Основные меры защиты от поражения электрическим током. Защита от поражения электрическим током Технические меры защиты от поражения электрическим током

При прохождении через тело человека тока, превышающего 30 мА, возникает угроза его здоровью. Неблагоприятное воздействие сказывается на мышечных тканях, органах дыхания, функциональном состоянии сердца. Требуется достаточно быстрое отключение тока, чтобы ситуация не стала опасной для жизни. Еще лучше использовать специальные средства и мероприятия , предотвращающие возникновение соответствующих ситуаций.

Определения и нормы

Подробно мероприятия по защите от поражения электрическим током изложены в государственном стандарте РФ ГОСТ Р МЭК 61140-2000, который вступил в действие с 01.01. 2002 г. Его основные положения идентичны международным нормам. Этот документ является базовым. На его основе допустима разработка федеральных, отраслевых и других нормативов. Использованная терминология соответствует данным международных профильных (электротехнических) словарей.

Область применения этого документа распространяется на электрическое оборудование, в котором используется напряжение до 1 000 V переменного тока, или до 1 500 V – постоянного. Правила относятся не только к отдельным установкам, но и к системам, их взаимным связям.

Для дополнительного уточнения по отдельным параметрам средств безопасности применяют специализированные стандарты. Так, чтобы узнать больше о защитных свойствах изолирующих оболочек проводников можно изучить государственный стандарт РФ 14254 – 96.

Пояснения к некоторым из основных определений:

Под «прямым» понимают прикосновение человека к проводнику, который находится под напряжением. Но опасные ситуации возникают и в случае пробоя изоляции. Если в нормальном состоянии часть оборудования не является проводящей частью, используют иной термин – «косвенное прикосновение».
Изоляция – это не только полимерная оболочка провода. Она может быть жидкой (масло в трансформаторе), газообразной (промежуток воздуха).
Усиленный вариант изоляции состоит минимум из двух частей. Каждую из них недопустимо испытывать отдельно в качестве основного, или дополнительного защитного слоя.
К средствам безопасности помимо изоляции относят также:

среды, не проводящие ток – полы, стены;
устройства и ограждения, препятствующие несанкционированному доступу;
оболочки, предотвращающие контакт с токоведущими элементами;
средства, обеспечивающие одинаковую величину потенциалов между проводником и землей;
системы, отключающие один или несколько проводников при возникновении аварийной ситуации;
использование низкого напряжения.

Индивидуальные и автоматические средства защиты

В любом случае при построении качественной системы безопасности должно соблюдаться основное правило: «опасные части (проводящие ток) делают недоступными, доступные части не должны представлять опасность для человека».

Меры безопасности

Приведенное выше правило рассматривается в нормальных условиях при возникновении неисправности. Для первого случая хватит основной защиты. Она составляется из мер (одной, или нескольких), способных предотвратить контакт человека с токопроводящей частью. Ниже перечисляется несколько вариантов:

Твердая изоляция, предотвращающая прикосновение к проводнику.
Воздушная изоляция. В этом случае одной ее недостаточно, необходим барьер, препятствующий доступу посторонних лиц. Такое ограждение делают с высокой прочностью. При необходимости его оснащают запорными устройствами, которые открываются с помощью ключей, кодовых или других специальных устройств.
Установка проводящих частей на слишком большом расстоянии друг от друга, что физически не позволяет прикоснуться к ним одновременно.
Использование приборов освещения, инструмента с электроприводом, функционирующих при низком напряжении питания (от 12 до 36 V). Для создания соответствующей системы применяют понижающие трансформаторы. Дополнительным средством безопасности является заземление их вторичных обмоток.
Ограничение уровня тока не более 2 мА, который протекает при сопротивлении 2 кОм.

Общий вид понижающего трансформатора

Цифры в последнем пункте указаны только для конкретной ситуации. Они будут иными для постоянного тока. Установлены соответствующие ограничительные нормы для постоянного тока, порога болевых ощущений, величины статического заряда. Следует учитывать также форму электрического сигнала, его частоту.

Для второго случая при возникновении неисправности применяют другие меры, дополнительно к перечисленным выше пунктам, либо самостоятельно:

Изоляция, способная выдержать такие же уровни напряжения, как основной слой.

Система, выравнивающая потенциалы. Ее составляют, как правило, из нескольких частей:

проводник заземления;
металлические конструкции, трубопровод;
соединение проводниками частей в локальных объемах, где присутствуют особые условия.

