Захист від враження електричним струмом
Класифікація захисних заходів
Безпека експлуатації електрообладнання забезпечується комплексом заходів, які можна поділити на три класи:
1. Технічні захисні заходи, які запобігають дотик людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.
2. Технічні захисні заходи, які знижують ступінь поразки людини при дотику його до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.
Організаційні захисні заходи
Технічні захисні заходи, що запобігають дотик людини до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою
Дані заходи не допускають людину у небезпечну зону (простір), де діють небезпечні та шкідливі виробничі фактори. До них відносяться: огорожі, висота розміщення не огороджених струмоведучих частин, ізоляція струмоведучих частин, блокування, зорова інформація про небезпеку.
Огорожі
По конструктивному виконанню можуть бути суцільними, сітчастими та змішаними (сітчаті та змішані разом).
В установках до 1кВ огорожі установлюються, як правило, суцільним. Безпечна відстань між суцільною огорожею та неізольованими струмоведучими частинами згідно ПУЕ становить 5 см. Захисні огорожі повинні володіти відповідними електричними та механічними властивостями.
Висота розміщення неогороджених струмоведучих частин.
Залежить від двох основних факторів: значення напруги та умов підготовки людей, які обслуговують або мешкають біля них. Так струмоведучі частини напругою до 1кВ, у місцях проживання не електротехнічного персоналу, у приміщеннях розміщують на висоті не менше 3,5м. В населеній місцевості висота від проводів повітряної лінії напругою до 1 кВ до землі приймається не меншою 6 м.
Ізоляція струмоведучих частин
Основний засіб захисту від випадкового дотику людини до частин, які знаходяться під напругою. В електроустановках використовують такі види ізоляції:
– робочу – забезпечує нормальну роботу електрообладнання та захист від поразки струмом;
– додаткову – доповнює робочу у випадку її пошкодження;
– подвійну – складається з робочої та додаткової (корпус, виконаний з матеріалу, що ізолює);
– підсилену – поліпшена робоча, яка забезпечує такий же захист як та подвійна.
Найбільш ефективна подвійна ізоляція. Величина ізоляції струмоведучих частин напругою до 1 кВ повинна бути не менше 0,5 мОм.
Блокування
Пристрій, який запобігає попаданню працюючих під напругу, яка є у небезпечній зоні, та забезпечує правильну послідовність дій з комутаційною апаратурою. Завдяки використанню блокувань відбувається автоматичне відключення напруги у всіх елементах обладнання, наближення до якого небезпечно для людини.
По принципу дії блокуванні можуть бути: механічними, електричними (прямої та непрямої дії) та комбінованими.
Механічне блокування виконується завдяки замків, що запираються стопорів, защіпок та інших механічних пристосувань, які перешкоджають до проникнення до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.
Електричним називається блокування, яке комутує блокувальні контакти безпосередньо у силовому ланцюзі (прямої дії рис.5.17а.) або у ланцюзі управління пускового апарату (непрямої дії рис 5.17.б).
Зорова інформація про небезпеку
Сюди входять: сигнальні кольори, світлова сигналізація, попереджувальні плакати та знаки безпеки, написи, символи, розпізнавальний колір ізоляції, маркіровка.
Технічні захисні заходи, що знижують ступінь враження людини при дотику до струмоведучих частин
Основними такими заходами є: використання малих напруг, занулення, захисне заземлення, відключення, застосування електрозахисних засобів.
Використання малих напруг.
Пропонується використовувати для живлення електричних споживачів малої потужності (ручна дрель, інструмент), для місцевого освітлення у небезпечних та особливо небезпечних приміщеннях.
Малою вважається напруга для змінного струму не більш 42B та 110В. для постійного. Джерелом малих напруг можуть бути: акумулятори, знижувальні трансфоформатори напруги, блоки живлення постійного струму. Не дозволяється використовувати у якості джерел малої напруги автотрансформатори, активні, індуктивні та ємносні опори, які знімають напругу за рахунок спадання на них напруги, незабеспечив гальваничної розвязки ланцюга. На рисунку 5.18 показані принципові схеми дотику людини до джерела малої напруги виконаного за допомогою трансформатору (а) та автотрансформатору (б)
Занулення
Є одним з основних заходів захисту у трьофазних чотирьох-проводових мережах напругою до 1000В від дотику людини до металевих частин електрообладнання,які можуть опинитись під напругою.
Занулення – намірене з’єднання неструмоведучих металевих частин електричного обладнання, які можуть опинитись під напругою, з заземленою точкою джерела живлення через нульовий провід (див рис. 5.19).
