Материал: Все лекции ООТ

• Захисне заземлення.

Захисним заземленням називається навмисне електричне з’єднання з заземлюючим пристроєм металевих неструмоведучих частин електроустановки, які у разі пошкодження (пробою) ізоляції можуть опинитися під напругою.

Заземлюючим пристроєм називається сукупність заземлювача і заземлювальних провідників.

Заземлювач – металевий провідник чи група провідників, які знаходяться в безпосередньому зіткненні з землею (ґрунтом).

Заземлювальний провідник – це провідник, який з’єднує заземлювальні частини електроустановки з землею.

Заземлення застосовується в мережах з ізольованою нейтраллю до 1000 В і в мережах з ізольованою і глухо заземленою нейтраллю напругою понад 1000 В.

       Струм, що протікає в цьому випадку через людину (Iл):

                                         Iл = U/R_{л ,} Ом

Якщо прийняти, що опір людини Rл = 1000 Ом, а опір заземлення Rз =4 Ом, то струм, який пройде через людину, що доторкнулася до заземленого корпуса, котрий опинився під напругою, буде в 250 разів менший, ніж у випадку, коли таке захисне заземлення відсутнє.

   З цього видно, що струм через людину можна знизити через зменшення опору заземлення Rз і коефіцієнта дотику a₁ або підвищення загального опору людини Rлз=Rл+Rв+Rп (Rв  – опір взуття, Rп –опір підлоги). Легше всього зменшити Rз, забезпечуючи добре з’єднання корпусу електроустановки з землею.

Заземлення влаштовують для обмеження до безпечної величини струму, що протікає через тіло людини внаслідок дотику до металевих неструмоведучих частин електроустановки, які опинилися під напругою у разі пошкодження (пробою) ізоляції.

Згідно з Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) опір заземлюючого пристрою не повинен перевищувати таких значень:

-  для електроустановок напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю 

                                           Rз ≤ 4 Ом;

  у разі потужності установки менше 100 кВт – Rз ≤10 Ом;

-   для електроустановок напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю

                               Rз = 250 / Iз ≤ 10 Ом;

-       для електроустановок напругою понад 1000 В з ізольованою нейтраллю за умовою використання заземлюючого пристрою одночасно для електроустановок до 1000В      Rз = 125 / Iз;

-       для електроустановок напругою понад 1000 В з глухозаземленою нейтраллю

                                           Rз ≤ 0,5 Ом.

  Для заземлення електроустановок, в першу чергу, мають використовуватися природні заземлювачі – металеві і залізобетонні конструкції будівель, споруд, що надійно з’єднані з землею, трубопроводи (крім газових і з горючими рідинами ) та інші комунікації, які прокладені в землі.

Якщо вказані  конструкції відсутні, то використовують штучні заземлювачі, які спеціально зроблені для заземлення. Для штучних заземлювачів використовується сталь без фарбування у вигляді труб, кутика, прута, смуги (рис.7.3).

   Алюмінієві оболонки кабелів, а також голі алюмінієві провідники, як заземлювачі не використовують тому, що вони в ґрунті окислюються, а окис алюмінію не проводить електричний струм. В ґрунтах, де заземлювачі підлягають  корозії, їх виконують з оцинкованого металу.

   Заземлювальні провідники приєднують до магістралі заземлення зварюванням (рис.7.3), а до корпусів електрообладнання – зварюванням чи надійним болтовим з’єднанням. Усі об’єкти, які підлягають  заземленню приєднуються до магістралі тільки окремим заземлювальним провідником. Заборонено послідовне з’єднання заземлювальних провідників з декількома об’єктами. Пояснюється це тим, що в разі порушення суцільності з’єднання незаземленими можуть опинитися одразу декілька корпусів електроустановок.

      Занулення – це навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним проводом металевих неструмоведучих часин електроустановки, які у разі пошкодження ізоляції можуть опинитися під напругою (Рис. 7.4)

     Рис. 7.4. Схема   занулення електроустановки: 1 – корпус електроустановки; 2 – захисний пристрій; Rо – опір заземлення нейтралі джерела струму (нульового робочого провідника); Rд  - опір додаткового заземлення нейтралі джерела струму; Ік.з – струм короткого замикання

  Занулення застосовується в мережах з глухозаземленою нейтраллю напругою до 1000 В. Принцип дії занулення базується на перетворенні замикання на корпус в однофазне коротке замикання, при якому спрацьовує захист (плавка вставка запобіжника, автоматичні вимикачі) і електроустановка вимикається. У разі з’явлення на корпусі небезпечної напруги виникає однофазне коротке замикання (КЗ) між фазним та нульовим проводами: колом фаза-корпус-нульовий провід протікає струм КЗ. Крім того, ще до моменту спрацювання захисту, струм КЗ викликає перерозподіл напруги в мережі, що призводить до зниження напруги корпусу відносно землі. Таким чином, занулення зменшує напругу дотику і обмежує час, протягом якого людина, торкаючись корпусу обладнання, може підпасти під напругу.