Автоматическое устройство, отключающее питание при появлении опасных режимов работы.

Защитные мероприятия

Теперь подробнее об основных и вспомогательных средствах безопасности. Так как их точный состав зависит от конкретных условий, следует делать ссылки на основные защитные мероприятия и те, которые требуются при возникновении неисправностей.

Заземление и установки с изолированной нейтралью

Меры защиты от поражения электротоком и их особенности

	Основная защита	Меры, которые используют при возникновении неисправности
Отключение питания с помощью автоматики	Слой изоляции, который располагается между опасными и открытыми проводниками	Отключение от источника питания в автоматическом режиме с применением системы выравнивания потенциалов
Изоляция	Основной изоляционный слой на проводниках	Дополнительная изоляция
Метод выравнивания потенциалов		Система, выравнивающая потенциалы, не допускающая возникновения напряжений опасного уровня
Разделение цепей (электрическое)	Изоляционный слой между проводниками тока и открытыми частями, способными проводить ток	Отделение поврежденной цепи от других участков с заземлением, либо только выравнивание потенциалов напряжений

Аналогичным образом в государственном стандарте определены параметры следующих средств безопасности:

отделение средой, не проводящей электрический ток;
использование систем БСНН (SELV) и ЗСНН (PELV);
ограничение в установившемся режиме уровня тока прикосновения;
ограничение электрического заряда.

Классификация

Электрическое оборудование разделяется на специальные классы защиты. Это упрощает создание эффективных мер защиты в сложных ситуациях, выполнение требований государственных контролирующих органов и другие практические действия. Особенности классов защиты:

Класс «0». В таком оборудовании используется изоляция в качестве основной защитной меры. Дополнительные средства безопасности при возникновении неисправностей не предусмотрены.
Класс «1». К этой группе относят оборудование, оснащенное системой выравнивания потенциалов. Она срабатывает при возникновении неисправностей и предотвращает поражение электрическим током . В этих установках проводящие элементы подсоединяют к специальному зажиму. Его в процессе монтажа подключают к системе выравнивания потенциалов. Для исключения ошибок такие места маркируют специальным знаком, буквами «РЕ», цветовой комбинацией (желтый и зеленый).
Класс «2». В этом оборудовании используют основную и дополнительную изоляции. В защитных оболочках не допускается использование крепежных элементов, не проводящих ток, которые могут быть сняты для технического обслуживания, или заменены на металлические аналоги.
В оборудовании класса «3» используют сверхнизкие напряжения, которые не превышают 50 V (переменного), или 120 V (постоянного) тока. Его эксплуатация возможна в любых режимах, причем опасные для человека ситуации исключены. Именно поэтому подключение таких устройств к нулевым проводникам для защиты не обязательно.

Дополнительные требования

Средства безопасности следует рассматривать в комплексе с условиями их использования. Так, например, некоторые устройства (автоматы, плавкие предохранители) необходимо после срабатывания возвращать в исходное положение, либо заменять. Для поддержания электрооборудования в рабочем состоянии длительное время регулярно производятся осмотры, техническое обслуживание. Следует обеспечить наличие достаточных защитных мер при выполнении таких операций.

Если предполагается проведение регламентных работ в ручных режимах, опасные токоведущие части располагают в недоступных местах. При невозможности выполнения этого требования применяют специальные устройства. Они обеспечивают надежную изоляцию от электрического источника питания.

Оболочки и ограждения снимаются для выполнения работ только персоналом, обладающим соответствующими навыками. Квалификация специалистов подтверждается документально (устанавливается группа допуска). Их знания проверяются регулярно, для чего на предприятиях создают специальные комиссии.

Изучение правил электробезопасности

Видео про помощь пострадавшему

Данное видео рассказывает об особенностях оказания первой помощи пострадавшему от электрического тока, о реанимационных мероприятиях.

Доступ к защитным элементам и устройствам нельзя ограничивать. Их размещают на хорошо видимых местах. Отдельно установлена норма для ситуаций, когда основным средством защиты является отключение электроустановок от источника тока. При этом необходимы снятие кожуха и демонтаж ограждения. В этих случаях конденсаторные приборы должны разряжаться автоматически до безопасного уровня не более чем за 5 секунд. Если такое условие не выполняется, то необходима табличка с надписью, предупреждающей о реальном времени разряда.

