МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

Электробезопасность должна обеспечиваться:

• • безопасной конструкцией электроустановок;
• • техническими способами и средствами защиты;
• • организационными и техническими мероприятиями. Обеспечение электробезопасности техническими способами

и средствами предусматривает:

• • защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям;
• • защиту от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства:
• • защитные оболочки;
• • защитные ограждения (временные или стационарные);
• • безопасное расположение токоведущих частей;
• • изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная);
• • изоляция рабочего места;
• • сверхнизкое (малое) напряжение;
• • защитное отключение;
• • предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы:

• • защитное заземление;
• • зануление;
• • выравнивание потенциала;
• • защитное отключение;
• • изоляция нетоковедущих частей;
• • электрическое разделение сети;
• • сверхнизкое (малое) напряжение;
• • контроль изоляции;
• • компенсация токов замыкания на землю;
• • средства индивидуальной защиты.

Рассмотрим более подробно некоторые технические средства защиты от поражения электрическим током.

Применение сверхнизкого (малого) напряжения. В целях уменьшения опасности поражения электрическим током применяют напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока. При особо неблагоприятных условиях для питания ручных переносных ламп нужно применять напряжение 12 В.

Электрическая изоляция токоведущих частей. С течением времени в условиях химически активной среды или в других неблагоприятных условиях эксплуатации электроизоляционные свойства изоляции снижаются, поэтому сопротивление ее необходимо периодически контролировать.

Изоляцию подразделяют на рабочую (обеспечивает нормальную работу электроустановки и защиту от поражения электрическим током); дополнительную (дополнительную к рабочей на случай повреждения рабочей изоляции); усиленную (улучшенную рабочую изоляцию); двойную (состоящую из рабочей и дополнительной изоляции).

Оградительные устройства. Устройства, предотвращающие прикосновение или приближение на опасные расстояния к токоведущим частям в случаях, когда провода или токоведущие части электрооборудования не могут иметь изоляции, размещают на расстоянии, недоступном для соприкосновения с ними человека (например, вверху); применяют также защитные ограждения, изготовленные из трудногорючих или негорючих материалов.

В общем случае ограждения и оболочки предназначены для предотвращения любого прикосновения к токоведущим частям электроустановки. Если необходимо снять ограждение или вскрыть оболочку или ее части, это может быть сделано только с помощью ключа или специального инструмента или после обесточивания токоведущих частей, защищенных этими ограждениями или оболочками и т.д.

Предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности. Звуковой сигнал и красный свет лампы предупреждают о появлении опасности, например напряжения в электроустановках, зеленый свет оповещает о снятии этого напряжения.

Предупредительные плакаты, вывешиваемые на видных местах, предостерегают или предупреждают об опасности (например, «Стой, опасно для жизни»). Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например, «Не включать — работают люди»). Есть плакаты, напоминающие о каких-либо принятых мерах (например, «Заземлено»).

Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановок провода, шины и кабели имеют маркировку в виде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряжением. Так, при снятии защитного ограждения или открывании дверец установки, находящейся под напряжением, контакты разъединяются, отключая установку.

Средства защиты и предохранительные приспособления предназначены для защиты персонала от электротравм при работе на электроустановках. Защитные средства подразделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные заземлители, щиты, изолирующие накладки) и изолирующие, которые, в свою очередь, подразделяют на основные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования. При напряжении в установках более 1000 В в качестве защитных средств применяют изолирующие штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи и указатели напряжения.

Если работы выполняют под напряжением в установках до 1000 В, кроме штанг и клещей используют диэлектрические перчатки, рукавицы и монтерский электроинструмент с изолированными ручками.

Дополнительные защитные средства применяют при использовании основных средств для усиления их изолирующих свойств. К таким защитным средствам при работе под напряжением более 1000 В относят диэлектрические перчатки, боты, ковры и изолирующие подставки. В установках под напряжением до 1000 В дополнительными защитными средствами являются диэлектрические ковры и галоши, а также изолирующие подставки.

Выравнивание потенциалов — метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых может одновременно стоять человек. Практически для этого устраивают контурное заземление, т.е. располагают заземлители по контуру вокруг заземленного оборудования.