  У найбільш несприятливих випадках (обрив нульового проводу) зменшити небезпеку можна влаштуванням повторного заземлення нульового проводу. Повторне заземлення нульового проводу виконують на ПЛ через кожні 200 м, а також на вводах від ПЛ до електроустановок (перед  вводом його до будівлі).

        Загальні положення щодо заземлення (занулення) електроустановок.

   Заземлення (занулення) електроустановок обов’язково виконують:

при напругах 380 В і вище змінного струму та 440 В і вище постійного струму – в усіх електроустановках;

при напругах від 42 В до 380 В змінного струму та від 110 В до 440 В постійного струму – тільки в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках;

при всіх напругах змінного і постійного струму електроустановок у вибухонебезпечних зонах.

  Заземленню (зануленню) підлягають металеві неструмоведучі частини електроустановок, які доступні для дотику людини і не мають інших видів захисту щодо електробезпеки. До них відносяться: корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів, світильників тощо; приводи електричних апаратів; каркаси розподільних щитів, щитів управління, щитків і шаф ; металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні конструкції; металеві конструкції, на яких встановлюється електрообладнання; металеві корпуси пересувних і переносних електричних пристроїв та інші.

 Захисне вимикання.

Захисне вимикання – це система захисту, яка забезпечує автоматичне вимикання електроустановки у разі виникнення в неї небезпеки ураження електричним струмом. Час спрацювання пристроїв захисного вимикання досягає 0,1 – 0,2 с.

Захисне вимикання може застосовуватися як основний єдиний захід захисту або разом із захисним заземленням і зануленням. Захисне вимикання доцільно використовувати в таких випадках: у приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних, у вибухонебезпечних зонах; в стаціонарних установках для захисту електрифікованого інструменту, в пересувних установках з ізольованою нейтраллю, коли влаштування заземлюючого пристрою з необхідними параметрами ускладнено.

Пристрої захисного вимикання постійно контролюють вхідний показник і порівнюють його зі встановленим.

• Електричне розділення мережі.

Це розділення електричної мережі на окремі електрично не зв’язані між собою ділянки за допомогою розподільчих трансформаторів. Розгалужені мережі великої протяжності мають значні ємності відносно землі і порівняно невеликі опори ізоляції. Дотик людини до струмоведучих частин в цих мережах небезпечний внаслідок того, що вона може опинитися під дією напруги, близької до фазної. Електричне розділення мережі дозволяє значно знизити небезпеку ураження завдяки зменшенню її ємкісної і активної провідностей.

• Малі напруги.

Малими напругами вважаються напруги не більше 42 В. Вони дозволяють зменшити небезпеку ураження електричним струмом. Однак повну безпеку вони не гарантують, особливо у разі двофазного дотику. Тому разом з малими напругами необхідно застосовувати і інші заходи захисту. Як джерело малої напруги використовують спеціальні знижувальні трансформатори, акумулятори, перетворювачі, випрямлячі, батареї гальванічних елементів. Вторинна обмотка знижувальних трансформаторів має бути заземлена (занулена). Цим забезпечується безпека на випадок пошкодження ізоляції і переходу напруги мережі з первинної обмотки на вторинну. Мала напруга застосовується для живлення світильників місцевого стаціонарного освітлення, для переносних світильників і ручного електричного інструменту.

Для живлення споживачів малої напруги в особливо небезпечних приміщеннях слід застосовувати напругу не вище 12 В, а в приміщеннях з підвищеною небезпекою – не вище 42 В.

• Ізоляція струмоведучих частин.

Ізоляція призначена для захисту від випадкового дотику до струмоведучих частин в електроустановках. Розрізняють робочу, додаткову,  подвійну і підсилену ізоляцію.

Робоча ізоляція - це електрична ізоляція струмоведучих частин електроустановки, яка забезпечує її нормальну роботу і захист людей від ураження електричним струмом. Додатковою називається ізоляція, яка передбачається для захисту від ураження електричним струмом у разі пошкодження робочої ізоляції. Подвійна ізоляція – це електрична ізоляція, яка складається з робочої і додаткової ізоляції. Підсилена ізоляція – це поліпшена робоча ізоляція, яка забезпечує таку ж ступінь захисту від ураження електричним струмом, як і подвійна ізоляція.