Основными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, электрозащитные средства, уравнивание потенциалов, двойная изоляция, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с грунтом Земли металлических нетоковедущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением.

Область применения защитного заземления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СИН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока.

Защитное заземление специально предназначено для обеспечения электробезопасности и позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека, до длительно допустимого значения . Защитному заземлению подлежат доступные для прикосновения человека металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, например, из-за повреждения изоляции фазного проводника сети. Схема защитного заземления представлена на рис. 4.10.

На рисунке пунктирными линиями показано эквивалентное сопротивление Z из /3 , которое заменяет комплексные сопротивления изоляций фаз в случае их равенства, но подключено к нейтрали N электрической сети.

В случае пробоя фазы на корпус ток замыкания определяется по формуле

в которой влиянием параллельного соединения R з и R h можно пренебречь (R з ||R h << Z из /3 ), т. к. R з << Z из . В результате ток замыкания на землю в СИН напряжением до 1000 В практически не превышает 5 А, а в большинстве случаев он во много раз меньше.

Для обеспечения приемлемой безопасности прикосновения к повреждённой электроустановке в СИН (замыкание фазы на корпус) необходимо обеспечить в любое время года достаточно малую величину сопротивления заземления.

Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства , которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.

Естественные заземлители – это непосредственно контактирующие с грунтом электропроводящие элементы коммуникаций, зданий и сооружений, специально не предназначенные для целей заземления, но используемые как заземлители. К ним относятся арматура железобетонных фундаментов, металлические водопроводные трубы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, взрывоопасных или горючих газов.

Искусственные заземлители – это предназначенные для устройства заземления стальные электроды (трубы, стержни, уголки) длиной до нескольких метров, имеющие непосредственный контакт с грунтом. Их применяют, если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивления растеканию тока не удовлетворяют требованиям.

Заземляющие проводники – это электрические проводники, соединяющие заземлители с заземляемыми элементами электроустановок.

ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, в частности, что в сетях с U ф = 220 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом (R з ≤ 4 Ом ). Если мощность источника электроэнергии (трансформатора, генератора) не превышает 100 кВА, тоR з ≤ 10 Ом . Таким образом обеспечивают напряжение на корпусе аварийной электроустановки, не превышающее 20 В, что считается допустимым.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью электрической сети с помощью нулевого защитного проводника (НЗП).

Область применения зануления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СЗН. При этом в помещениях без повышенной опасности зануление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 42 В переменного и выше 110 В постоянного тока. Схема варианта зануления в СЗН приведена на рис. 4.11, где Пр1 и Пр2 – плавкие предохранители линии питания и электроустановки.

Нулевой защитный проводник НЗП необходимо отличать от нулевого рабочего проводника N. Нулевой рабочий проводник при необходимости может быть использован для питания электроустановок. В реальной сети он может быть совмещён с НЗП, за исключением случая питания переносных электроприёмников, если он соответствует дополнительным требованиям, предъявляемым к НЗП. Должна быть обеспечена гарантированная непрерывность НЗП на всём протяжении от зануляемого элемента до нейтрали источника питания. Это обеспечивается отсутствием элементов защиты (плавких предохранителей и автоматических выключателей) а так же разного рода разъединителей. Все соединения НЗП должны быть выполнены на основе сварки или быть резьбовыми. Полная проводимость НЗП должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного проводника.

При замыкании одной из фаз на зануленный корпус электроустановки возникает контур короткого замыкания, образуемый источником фазного напряжения и комплексными сопротивлениями фазного (Ż ф) и нулевого защитного (Ż нзп) проводников, величина тока в котором гарантирует быстрое срабатывание ближайшего к электроустановке элемента защиты (Пр2). С целью дополнительного повышения уровня электробезопасности, например, при обрыве НЗП, его повторно заземляют (на рис. 4.11 R п – сопротивление повторного заземлителя). При отсутствии R п напряжение на корпусе повреждённой установки может превышать 0,5U ф, а в случае применения повторного заземлителя оно может быть несколько снижено.

Таким образом, при занулении безопасность человека, касающегося корпуса повреждённой установки, обеспечивается за счёт уменьшения времени воздействия опасного напряжения, действующего до момента срабатывания элемента защиты.

Для того чтобы обеспечить быстрое отключение аварийной установки, ток короткого замыкания согласно требованиям ПУЭ должен не менее чем в 3 раза превышать номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или в 1,4 раза превышать ток уставки автоматического выключателя.