Электрическое разделение сетей — разделение их на отдельные, электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Безопасность заключается в том, что сети большой протяженности имеют большую емкость относительно земли и небольшие сопротивления изоляции. В этом случае человек, прикоснувшийся к токоведущим частям, попадает под действие фазного напряжения.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей (или ее эквивалентом) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитное заземление является средством защиты от косвенного прикосновения. Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановках превышает 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении до безопасных значений напряжений прикосновения, обусловленных замыканием на корпус.

Рис. 6.6. Принципиальная схема действия защитного заземления:

1 — электроустановка; 2 — заземлитель; 3 — электрическое соединение корпуса электроустановки и заземлителя

При замыкании фазы (рис. 6.6) на корпус электроустановки 1 человек, прикоснувшийся к этому корпусу, попадает под фазное напряжение, опасное для жизни. При наличии заземляющего устройства 2 сопротивление тела человека и заземлителя включаются в параллельные ветви тока. Тогда при токе короткого замыкания /₃ сила тока /_/г, проходящего через тело человека, будет равной

где R₃ — сопротивление заземлителя; R_h — сопротивление тела человека. Из этого уравнения следует, что для уменьшения силы тока, проходящего через тело человека, необходимо уменьшить сопротивление заземлителя.

Исследованиями установлено, что безопасным можно считать напряжение на корпусе, не превышающее 40 В. Принимая силу тока короткого замыкания равной 10 А (практически она не превышает нескольких ампер), можно определить необходимое сопротивление заземлителя, которое будет порядка 4 Ом.

Защитное заземление устраивают в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, а выше 1000 В — в сетях с любым режимом нейтрали.

Не заземляют электроустановки, работающие при напряжении 50 В и ниже переменного тока (за исключением взрывоопасных установок).

В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

• • металлические стержни или трубы;
• • металлические полосы или проволока;
• • металлические плиты, пластины или листы;
• • фундаментные заземлители;
• • стальная арматура железобетона.

Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, как правило, следует применять одно общее заземляющее устройство.

Зануление — преднамеренное соединение открытых проводящих частей оборудования с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, выполняемое с целью электробезопасности. При защитном занулении происходит превращение замыкания на корпус электроустановки в однофазное короткое замыкание, при котором срабатывает токовая защита и отключается поврежденный участок.

Защиту занулением применяют в трехфазных четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

Действие защиты занулением (рис. 6.7) основано на том, что при появлении на металлических частях электроустановки 1 опасного напряжения в результате замыкания на корпус, возникает короткое замыкание, которое приводит к появлению большой силы (тока короткого замыкания). Ток короткого замыкания приводит к срабатыванию токовой защиты 2 (для нее он является максимальным током) и тем самым к автоматическому отключению электроустановки 1 от электросети. На время, необходимое для срабатывания системы отключения электроустановки от сети, электробезопасность обеспечивается заземляющим устройством 3 с сопротивлением R₀, которое действует как защитное.

Рис. 6.7. Принципиальная схема действия защитного зануления:

7 — электроустановка; 2 — токовая защита; 3 — заземляющее устройство

Автоматической защитой могут служить плавкие предохранители, автоматы и устройства защитного отключения, магнитные пускатели и др., срабатывающие в доли секунды.

Повторное заземление R_n нулевого провода защищает человека от поражения током в случае замыкания фазы на корпус при обрыве нулевого провода. Такое заземление устраивают через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м. Сопротивление каждого из повторных заземлений должно быть не более 10 Ом.

Защитное отключение — быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

В настоящее время внедрение устройств защитного отключения (УЗО) ведется весьма интенсивно. Применение УЗО целесообразно и оправданно по социальным и экономическим причинам в электроустановках всех возможных видов, самого различного назначения. Затраты на установку УЗО несоизмеримо меньше возможного ущерба (гибели и травм человека, пожары и их последствия), произошедшего из-за неисправностей электропроводки и электрооборудования. Исключение составляют электроустановки, не допускающие по технологическим причинам перерыва в электроснабжении. В таких установках для защиты человека от поражения электротоком целесообразно применять другие электрозащитные меры (контроль изоляции, разделительные трансформаторы и др.). УЗО является надежной защитой от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.

