Классификация условий работ (электроустановок и помещений) по степени опасности поражения электрическим током

С точки зрения мер, принимаемых для обеспечения электробезопасности, электроустановки разделяются на электроустановки напряжения выше 1000 В в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю); электроустановки напряжения выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами и замыкание на землю); электроустановки напряжениемм до 1000 В с заземленной нейтралью; электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.

Заземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная с ним через приборы сигнализации, измерения, защиты и другие устройства, имеющие большое сопротивление.

Классификация условий работ по степени опасности поражения электрическим током осуществляется в зависимости от условий электрической сети. Высокая влажность, едкие пары и газы токопроводящая пыль разрушают изоляцию или резко снижают ее электрическое сопротивление. Сопротивление тела человека также уменьшается в условиях повышенной температуры и влажности, опасность поражения возрастает при выполнение работ на токопроводящем основании, вблизи заземленных металлических частей и т.д.

Характеристика помещений в зависимости от условий среды.

Сухие – относительная влажность не более 60%.

Влажные – относительная влажность 60-75%, причем выделение паров и влаги происходит кратковременно.

Сырые – относительная влажность более 75%.

Особо сырые – относительная влажность 100% (стены, пол, потолок покрыты влагой)

Жаркие – температура в помещение длительное время превышает +35ºС.

Пыльные – наличие пыли в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов.

С химически активной средой – наличие паров или отложений, разрушающих изоляцию и токопроводящие части электрооборудования.

В зависимости от условий, повышающих или понижающих опасность поражения человека электрическим током, ПУЭ делят все помещения на:

Помещенияе с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%); высокая температура (температура воздуха длительно превышает 35ºC); токопроводящая пыль (угольная, металлическая и т. п.); токопроводящий пол (металлический, земляной, железобетонный, кирпичный и т. п.); возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлическим элементам технологического оборудования или металлоконструкциям здания и металлическим корпусам электрооборудования;

Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием высокой относительной влажности воздуха (близкой к 100 %) или химически активной среды, разрушающе действующей на изоляцию электрооборудования, или одновременным наличием двух или более условий, соответствующих помещениям с повышенной опасностью;

Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют все указанные выше условия опасность (административные и жилые помещения, кроме ванны и кухонь)

12.4. Обеспечение электробезопасности. Организационные и технические меры безопасности

Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями, а оборудования – от попадания внутрь посторонних твердых тел и воды.

Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциалов; малое напряжение; электрическое разделение сетей; защитное отключение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); компенсация токов замыкания на землю; оградительные устройства; предупредительная сигнализация; блокировка; знаки безопасности; изолирующие защитные и предохранительные приспособления.

Наиболее распространенными техническими средствами защиты являются защитное заземление и зануление.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказываться под напряжением. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, допустимые для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Защитное заземление или зануление выполняют: во всех случаях при переменном номинальном напряжении 380 В и выше и постоянном напряжении 440 В и выше; в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках при номинальном переменном напряжении от 42 до 380 В и постоянном - 110-440 В. Таким образом, электроустановки напряжением до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока не требуют защитного заземления и зануления, за исключением некоторых случаев, специально оговоренных ПУЭ.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и сетях напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали (см. рис.12.3 а, б).

Рис. 12.3. Однофазное (однополюсное) прикосновение к токоведущим частям: а) в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше; б) в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В (1 - заземляемое оборудование; 2 - заземлитель защитного заземления; 3 - заземлитель рабочего заземления (заземления нейтрали источника тока).

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемое оборудование с заземлителем. В зависимости от расположения заземлителей относительно заземляемого оборудования заземляющие устройства делятся на выносные и контурные. Заземлители выносимого заземляющего устройства располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. В контурном заземляющем устройстве заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров) и обеспечивает лучшую степень защиты.

Заземлители бывают естественными и искусственными. Естественными заземлителями могут быть находящиеся в земле электропроводящие (металлические и железобетонные) части коммуникаций и других сооружений.

