МЕРЫЗАЩИТЫВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
План лекций:
1. Защита от случайного прикосновения
2. Применение малых напряжений
3. Электрическое разделение сетей
4. Контроль и профилактика повреждений изоляции
5. Защитное заземление
6. Защитное зануление
7. Защитное отключение
В зависимости от вида электроустановки, номинального напряжения, режима нейтрали, условий среды помещения и доступности электрооборудования необходимо применять определенный комплекс защитных мер, обеспечивающих достаточную безопасность, которая весьма редко может быть достигнута единственной мерой.
В электроустановках применяются следующие технические защитные меры:
· защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;
· применение малых напряжений;
· электрическое разделение сетей;
· защита от опасности при переходе напряжения с высшей стороны на низшую;
· контроль и профилактика повреждений изоляции;
· защитное заземление;
· защитное зануление;
· защитное отключение;
· применение электрозащитных средств.
Применение этих защитных мер регламентируется ПЭУ, ПТЭ, ПТВ и другими правилами.
Защита от случайного прикосновения
Защита от случайного прикосновения включает:
· размещение токоведущих частей на недоступной высоте (3.5 м внутри производственных зданий и 6 м воздушные электролинии);
· ограждение токоведущих частей и размещение их в специальных шкафах, камерах с элементами блокировки;
· изоляция токоведущих частей.
Применение малых напряжений
Применение малого напряжения. Малое напряжение - это номинальное напряжение не более 42 В, применяемое для уменьшения опасности поражения током при работах в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных. Однако электроустановки и с таким напряжением представляют опасность при двухфазном прикосновении. Малое напряжение используют для питания электроинструмента, светильников стационарного освещения, переносных ламп в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных.
В помещениях промышленных зданий с повышенной электроопасностью для переносных электроприемников рекомендуется напряжение 36 В. Электрическое сопротивление тела человека при этом напряжении можно принять равным 2 кОм и ток, проходящий через человека при двухфазном включении равен I2 = A (для большинства случаевm 36/2 = 18 не отпускающий). Полная безопасность обеспечивается только при однофазном включении.
В особо опасных помещениях рекомендуется применять напряжение до 12 В. Такое же напряжение применяется при неудобных работах внутри металлических сосудов, в смотровой канаве и т. д.
В качестве источников малого напряжения наиболее часто применяются понижающие трансформаторы. Они отличаются от других источников простотой и надежностью. Слабое их место —возможность перехода высшего напряжения первичной обмотки на вторичную.
Применение автотрансформаторов в качестве источников малого напряжения запрещено.
Применение малого напряжения ‑ весьма эффективная защита, но ее широкому распространению мешает трудность осуществления протяженной сети малого напряжения.
Электрическое разделение сетей
Электрическое разделение сети - это разделение электрической сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью специальных разделяющих трансформаторов. В результате изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой емкостью проводов относительно земли, за счет чего значительно улучшаются условия безопасности.
Разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции относительно земли. Ток замыкания на землю в такой цепи может достигать значительной величины.
Если такую сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут обладать незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения резко снизится.
Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроприемников через разделительные трансформаторы, питающиеся от основной разветвленной сети.
Поскольку основная цель этой защиты —уменьшить величину тока замыкания на землю за счет высоких сопротивлений фаз относительно земли, не допускается заземление нейтрали или одного из выводов вторичной обмотки разделительного трансформатора.
Контроль и профилактика повреждений изоляции
Контроль изоляции —измерение ее активного сопротивления для обнаружения дефектов и предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий.
Состояние изоляции в сетях с изолированной нейтралью в значительной степени определяет безопасность эксплуатации, поскольку определяет величину тока замыкания на землю, проходящего через человека.
Сопротивление изоляции любого участка сети до 1000 В должно быть не ниже 0.5 МОм. Существует приемно-сдаточный и эксплуатационный контроль (мегометры М 1101).
Двойная изоляция - это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Рабочую изоляцию используют для изоляции токоведущих частей электроустановки, обеспечивая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.
Защитное заземление
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитному заземлению подлежат металлические части электроустановок, доступные для соприкосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.
Принцип действия защитного заземления —снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных «замыканием на корпус». Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу заземленного оборудования.
Область применения защитного заземления —трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей могут применяться:
1. расположенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов, а также взрывоопасных газов;
2. Металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей;
3. Свинцовые оболочки подземных кабелей.
Естественные заземлители связываются с заземляющей сетью не менее, чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Если естественные заземлители обеспечивают требуемое сопротивление заземления, то устройство дополнительного искусственного заземления не требуется.
В качестве искусственных заземлителей могут применяться:
1. вертикально забитые стальные трубы длиной 2— м и диаметром 25— мм; стальные прутки диаметром 10— мм; стальные уголки 60 мм и близкие к ним;´60
2. горизонтальные стальные полосы и круглые проводники.
Сопротивление заземляющего устройства для установок напряжением до 1000 В должно быть не более 4 Ом, если мощность источника меньше 100 кВт, то допускается R = 10 Ом.
Сопротивление заземлителей определяется расчетным путем или непосредственным измерением на месте.
Искусственное заземление может быть двух видов: выносное (сосредоточенное) и контурное (распределенное).
Выносное —заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено оборудование или сосредоточен на некоторой части. Этот тип заземления применяется лишь при малых токах замыкания на землю (в установках до 1000 В).
Контурное —одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) площадки. Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциалов на защищенной территории до такой величины, чтобы максимальные значения напряжений прикосновения и шага не превышали допустимых. Это достигается путем соответствующего размещения одиночных заземлителей. Внутри помещений выравнивание происходит естественным путем.
Заземление электроустановок необходимо:
· ≥ 500 В во при U всех случаях;
· при U = 36...100 В в помещениях с повышенной опасностью и наружных электроустановках;
· при всех напряжениях во взрывоопасных помещениях.
Защитное зануление
Защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. В сети с занулением нужно различать нулевой защитный проводник и нулевой рабочий проводник. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с заземленной нейтральной точкой обмотки источника тока. 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.
Защитное зануление выполняется присоединением к неоднократно заземленному нулевому проводу корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции.
Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.
Зануление превращает замыкание на корпус в короткое замыкание между фазным и нулевым проводом. При этом в результате протекания через токовую защиту большого тока обеспечивается быстрое отключение поврежденного оборудования от сети.
Необходимо помнить, что с момента замыкания фазы на заземленный корпус и до момента срабатывания защиты на нулевом проводе (плавкие вставки 5—7 с —1— с автомат) сохраняется опасное напряжение. Под этим напряжением будут находиться в этот период и корпуса другого заземленного оборудования. Такая же опасность может возникнуть и при обрыве нулевого провода. Для исключения этого он имеет несколько соединений с землей.
В одной и той же сети одновременно устройство защитного заземления и зануления разных корпусов недопустимо, т. к. в случае повреждения изоляции у заземленной установки через защитное заземление пройдет ток короткого замыкания и нулевой провод со всеми присоединенными (проводами) к нему объектами окажется под опасным напряжением.
Защитное отключение
- 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 её параметров, вызванном подключением человека в сеть, отключает сеть или её участок.