  Електроприймачі з подвійною ізоляцією вимагають ретельного догляду, так як діелектричні властивості ізоляції можуть значно погіршитися у разі забруднення її струмопровідним пилом, нафтопродуктами, наявності тріщин на поверхні і вологи, а також зміни механічних властивостей через старіння, пошкодження тощо. Все це обмежує область застосування і тому цей вид ізоляції головним чином використовується в електроприймачах малої потужності (ручні переносні світильники, деякі типи ручного електроінструменту).

7.3 Організація безпечної експлуатації електроустановок на підприємстві. Вимоги до персоналу.Електрозахисні засоби. Блискакозахист.

  Для безпечної експлуатації електроустановок на підприємстві, згідно вимог  Правила улаштування електроустановок (ПУЕ), НПАОП 40.1-1.28-98 Правил безпечної експлуатації електроустановок споживачів,  керівник підприємства зобов'язаний забезпечити утримання, експлуатацію і обслуговування електроустановок відповідно до вимог чинних нормативних документів.

 Для цього він повинен:

 - призначити відповідального за справний стан і безпечну експлуатацію електрогосподарства з числа інженерно-технічних працівників, які мають електротехнічну підготовку і пройшли перевірку знань у встановленому порядку (далі - особа, відповідальна за електрогосподарство);

 - забезпечити достатню кількість електротехнічних працівників;

 - затвердити Положення про енергетичну службу підприємства, а також посадові інструкції і інструкції з охорони праці;

 - встановити такий порядок, щоб працівники, на яких покладено обов'язки з обслуговування електроустановок, вели ретельні спостереження за дорученим їм обладнанням і мережами - оглядом, перевіркою дії, випробуванням і вимірюванням;

 - забезпечити перевірку знань працівників у встановлені строки згідно з вимогами  ПУЕ   та НПАОП 40.1-1.28-98.

 - забезпечити проведення протиаварійних, приймально-здавальних і профілактичних випробувань та вимірювань електроустановок згідно з правилами і нормами (ПТЕ електроустановок);

 - забезпечити проведення технічного огляду електроустановок. 

  Працівники, що обслуговують електроустановки, зобов’язані знати   Правила відповідно до займаної посади чи роботи, яку вони виконують, і мати відповідну групу з електробезпеки згідно з такими вимогами:

1) для одержання групи I, незалежно від посади і фаху, необхідно пройти інструктаж з електробезпеки під час роботи в даній електроустановці з оформленням в журналі реєстрації інструктажів з питань охорони праці.

 Мінімальний стаж роботи в електроустановках і видання посвідчень працівникам з групою I не вимагаються;

2) особам молодшим за 18 років не дозволяється присвоювати групу вище II;

3) для присвоєння чергової групи з електробезпеки необхідно мати мінімальний стаж роботи в електроустановках з попередньою групою, відповідно до НПАОП 40.1-1.28-98.

4) для одержання груп II–III працівники мають:

а) чітко усвідомлювати небезпеку, пов’язану з роботою в електроустановках;

б) знати і уміти застосувати на практиці ці та інші правила безпеки в обсязі, потрібному для роботи, яка виконується;

в) знати будову і улаштування електроустановок;

г) уміти практично надавати першу допомогу потерпілим в разі нещасних випадків, в тому числі застосовувати способи штучного дихання і зовнішнього масажу серця;

5) для одержання груп IV–V додатково необхідно знати компонування електроустановок і уміти організувати безпечне проведення робіт, уміти навчити працівників інших груп Правилам безпеки і наданню першої допомоги потерпілим від електричного струму.

                  Електрозахисні засоби.

 Електрозахисні засоби – засоби, які призначені для захисту людей, що працюють з електроустановками від ураження електричним струмом, від дії електричної дуги і електромагнітного поля.

Електрозахистні засоби підрозділяються на основні та додаткові.

     Огородження і блокування.

Огороджувальні електрозахисні засоби служать для запобігання випадковому дотику до неізольованих частин електроустановки, які перебувають під напругою, розташованих нижче ніж 2,5 м над підлогою.

Блокувальні пристрої (механічні, електричні, пневматичні та ін.) застосовують в електроустановках, де небезпека дотику до струмоведучих частин суттєва, або є можливість доступу до них сторонніх осіб.

     Захист від атмосферної електрики. Блискавкозахист.