Принцип дії занулення заснован на тому, що замикання фази на корпус при зануленні перетворюється у однофазне коротке замикання, що забезпечує спрацювання максимально струмогого захисту М.С.З (у даному випадку виконана у вигляді плавких запобігачів) та автоматично відключає установку від мережі живлення.
Максимальний струмовий захист може бути виконаний у вигляді плавких запобігачів або автоматичних вимикачів. Швидкість відключення установки від електромережі живлення складає 5-7 с при захисту плавкими запобігачами та 1-2 с при захисту автоматами. В момент замикання корпусу як пошкодженої, так і непошкоджених електроустановок, під’єднаних до нульового проводу мережі, опиняться під напругою. У випадку обриву нульового проводу ця напруга буде дорівнювати фазній напрузі. Для забезпечення безпеки занулення повинне задовольняти ряду вимог.
Вимоги до занулення
Для зменшення небезпеки у випадку обриву нульового проводу та зниження напруги на корпусі у момент короткого замикання виконують повторне заземлення нульового проводу. Повторне заземлення нульового проводу виконується на кінцях повітряних ліній (або відгалужень) довжиною більш 200 м, а також на введеннях від повітряних ліній до електроустановок, яких підлягають зануленню.
Опір заземлення нейтралі джерела живлення та повторного заземлення нормурується ДСТ 12.1.030-81 залежно від значення напруги джерела струмів. Так для трихфазної мережі напругою 380 В загальний опір нейтралі трансформатору R0 не повинне перевищувати 4 Ом, а для повторного заземлення Rп – 10 Ом, для мережі напругою 220 В відповідно 8 Ом та 20 Ом.
Загальний опір занулення повинен обраний таким, щоб виконувалась умова для напруги дотику:
Ю Uгр.доп≤Uдот
де Uгр.доп – гранично припустимий рівень напруги.
З метою забезпечення надійного автоматичного відключення пошкодженої установки струм замыкання повинен пеpевищувати номінальний струм струмового захисту:
k * Iном≥Iз
де
Iном – номінальний струм М.С.З.; k – коефіціїнти
кратності струму:
k = 3 для плавких вставок;
k = 1,4 для автоматів з номінальним струмом до 100А;
k = 1,25 для автоматів з номінальним струмом більш 100А.
В ланцюзі нульових захисних проводів не допускається включення запобігачів та інших роз’єднуючих пристосувань.
Недопустимо застосування вимикачів, які вимикають одночасно нульовий та фазний провід. Прикладом є використання трьох контактових вилок та розеток. Приєднання нульового проводу з обладнанням виконується зварюванням або з’єднанням за допомогою болтів.
Захисне заземлення також як і занулення усуває небезпеку поразки людей електричним струмом при появі напруги на конструктивних частинах електрообладнання, тобто при замиканні на корпус. Є обов’язкови заходом захисту у мережах напругою до 1000 В з ізольованої нейтраллю та у мережах з заземленою нейтраллю при напрузі змінного струму 380 В та вище, при напругах більш 42 В – у приміщеннях з підвищеної небезпекою, особливо небезпечних, а також зовнішніх електроустановках. У вибухонебезпечних приміщеннях заземлення електроустановок виконується при будь-якій напрузі живлення.
Захисне заземлення – навмисне з’єднання неструмоведучих металевих частин електрообладнання, які можуть опинитись під напругою, з землею або її еквівалентом для захисту людей та тварин.
З’єднання металевих струмоведучих частин обладнання з землею здійснюється за допомогою заземлюючого пристрою. Заземлюючим пристроєм називається сукупність заземлювача (металевих провідників, що знаходяться у безпосередньому співдотику з землею,) та заземлюючих провідників, що з’єднуюють заземлюючі частини електроустановки з заземлювачем.
Принцип дії захисного заземлення (рис.5.20) заснован на зниженні напруги відносно землі, зумовленої замиканням на корпус, до доустимих рівнів напруги дотику Uдот та кроку Uк:
Uгр.доп≤Uдот
Uк.доп≤Uк
Вимоги до заземлення
Згідно ПУЕ у електроустановках напругою до 1000 В у мережі з ізольованої нейтралю опір має бути не більш 4Ом. При потужності трансформаторів 100кВА та менше заземлюючі пристрої можуть мати опір не більш 10 Ом.