В СЗН с занулением нельзя заземлять корпус установки, не присоединив его прежде к НЗП.

Защитное отключение - это автоматическое отключение всех фаз контролируемого участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его воздействия при возникновении опасности поражения человека током (ПУЭ-99). Такого рода ситуации возникают, например, в случаях замыканий на землю, снижения сопротивлений изоляции, неисправностях устройств заземления или зануления, а также при однофазном прикосновении человека к токоведущим элементам установок. Защитное отключение может использоваться как самостоятельная мера защиты, а также в сочетании с занулением или защитным заземлением для обеспечения большей безопасности.

Устройство защитного отключения (УЗО) может быть использовано в сетях с любым режимом нейтрали. Оно подключено к контролируемой электроустановке и при недопустимом ухудшении параметров электробезопасности отключает её от источника питания. Принцип защиты с помощью УЗО заключается в уменьшении времени протекания опасного тока через человека. Эффективность УЗО определяется его быстродействием. В любом случае сочетание напряжения прикосновения, действующего до момента отключения, и времени срабатывания должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.038-82*.Все УЗО строятся по одному функциональному принципу (рис. 4.12). Датчик Д реагирует на изменения одного или нескольких параметров Uэу , характеризующих электробезопасность. Его выходной сигнал U д пропорционален используемому входному сигналу УЗО, на который оно реагирует. В формирователе аварийного сигнала Uас (ФАС) сигнал датчика U д сравнивается с установленным уровнем срабатывания Uп . Он пропорционален уставке УЗО, т.е. значению входного сигнала устройства, при котором оно срабатывает. Если U д >Uп , то сигнал U АС через элемент согласования (по мощности, напряжению) ЭС приводит к размыканию контактов отключающего устройства ОУ. Практическое разнообразие УЗО определяется используемыми входными сигналами и выбранными конструктивными элементами. Входными сигналами могут являться ток нулевой последовательности (при несимметрии фазных токов утечки), напряжение нулевой последовательности (при несимметрии напряжений фаз относительно земли), напряжение корпуса установки относительно земли, ток замыкания (утечки) на землю.

Электрическое разделение сети . Реальные электрические сети могут иметь глухозаземлённую нейтраль, быть протяжёнными и разветвлёнными, что резко увеличивает опасность поражения при однофазном прикосновении человека. На рис. 4.13 показан пример разветвлённой однофазной сети, содержащей N ответвлений с соответствующими сопротивлениями изоляции. Результирующее сопротивление изоляции Z из сети определяется как результат параллельного соединения сопротивлений изоляции N отдельных участков и сопротивлений изоляции Z ЭУ электроустановок. Оно может оказаться недостаточным для обеспечения приемлемой безопасности однофазного прикосновения и может составлять, десятки кОм.

С целью повышения безопасности в таких случаях применяют электрическое разделение разветвлённой сети на ряд участков с помощью специальных разделительных трансформаторов РТ (рис. 4.14). От каждого из них разрешается питание только одного электроприёмника с номинальным током элемента защиты не более 15 А. Участок сети, подключенный к вторичной обмотке РТ, имеет малые протяжённость и разветвлённость. Поэтому легко обеспечивается большое сопротивление изоляции проводников питания относительно земли. Разделительные трансформаторы могут входить в состав, блоков питания (преобразователей напряжения) радиоэлектронных устройств. Следует иметь в виду, что выводы вторичной обмотки РТ должны быть изолированы от земли.

Применение малых напряжений . Существенное повышение уровня электробезопасности может быть достигнуто путём уменьшения рабочих напряжений электроустановок. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимой величины напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз может считаться относительно безопасным.

Малым называется напряжение не более 42 В переменного и не более 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 12 В, т. к. при таких напряжениях сопротивление тела человека обычно не менее 6 кОм и, следовательно, ток, проходящий через тело человека, не превысит 2 мА. Такой ток можно считать условно безопасным. В производственных условиях для повышения безопасности эксплуатации переносных электроустановок применяются малые напряжения 36 В (в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В (в особо опасных помещениях). Однако в любом случае малые напряжения являются лишь относительно безопасными, т.к. в худшем случае ток через тело человека может превысить значение порогового неотпускающего.

Источниками малого напряжения являются гальванические элементы, аккумуляторы, преобразователи напряжения или трансформаторы. Получение малых напряжений с помощью автотрансформаторов не допускается , т. к. токоведущие элементы сети малого напряжения в этом случае гальванически связаны с основной электрической сетью.