В основе действия защитного отключения лежит принцип ограничения продолжительности протекания тока через тело человека (за счет быстрого отключения) при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением. На рис. 6.8 представлены области физиологического действия переменного электрического тока и времятоковые характеристики УЗО.

Рис. 6.8. График областей физиологического действия на человека переменного тока (50—60 Гц) и времятоковые характеристики УЗО:

7 — неотпускающие токи; 2 — ощутимые токи, но не вызывающие физиологических нарушений; 3 — ощутимые токи, но не вызывающие фибрилляции сердца; 4 — ощутимые токи, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность < 5%); 5 — ощутимые токи, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность < 50%); б — ощутимые токи, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность > 50%); Л — (1_Ап = 10 мА) и В [I_м = 30 мА) — времятоковые характеристики УЗО

Действие защитного отключения основано на том, что при возникновении в электроустановке опасности поражения человека током установка автоматически отключается от сети за время, неопасное для человека. Такая опасность для человека может возникнуть при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением, замыкании фазы на корпус электроустановки, при снижении уровня сопротивления изоляции.

Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 6.9. В абсолютном большинстве случаев в УЗО в качестве датчика дифференциального тока используются трансформаторы тока 1. В нормальном режиме при отсутствии дифференциального тока (тока утечки) в силовой цепи протекает рабочий ток нагрузки, пусковой орган 2 находится в состоянии покоя. При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или корпусу электроустановки R_H по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки /, протекает дополнительный ток утечки /_д. Если этот ток превышает установленное значение, срабатывает пусковой орган 2 и воздействует на исполнительный механизм 3. Исполнительный механизм, состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов 4, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая установка обесточивается.

Рис. 6.9. Принцип действия УЗО:

/ — трансформатор тока; 2 — пусковой орган; 3 — исполнительный механизм; 4 — отключающее устройство; L 1, L2, L3 — фазы электрической сети

Организация безопасной эксплуатации электроустановок. Устройство и эксплуатацию электрических установок и отдельных видов электрооборудования необходимо осуществлять в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденными Минэнерго России, Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок и др.

Для непосредственного выполнения функций по организации эксплуатации электроустановок в соответствии с требованиями действующих нормативных актов должен быть приказом по организации назначен специалист, ответственный за электрохозяйство, а также работник, его замещающий.

Приказ или распоряжение о назначении ответственного за электрохозяйство и работника, замещающего его в период длительного отсутствия (отпуск, командировка, болезнь), издается после проверки знаний ими требований соответствующих нормативных актов и присвоения соответствующей группы по электробезопасности (ГУ — в электроустановках напряжением до 1000 В).

Персонал, обслуживающий электроустановки, должен пройти проверку знаний действующих нормативных, технических документов (правил и инструкций по эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности.

Конкретные сроки и объемы испытаний, а также измерений параметров электрооборудования электроустановок определяет ответственный за электрохозяйство в соответствии с требованиями действующих нормативных актов, ведомственной или местной системы планово-предупредительного ремонта, типовыми и заводскими инструкциями в зависимости от местных условий и состояния установок.

Проверка состояния элементов заземляющего устройства электроустановок и определение сопротивления заземляющего устройства должны проводиться не реже 1 раза в 3 года, и не реже 1 раза в 12 лет должна быть проведена выборочная проверка осмотром со вскрытием грунта элементов заземлителя, находящихся в земле.

Измерения напряжения прикосновения должны проводиться после монтажа, переустройства и капитального ремонта заземляющего устройства, но не реже 1 раза в 6 лет.

Силовые и осветительные установки должны подвергаться внешнему осмотру не реже 1 раза в год. Измерение сопротивления изоляции электропроводок производится не реже 1 раза в 3 года,

а в особо сырых и жарких помещениях, в наружных установках, а также в помещениях с химически активной средой не реже 1 раза в год.

Неисправности, способные вызвать искрение, короткое замыкание, нагревание проводов и т.п., а также провисание электропроводов, соприкосновение их между собой или с элементами здания и различными предметами должны немедленно устраняться.