты (в данном случае плавкого предохранителя).
Например, при фазном напряжении 220 В, сопротивлении растеканию заземлителя R, = 6 Ом и сопротивлении нейтрали Rn = 4 Ом напряжение прикосновения к корпусу заземленной установки иъ = U^RJ(R, + Rn) = 220 6/(6 + 4) = 132 В. При этом напряжение нейтрали UN = Щ - t/3 = 88 В является опасным для обслуживающего персонала, а ток замыкания на землю /_, = = Uф/( R3 + Rn) = 220/(6 + 4) = 22 А может оказаться недостаточ ным для срабатывания защиты.
Напряжением прикосновения называют напряжение, возникающее между точками К и М (рис. 3) в цепи тока заземления, которых может одновременно коснуться человек.
возникновение шагового напряжения
Рис. 4. Схема, поясняющая возникновение шагового напряжения
Рис. 3. Схема, поясняющая возникновение и изменение напряжения прикосновения
Для схемы, показанной на рис. 3, UKM = 220 - 0 = 220 В.
Шаговое напряжение представляет собой разность потенциалов, под которой могут оказаться ноги человека, находящиеся одна от другой на расстоянии шага («0,8 м) на поверхности с разными потенциалами.
Такое явление может произойти на поверхности, прилегающей к опорам высоковольтных ЛЭП, ТП или иных установок в случае порчи средств защиты.

Шаговое напряжение зависит от напряжения ЛЭП. Максимальный потенциал будет в точке М, минимальный (нулевой) — в точке К, отстоящей от опоры ЛЭП на расстоянии L.

 
< Заполнение Карты условий труда при проведении аттестации рабочих мест   Инструкция о мерах пожарной безопасности в автогараже >