Область применения малых напряжений ограничивается в основном ручным электрифицированным инструментом, переносными лампами, светильниками местного освещения в помещениях, как с повышенной опасностью, так и особо опасных.

Электрозащитные средства - это средства индивидуальной защиты, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолирующие средства имеют изоляцию, способную длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и, следовательно, с их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Основными изолирующими средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения. Дополнительные изолирующие средства применяют лишь в комплекте с основными средствами для обеспечения большей безопасности. К ним относятся диэлектрические боты и галоши, изолирующие подставки и коврики. Все изолирующие средства должны подвергаться испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации, о чём на них делается соответствующая отметка.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением (изолирующие накладки, щиты, барьеры, ограждения-клетки), а также для предотвращения появления опасного напряжения на отключенных токоведущих частях (переносные заземляющие устройства).

Предохранительные защитные средства служат для защиты персонала от факторов, сопутствующих его работе с электроустановками. К ним относятся средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса), при подъёме на высоту (монтёрские когти, лестницы), от световых, тепловых, механических, химических воздействий (защитные очки, щитки, рукавицы) и электромагнитных полей (экранирующие каски, костюмы).

Уравнивание потенциалов применяют в помещениях, имеющих заземлённые или занулённые электроустановки для повышения уровня безопасности. При этом к сети заземления или зануления подключают элементы производственных конструкций, трубопроводы. С этой же целью в ванных комнатах жилых зданий металлические корпуса ванн должны быть гальванически соединены с металлическими трубами водопровода.

Двойная изоляция представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению металлические части электроустановки не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.006-87 двойную изоляцию обязательно должны иметь устройства бытового или аналогичного общего применения. Установки с двойной изоляцией не следует заземлять или занулять, поэтому они не имеют соответствующих присоединительных элементов. В качестве дополнительной изоляции используют пластмассовые корпуса, ручки, втулки. Если устройство с двойной изоляцией имеет металлический корпус, он должен быть изолирован от конструктивных частей установки, которые могут оказаться под напряжением (шасси, оси регуляторов, статоры электродвигателей) изолирующими элементами.

Предупредительная сигнализация служит для выдачи сигнала опасности при приближении к частям, находящимся под высоким напряжением.

Блокировки предотвращают доступ к неотключенным токоведущим частям электроустановки, например, при ремонте. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи контактами, размыкающимися при открывании аппаратурной дверцы или не позволяют её открыть, если не снято высокое напряжение с токоведущих частей. Механические блокировки имеют конструктивные элементы, не позволяющие включит аппарат при открытой крышке или открыть аппарат, когда он включен.

Знаки и плакаты безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к опасности поражения током, предписания, разрешения определённых действий и указаний с целью обеспечения безопасности. Они бывают запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными.

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов.

По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

Средства защиты от поражения электрическим током разделяются на общетехнические, специальные и индивидуальные.

К общетехническим средствам защиты от прикосновения к токоведущим частям относятся:

изоляция проводов;
применение безопасного сверхнизкого (малого) напряжения;
обеспечение недоступности токоведущих частей с использованием оградительных средств (ограждения, кожух, корпус, электрический шкаф и т.д.);
блокировки безопасности (механические, электрические);
применение защитных устройств от случайных прикосновений (изолирование, ограждения, сигнализация, блокировка, заземление или зануление, защитное отключение, знаки безопасности);
использование средств борьбы со статическим электричеством;
меры ориентации (маркировка отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация и др.);
использование средств защиты.

Для защиты от случайных прикосновений токоведущие части и детали электрооборудования изолируют.

Электрическая изоляция - это слой диэлектрика, которым покрывают токоведущие части. Изоляция проводов характеризуется ее электрическим сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов относительно земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для человека.

Во время работы электроустановок состояние изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (химически активных веществ и кислот, температуры, давления, большой влажности или чрезмерной сухости). Нельзя допускать механических повреждений изоляции электроприборов.

Рассмотрим также случаи применения сверхнизкого (малого) напряжения. Сверхнизким (малым) напряжением считают напряжение, не превышающее 50 В.