Чтобы защитить человека от поражения электрическим током, защитное заземление должно удовлетворять ряду требований. Эти требования зависят от напряжения электроустановок и мощности источника питания.

В электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В с сети с изолированной нейтралью или изолированным выводом источника однофазного тока сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4-х Ом. Если мощность источника питания (трансформаторов, генераторов) составляет менее 100 кВА, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом, но не более.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление является сейчас основным средством обеспечения электробезопасности. Зануление применяется в трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В. Обычно это сети 380/220, 660/380 В. В таких сетях нейтраль источника тока (генератора или трансформатора) присоединена к заземлителю с помощью заземляющего проводника. Этот заземлитель располагается вблизи источника питания или (в отдельных случаях) около стены здания, в котором он находится.

В сети с занулением нужно различать нулевой защитный проводник (НЗ) и нулевой рабочий проводник (НР). Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с заземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью трансформатора или генератора (см. рис.12.4).

Защита человека от поражения электрическим током в сетях с занулением осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на зануленный корпус в цепи этой фазы возникает ток короткого замыкания, который воздействует на токовую защиту (плавкий предохранитель, автомат), в результате чего происходит отключение аварийного участка от цепи. Кроме того, еще до срабатывания защиты ток короткого замыкания вызывает перераспределение напряжений в сети, приводящее к снижению напряжения корпуса относительно земли. Таким образом, зануление уменьшает напряжение прикосновения и ограничивает время, в течение которого человек, прикоснувшийся к корпусу, может попасть под действие напряжения.

Рис. 12.4. Принципиальная схема зануления в трехфазной сети с нулевым рабочим (НР) и нулевым защитным (НЗ) проводниками: 1-корпус однофазного приемника тока; 2 - корпус трехфазного приемника тока; 3 - плавкий предохранитель; I_к- ток однофазного короткого замыкания; Ф- фазный провод; U_ф- фазное напряжение

Для того чтобы обеспечить быстрое (в течение нескольких секунд) отключение аварийного участка, ток короткого замыкания должен быть достаточно большим. Согласно требованиям ПУЭ ток короткого замыкания должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя автоматического выключателя. При применении автоматических выключателей, имеющих только электромагнитный расцепитель (отсечку), ток короткого замыкания должен превышать значение тока у вставки мгновенного срабатывания в 1,25-1,4 раза в зависимости от номинального тока.

У однофазных электроприемников (светильников, ручного электроинструмента и др.), которые включаются между фазными и нулевым рабочим проводами, зануление корпусов надлежит выполнять с помощью отдельного (третьего) проводника, который должен соединять корпус электроприемника с нулевым защитным проводом (см. рис.12.5). В таких случаях присоединять корпуса электроприемников для обеспечения электробезопасности к нулевому рабочему проводу нельзя, так как при его разрыве (перегорании предохранителя) все подсоединенные к нему корпуса окажутся под фазным напряжением относительно земли.

В сети с занулением нельзя применять заземление отдельных электроприемников, не присоединив их прежде к нулевому защитному проводнику. В противном случае при замыкании фазы на заземленный, но не присоединенный к нулевому защитному проводу корпус образуется цепь тока через заземление этого корпуса и заземление нейтрали источника тока. Такой случай представляет опасность, так как средства защиты не смогут отключить такой электроприемник из-за малого значения тока и поэтому опасное напряжение на всех корпусах может сохраняться длительное время, пока заземленный приемник не будет отключен вручную.

Рис. 12.5. Зануление однофазного электроприемника, включенного между фазным и нулевым рабочим проводами: а) правильно; б) неправильно.

Важно отметить, что если зануленный корпус одновременно заземлен, то это только улучшает условия безопасности, так как обеспечивает дополнительное заземление нулевого защитного провода.

