Обеспечение электробезопасности персонала

Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются:

1. обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;
2. электрическое разделение сети;
3. устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, использованием двойной изоляции, выравниванием потенциала, защитным заземлением, занулением, защитным отключением и другими мерами;
4. применение специальных электрозащитных средств — переносных приборов и приспособлений (средств индивидуальной защиты);
5. организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Недоступность токоведущих частей электроустановок для случайного прикосновения может быть обеспечена: изоляцией токоведущих частей, размещением их на недоступной высоте, ограждением и другими средствами.

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.

Для устранения опасности поражения током в случае повреждения изоляции переносного ручного электроинструмента и переносных ламп их питают малым напряжением не выше 42 В. Кроме того, в особо опасных помещениях при особо неблагоприятных условиях (например, работа в металлическом резервуаре, работа сидя и лежа на токоведущем полу и т п.) для питания ручных переносных ламп применяют еще более низкое напряжение 12 В.

Двойная изоляция — это электроизоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции.

Рабочая изоляция предназначена для изоляции токоведуших частей электроустановки, обеспечивая ее нормальную работу и защиту персонала от поражения током.

Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции.

Применяется при создании ручных электрических машин, при этом заземление или зануление их корпусов не требуется.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании их на корпус.

Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус, за счет уменьшения потенциала заземленного оборудования, а также выравнивания потенциалов основания и оборудования.

Область применения защитного заземления — трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземлителя (металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Принципиальная схема защитного заземления (сеть с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В) представлена на рисунке.

Принципиальная схема защитного заземления:

1 — оборудование, 2 — заземлитель, r3 — сопротивление защитного заземления, Ом, z1, z2, z3 — сопротивления фaз относительно земли

Различают два типа заземляющих устройств: выносное (или сосредоточенное) и контурное (или распределенное).

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Применяется лишь при малых значениях тока замыкания на землю, в частности, в установках напряжением до 1000 В.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределены по всей площадке по возможности равномерно.

В заземляющих устройствах применяют искусственные (вертикальные и горизонтальные электроды из стальных труб, уголков, прутков, полос) и естественные (трубопроводы, арматура, свинцовые оболочки кабелей, проложенные или связанные с землей) заземлители.

В качестве заземляющих проводников применяют полосовую и круглую сталь. Прокладку их производят открыто по конструкциям зданий. Последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок) сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:

1. 4 Ом — в установках напряжением до 1000 В; если мощность источника тока (генератора или трансформатора) 100 кВ А и менее, то сопротивление заземляющего устройства допускается до 10 Ом;
2. 0,5 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью;
3. 250/I3, но не более 10 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью, где I3 — ток замыкания на землю, А.

При проектировании заземляющего устройства следует соблюдать приведенные требования.

Заземление в помещениях второго и третьего класса опасности является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от значения напряжения установки.

Расчет искусственного заземления в однородном грунте в большинстве случаев производится упрощенным методом.

Сначала, согласно ПУЭ, выбирается допустимое сопротивление заземляющего устройства (Rзд). После этого определяется расчетное удельное сопротивление (р):

(2.14)

где р r— удельное сопротивление грунта, Ом м; ψ — климатический коэффициент, в зависимости от вида фунта и степени влажности в диапазоне 1…2,5. В учебных расчетах можно применять ψ = 1.

Удельное сопротивление грунта, составляет: для торфа — 20; для чернозема — 30; для садовой земли — 50; для речной воды — 50; для глины — 60; для супеска — 500; для гравия и щебня — 2000; для сухого песка — 2500; для каменистой почвы — 4000; для гранита, известняка, кварцита — 11-108.

Следующий этап расчета — определение сопротивления заземлителей (Ом).

При использовании естественного заземлителя (вертикально расположенной трубы или стержня с размерами, представленными на рисунке составит:

(2.15)

(при условии, что I > d, t0 > 0,5 м).

При использовании в качестве естественного заземлителя вертикально расположенного уголка с размерами, представленными на рисунке составит:

(2.16)

(при условии, что l >> b, t0 ≥ d.

При использовании горизонтально расположенного естественного заземлителя круглого сечения длиной l, диаметром d, ось которого находится на глубине t от поверхности земли

(2.17)

(при условии, что l ≥ 5t; l ≥ d).

При использовании для указанных целей горизонтально расположенной полосы длиной, со стороной сечения, заглубленностью оси относительно поверхности земли величина:

(2.18)

(при условии, что l ≥ 5t; l ≥ b).

Если подсчитанная величина Rсз > Rзд, то необходимо дополнительно предусмотреть искусственный заземлитель с сопротивлением (Ом):

(2.19)