В производственных условиях применяются малые напряжения 12 и 36 В. Они используются для питания ручного электрифицированного инструмента, переносных светильников, местного освещения в особо опасных помещениях и в помещениях с повышенной опасностью. Для светильников стационарного освещения, переносных светильников и электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью безопасным напряжением считают 36 В.

Безопасным для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов, в осмотровых канавах, в сырых помещениях принято считать напряжение до 12 В.

Однако полную безопасность малые напряжения не гарантируют, поэтому они должны применяться в сочетании с другими средствами индивидуальной защиты (диэлектрическими ботами, перчатками, ковриками).

Широко распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства не представляется возможным. Уменьшение рабочего напряжения ведет к уменьшению мощности, что экономически нецелесообразно.

Ограждения применяются сплошные и сетчатые. Они должны быть огнестойкими. В установках напряжением выше 1000 В должны соблюдаться допустимые расстояния от токоведущих частей до ограждений.

Опасную зону для защиты от случайного прикосновения человека ограждают. Ограждения выполняют в виде переносных щитов, стенок, экранов, располагаемых в непосредственной близости от опасного оборудования или открытых токоведущих шин.

Незащищенное электрическое оборудование размещают также на недоступной высоте в помещении. Ограждения должны быть выполнены таким образом, чтобы снятие или открывание их были возможны лишь при помощи ключа или инструмента.

Оградительные устройства применяют совместно с сигнализацией и блокировкой, которые предотвращают несанкционированный доступ к опасному оборудованию.

Блокировка применяется в электроустановках с огражденными токоведущими частями. Она автоматически обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при несанкционированном проникновении за ограждение.

К специальным средствам защиты от напряжения, появившегося на корпусе электроустановки в результате нарушения изоляции, относятся защитное заземление, защитное зануление и защитное отключение.

Защитное заземление и зануление являются основной мерой защиты металлоконструкции. Основная цель этого мероприятия - защитить от возможного удара током пользователя прибора при замыкании на корпус, например от поражения электрическим током в случае замыкания фазного провода на корпус, когда нарушена изоляция.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой- либо точки системы электроустановки или оборудования с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности.

Заземлению подлежат корпуса электрических машин и инструментов, осветительной арматуры, каркасы распределительных щитов, помещения с повышенной электроопасностью.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Заземлители - металлические стержни, специально забиваемые вертикально в землю, а в ряде случаев еще и дополнительные приваренные к ним металлические полосы или прутки, укладываемые горизонтально в земле на дно котлована.

В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением электрический ток пройдет в землю по параллельной цепи, но не через тело человека.

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

1) уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление;
2) отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом.

В правильно спроектированной системе появление утечки тока приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств.

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени.

Заземление является дублером защитных функций предохранителей. Заземлять все электроприборы, имеющиеся в доме, нет необходимости: у большинства из них имеется надежный пластмассовый корпус, который сам по себе защищает от поражения электрическим током.

Занулением называют электрическое соединение металлических частей электрического устройства, не находящихся под напряжением, с заземленным нулевым проводом в пункте источника питания электроэнергией.

Защитное отключение - это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении на ее корпусе опасного напряжения.

Перед началом работ с ручными электрическими машинами, переносными электроинструментами и светильниками следует:

определить по паспорту класс безопасности машины или инструмента, установить его соответствие намечаемым работам;
проверить комплектность и надежность крепления деталей;
убедиться (внешним осмотром) в исправности кабеля (шнура), его защитной трубки и штепсельной вилки, целостности изоляционных деталей корпуса, рукоятки и крышек щеткодержателей, защитных кожухов;
проверить четкость работы выключателя;
выполнить (при необходимости) проверку работы устройства защитного отключения;
проверить работу электроинструмента или машины на холостом ходу;
проверить исправность цепи заземления (корпус машины - заземляющий контакт штепсельной вилки).

Не допускается использовать в работе ручные электрические машины, переносные электроинструменты и светильники, имеющие дефекты.

Статическим электричеством называется совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрика или на изолированных проводниках.

Оно возникает в технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ. При этом на самих материалах и на оборудовании образуется электрический потенциал в тысячи и десятки тысяч вольт. Приобретение телами избыточного заряда связано с явлением контактной электризации. Заряд в значительной степени зависит от электрической емкости материала, из которого выполнены изолированные проводящие объекты.

Проводящими объектами могут быть металлические обрезинен- ные материалы, вращающиеся части технологического оборудования, люди, работающие с наэлектризованными материалами. Заряжение таких объектов может происходить двумя путями: непосредственный контакт с наэлектризованными материалами и индуктивное заряжение, а также при смешанном заряжении.