Защитным отключением называется быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

Принцип защиты человека в этом случае заключается в ограничении времени протекания через тело человека опасного тока. Устройство защитного отключения (УЗО) постоянно контролирует сеть и при изменении ее параметров, вызванном подключением человека в сеть, отключает сеть или ее участок. Все УЗО состоят из датчика, преобразователя и исполнительного органа. Существует УЗО, реагирующие на ток нулевой последовательности (на не симметрию фазных токов утечки); на напряжение нулевой последовательности (на не симметрию напряжений фаз относительно земли); на токи и напряжения оперативных источников питания; на напряжение корпуса электроустановки относительно земли (см. рис.12.6).

Организационные и технические мероприятия по обеспечению электробезопасности заключается в основном в соответствующем обучении, инструктаже и допуске к работе с электроустановками лиц, прошедших медицинское освидетельствование; выполнении ряда технических мер при проведении работ с отключением напряжения в действующих электроустановках или вблизи них (запирание проводов, снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий; установка ограждений и знаков безопасности; наложение заземлений и т. п.); соблюдении особых требований при работах на токоведущих частях, находящихся под напряжением, или вблизи них (выполнение работ по наряду не менее чем двумя лицами, организация надзора за проведением работ, применение электрозащитных средств и т. п.).

Рис. 121.6. Принципиальная схема устройств защитного отключения (УЗО), реагирующего на напряжение корпуса относительно земли: 1-корпус; 2-автоматический выключатель; КО – отключающая катушка; H – реле напряжения максимальное; R₃ – сопротивление защитного заземления; R_в – сопротивление вспомогательного заземления

12.5. Электрозащитные средства и предохранительные

Приспособления

Электрозащитными средствами называются переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

Электрозащитные средства дополняют такие защитные устройства электроустановок, как ограждения, блокировки, защитное заземление, зануление, отклонение и др. Необходимость применения электрозащитных средств вызвано тем, что при эксплуатации электроустановок иногда возникают условия, когда самые совершенные защитные устройства самих электроустановок не гарантируют безопасность человека (например, операции с разъединителями и т. п.).

По своему значению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли, если человек одновременно касается земли или заземленных частей электроустановок и токоведущих частей или металлических, оказавшихся под напряжением корпусов электрооборудования.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства.

Основные изолирующие средства имеют изоляцию, предназначенную для того, чтобы длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки, поэтому с их помощью разрешено касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Изолирующие свойства бывают разными в зависимости от напряжения электроустановок, где они применяются.

Основными изолирующими защитными средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат: изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения.

В электроустановках свыше 1000 В ими являются: оперативные и измерительные штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, а также средства для ремонтных работ под напряжением (изолирующие лестницы, площадки и др.).

На рис. 12.7 а, б показан двухполюсный указатель напряжения до 1000 В.

Рис. 12.7. Токоискатель типа ТИ-2: а) общий вид; б) схема соединения; 1- основная рукоятка; 2- отверстие для наблюдения светового сигнала; 3- щуп; 4- вспомогательная рукоятка; 5- соединительный провод; 6- неоновая лампочка; 7- шунтирующее сопротивление; 8- добавочное сопротивление

Дополнительные изолирующие средства обладают недостаточными изолирующими свойствами и предназначены только для усиления защитного действия основных средств, вместе с которыми они должны применяться. К ним относятся: при работах с напряжением до 1000 В – диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки; при работах с напряжением свыше 1000 В – диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки.

Для проверки диэлектрических свойств все изолирующие средства защиты (кроме штанг, которые предназначены для наложения временных заземлений, ковриков и подставок) должны подвергаться электрическим испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением. К ним можно отнести щиты, барьеры, ограждения-клетки, а также временные переносные заземления, которые делают невозможным появление напряжения на отключенном оборудовании.

Вспомогательные защитные средства служат для защиты персонала от случайного падения с высоты (предохранительные пояса и др.); для обеспечения безопасного подъема на высоту (когти, лестницы); для защиты от световых, тепловых, механических и химических воздействий электрического тока (защитные очки, щитки, рукавицы и др.).