   Розряди атмосферної електрики (блискавки) можуть завдавати значні матеріальні збитки, а також можуть уражати будівлі, споруди, людей і тварин.

Дії блискавки умовно поділяються на 2 групи: первинні (викликані прямим ударом блискавки) та вторинні (викликані близькими розрядами). Небезпека первинних і вторинних дій визначається параметрами розряду блискавки і технологічними та конструктивними характеристиками об’єкта.

Прямий удар блискавки викликає такі впливи:

електричні, пов’язані з ураженням людей і тварин та появою перенапруг на уражених елементах (до декілька мегавольт);

термічні, пов’язані з надмірним виділенням теплоти (енергія тепла на 2-3 рази перевищує мінімальну енергію займання більшості газо -, паро - і пилоповітряних суміщів), що загрожує пожежами і вибухами;

механічні, обумовлені впливом ударної хвилі, яка виникає внаслідок значного нагріву повітря, що призводить до механічних руйнувань об’єктів.

Вторинні дії блискавки пов’язані з наведенням потенціалів на металевих елементах конструкцій, устаткування, в незамкнених металевих контурах, а також з перенесенням до об’єкта через протяжні металеві комунікації (підземні чи наземні трубопроводи, кабелі тощо) електричних потенціалів, що створює небезпеку іскрування всередині об’єкта.

Блискавка в усіх випадках небезпечна не тільки великими потенціалами, але і напругами дотику та кроку.

Блискавкозахист – це комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, тварин, а також будівель, споруд, обладнання від можливих вибухів, спалахів, пожеж і руйнувань, які можуть виникнути через дію блискавки.

Засобом захисту від прямого удару блискавки є блискавковідвід - це пристрій, який сприймає удар блискавки та відводить її струм в землю. Блискавковідвід складається з блискавкоприймача, струмовідвода і заземлювача.

Конструктивно блискавковідводи поділяються на (Рис.7.5):

стержневі – з вертикальним розташуванням блискавкоприймача;

тросові – з горизонтальним розташуванням блискавкоприймача на двох заземлених опорах;

сітчасті – багаторазові горизонтальні блискавкоприймачі, які перетинаються під прямим кутом і укладаються зверху на дах будівлі.

  Блискавковідводи можуть стояти окремо, що забезпечує розтікання струму блискавки, минаючи об’єкт, та встановлюватися на об’єкт, де розтікання струму здійснюється за контрольованими шляхами і забезпечує низьку ймовірність ураження людей, вибуху чи пожежі.

 Спосіб захисту від блискавки обирають в залежності від призначення будинку чи споруди та інтенсивності грозової діяльності в цій місцевості.

Усі будівлі і споруди за блискавкозахистом поділяються на три категорії в залежності від значності, технологічних особливостей, ступеня вибухо- і пожежонебезпеки.

    Захист від прямих ударів блискавки будівель і споруд І категорії має виконуватися блискавковідводами, що окремо розташовані від будівлі, або тросовими блискавковідводами. На об’єктах ІІ категорії блискавковідводи влаштовують безпосередньо на самому об’єкті. Крім того, можуть бути використані сітчасті блискавковідводи на неметалевому даху, або сам металевий дах. В обох випадках влаштовують  струмовідводи через кожні 50-80м за периметром будівлі, але не ближче ніж 3м від входів чи місць, які доступні для дотику людей. Об’єкти ІІІ категорії захищають блискавковідводами будь-якого типу.

  Захист від крокової напруги або напруги дотику забезпечується шляхом прокладання струмовідводів у малодоступних місцях і рівномірного розміщення заземлювачів на території об’єкта. Для захисту від дії електромагнітних полів необхідно всі металеві предмети, які знаходяться в будівлі, а також всі вводи комунікацій в будинок надійно заземлити. Для виключення іскріння в місцях з’єднань протяжних металевих комунікацій забезпечуються низькі перехідні опори – не більше 0,03 Ом.

   Як блискавкоприймач використовують круглий стальний стержень, товстий стальний дріт, сталь різного профілю, стальні труби, металеві конструкції захисних споруд (труби, покрівлю), стальну сітку, стальний трос та інші. Блискавкоприймачі стержневих блискавковідводів мають довжину 200-2500мм, та переріз не менше ніж 100 мм².

 Заключення.

В даній лекції ми розглянули основні організаційно-технічні заходи захисту людини від ураження електричним струмом; улаштування, призначення та принцип дії захисного заземлення та занулення; вимоги нормативно-правових актів до електротехнічного персоналу та   організації безпечної організації електроустановок на підприємстві.