Основным средством борьбы со статическим электричеством на всех объектах является применение заземляющих устройств.

Эффективным средством защиты от статического электричества является увлажнение помещений. Установлено, что при относительной влажности выше 70% накопления электростатических зарядов на поверхностях не происходит.

Для предотвращения искровых разрядов статического электричества следует устраивать усиленную вентиляцию и токопроводящие полы, увлажнять воздух, выдавать спецобувь и спецодежду.

Для предупреждения человека о возможной опасности, запрещения или предписания определенных действий, а также для информации о расположении объектов с опасными и (или) вредными воздействиями производственных факторов применяют меры ориентации - знаки безопасности (маркировка отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация и др.).

Плакаты и знаки электробезопасности предназначены для использования в электроустановках, на оборудовании и ограждениях токоведущих частей, конструкциях и стационарных лестницах, коммутационных аппаратах, вентилях и задвижках воздуховодов, трансформаторах и другом оборудовании с целью предупреждения о возможных опасностях, предотвращения аварийных ситуаций и травмирования людей.

В таблице 4.1 представлены виды и размеры знаков электробезопасности.

Таблица 4.1

Виды и размеры знаков электробезопасности

Наименование	Размер, мм
Не включать! Работают люди
Не открывать! Работают люди
Работа под напряжением, повторно не включать
Опасное электрическое поле. Без средств защиты проход запрещен
Испытание. Опасно для жизни!
Не влезай! Убьет
Стой! Напряжение
Не включать. Работа на линии
Работать здесь
Влезать здесь	250x250, 100x100
Заземлено
Опасность поражения электрическим током	Сторона 25, 40, 50, 80, 100, 150, 300

Средства индивидуальной защиты. Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.

К основным изолирующим электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся изолирующие штанги, изолирующие клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, ручной изолирующий инструмент. Они проходят обязательную периодическую проверку. Их испытывают на пробой напряжением.

На рисунке 4.1 представлены электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В.

Рис. 4.1. Электрозащитные средства для работы в электроустановках напряжением до 1000 В: о - основные средства: 1 - изолирующие клещи; 2 - гаечный ключ с изолирующими рукоятками; 3 - отвертка с изолирующими рукоятками; 4 - пассатижи с изолирующими рукоятками; 5, 6, 7 - указатели напряжения; 8- токоизмерительные клещи; 9 - перчатки диэлектрические; б - дополнительные средства:

1 - галоши диэлектрические; 2 - боты диэлектрические; 3 - туфли антистатические; 4- сапоги диэлектрические; 5 - диэлектрический ковер; 6 - диэлектрическая дорожка; 7- изолирующая подставка

К дополнительным изолирующим электрозащитным средствам относят такие, которые сами по себе не могут при определенном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополняют основное средство защиты:

в электроустановках с напряжением выше 1000 В это диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические ковры и др.;
с напряжением до 1000 В - диэлектрические галоши, диэлектрические ковры, изолирующие подставки.

Вспомогательные защитные средства применяют для защиты от случайного падения с высоты, предохранения от световых и тепловых воздействий тока.

Вспомогательными средствами являются: предохранительные пояса, грудные обвязки, канаты, когти, защитные очки, рукавицы, суконные костюмы.

В основу обеспечения электробезопасности должно быть положено выполнение требований действующих правил устройства электроустановок (ПУЭ) и правил охраны труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок.

При выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются три основных параметра: сила тока, протекающего через тело человека, напряжение прикосновения и длительность протекания тока.

Для обеспечения электробезопасности при монтаже и эксплуатации электроустановок применяют различные способы и средства защиты, выбор которого зависят от ряда факторов, в том числе и от способа электроснабжения.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током в электроустановках должны применяться технические способы и средства защиты.

Выбор того или иного способа или средства защиты (или их сочетаний) в конкретной электроустановке и эффективность его применения зависят от целого ряда факторов, в том числе от:

номинального напряжения;
рода, формы и частоты тока электроустановки;
способа электроснабжения (от стационарной сети, от автономного источника питания электроэнергией);
режима нейтрали источника трехфазного тока (средней точки источника постоянного тока) — изолированная нейтраль, заземленная нейтраль;
вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные);
условий внешней среды;
схемы возможного включения человека в цепь протекания тока (прямое однофазное, прямое двухфазное прикосновение; включение под напряжение шага);
вида работ (монтаж, наладка, испытания) и др.