Захисне відключення – швидкодіючий захист, що забезпечує автоматичне відключення електроустановок при виникненні в ній небезпеки поразки електричним струмом. Така небезпека може виникнути, зокрема, при замиканні фази на корпус електрообладнання, при зниженні опору ізоляції фаз відносно землі, нижче визначеної межі, дотику людини до струмоведучої частини, що знаходиться під напругою.
Захисне відключення застосовується у тих випадках, коли інші види захисту (заземлення, занулення і т.п.) не надійні, важковиконуємі або до безпеки обслуговування електроустановок пред’являються підвищені вимоги. Залежно від вхідного сигналу відомі схеми захисного відключення на напругу корпусу відносно землі, на струм замикання на землю, на напругу та струм нульової послідовності, на напругу фази відносно землі.
Основними частинами пристрою захисного відключення є прилад захисного відключення та автоматичний вимикач. Прилад захисного відключення – сукупність окремих елементів які реагують на змінення будь-якого параметра електричної мережі та дають сигнал на відключення автоматичного вимикача. Автоматичний вимикач – пристрій, що служить для відключення ланцюгів, що знаходяться під навантаженням та при короткому замиканні. Він повинен автоматично відключати при надходженні сигналу від приладу захисного відключення.
Широке застосування у мережах з ізольованою та заземленою нейтраллю знаходять пристрої захисного відключення на струмі нульової послідовності (рис.5.21). Датчиком пристрою є трансформатор струму нульової послідовності (ТСНП) з магнітопроводом тороідальної форми. Первинними обмотками є фазні провідники, що проходять через вікно магнітопроводу. Повторна обмотка рівномірно розташована на магнітопроводі. (ТСНП) реагує тільки на струми витікання у зоні захисту.
До дотику людини до фази цій струм дорівнював нулю, а при дотику – значенню струму через людину.
Основні вимоги до пристрою захисного відключення – швидкодія (0,2с), надійність, селективність, чутливість.
Електрозахисні засоби – вироби, що служать для захисту людей, працюючих з електроустановками, від враження електричним струмом, впливу електричної дуги та електромагнітного поля.
По призначенню електрозахисні засоби діляться на: ізолюючі, огороджуючі та допоміжні.
Ізолюючі електрозахисні засоби – служать для ізоляції людини від струмоведучих частин.
В свою чергу вони підрозділяються на:
Основні – ізоляція яких тривалий час витримує робочу напругу та які дозволяють доторкатися до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.
Приклад: ізолюючі штанги, клещі, диелектричні рукавиці і т.п.
Додаткові – ізоляція яких не розрахована на робочу напругу,вони доповнюють основні підсилюя їх захисні властивості.
Приклад: діелектричне взуття, ізолюючі коврики.
Огороджуюючі електрозахисні засоби – служать для тимчасової огорожі струмоведучих частин, а також захисту від помилкових операцій з комутаціоною апаратурою.
Приклад: заземлюючі накладки, переносні обмеження.
Допоміжні – застосовуються для захисту від падіння з висоти , а також від світлових, теплових, механічних та хімічних впливів у електроустановках.
Приклад: захисні окуляри, протигази, когті, та ін.
Організаційні захисні заходи
Організаційні захисні заходи складаються з вимог технічної експлуатації та технічної безпеки при організації обслуговування електричних мереж та електроустановок.
Вимоги до персоналу складаються з оцінки пригодності персоналу при прийманні на роботу та періодичного медичного посвідчування.
До роботи у електроустановках допускаються особи до 18 літнього віку, що пройшли інструктаж та правила техніки безпеки ТБ, перевірку знань правил ТБ та інструкцій у відповідності з займаємою посадою стосовно до роботи, яка виконується з присвоєнням відповідної кваліфікаційної групи по ТБ (I-IV).
Організація робіт. Організаційними заходами, що забезпечують безпека при виконанні робіт у електроустановках є: оформлення роботи, допуску до роботи, нагляд під час роботи, оформлення перерв та переведень на інші види робіт.
Відповідальним за безпеку роботи є: особа, що видає наряд або розпорядження, що допускає до робіт, відповідальний керівник робіт, спостерігаючий та члени бригади. Видачу нарядів та розпоряджень проводять особи, відповідальні за електрогосподарство підприємства, що мають не нижче четвертої кваліфікаційної групи для електроустановок до 1000 В.
Технічні заходи проводяться при проведенні робіт з зняттям напруги у діючих електроустановках або поблизу них: відключення установки, механічне запирання приводу комутаційних апаратів, зняття запобігачів, установка знаків безпеки, огорож робочого місця та установка предписаних знаків безпеки.