Кроме того, по принципу действия , все технические способы защиты разделяются на:

снижающие до допустимых значений напряжения прикосновения и шага;
ограничивающие время воздействия тока на человека;
предотвращающих прямое прикосновение к токоведущим частям.

Классификация технических способов и средств защиты от поражения электрическим током в электроустановках приведена на рисунке.

Основными техническими средствами защиты являются:

Защитное заземление;
Автоматическое отключение питания (зануление);
Устройства защитного отключения.

Защитное заземление

Заземление снижает до безопасной величины напряжение относительно земли металлических частей электроустановки, оказавшихся па напряжением при повреждении изоляции.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.
Электрическое сопротивление такого соединения должно быть минимальным (не более 4 Ом для сетей с напряжением до 1000 В и не более 10 Ом для остальных). При этом корпус электроустановки и обслуживающий ее персонал будут находиться под равными, близкими к нулю, потенциалами даже при пробое изоляции и замыкании фаз на корпус.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Различают два типа заземлений: выносное и контурное.

Выносное заземление характеризуется тем, что его заземлитель (элемент заземляющего устройства, непосредственно контактирующий с землей) вынесен за пределы площадки, на которой установлено оборудование. Таким способом пользуются для заземления оборудования механических и сборочных цехов. Выносное заземление называют также сосредоточенным.
Существенный недостаток выносного заземления – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1 кВ, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения.
Достоинством выносного заземления является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.).
Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях:

при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;
при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли;
при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п.

Контурное заземление состоит из нескольких соединенных заземлителей, размещенных по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Такой тип заземления применяют в установках выше 1 кВ. Контурное заземление называется также распределенным.
Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется , т.к. оно не эффективно.

Область применения защитного заземления:

электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (система IT);
электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных двухпроводных сетях переменного тока изолированных от земли;
электроустановки напряжением до 1 кВ в двухпроводных сетях постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока (система IT);
электроустановки в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или средней точки обмоток источников тока.

Заземление электроприборов. Металлические корпуса электроустановок и приборов (стиральные машины, электроводонагреватели, кондиционеры и т.д.) обязательно должны быть заземлены путем соединения с нулевым проводом электросети. Использование металлических труб и других деталей водопровода, отопительной или канализационной сети для заземления (зануления) запрещено.

Зануление

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с глухо заземленной нейтралью трансформатора в трехфазных сетях металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
В сетях однофазного тока части электроустановки соединяются с глухозаземленным выводом источника тока, а сетях постоянного тока – с заземленной точкой источника.
При занулении нейтраль заземляется у источника питания. Эта система имеет наибольшее распространение. Оно считается основным средством обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

В сети с занулением следует различать нулевые защитный и рабочий проводники.
Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части потребителей (приемников) электрической энергии с заземленной нейтралью источника тока. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью, но через предохранитель.
Использовать нулевой рабочий провод в качестве нулевого защитного нельзя, так как при перегорании предохранителя все подсоединенные к нему корпуса могут оказаться под фазным напряжением!
Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

Область применения зануления:

электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN – S; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);
электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;
электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.
Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

Надежность зануления определяется в основном надежностью нулевого защитного проводника. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва. Кроме того, в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность.
При соединении нулевых защитных проводников между собой должен обеспечиваться надежный контакт. Присоединение нулевых защитных проводников к частям электроустановок, подлежащих занулению, осуществляется сваркой или болтовым соединением, причем, значение сопротивления между зануляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом. Присоединение должно быть доступно для осмотра.
Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону желтые полосы.
В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли “фаза-нуль” может меняться, следовательно, необходимо периодически контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли “фаза-нуль” проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи — быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период.

Защитное отключение

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальныму стройством защитного отключения (УЗО), которое, обеспечивает электробезопасность при прикосновении человека к токоведущим частям оборудования, позволяет осуществлять постоянный контроль изоляции, отключает установку при замыкании токоведущих частей на землю. Для защиты людей от поражения электрическим током применяются УЗО с током срабатывания не более 30 мА.

Область применения защитного отключения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали.
Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с заданной величиной. Если входной сигнал превышает эту величину, то устройство отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.
УЗО реагирует на «ток утечки» и в течение сотых долей секунды отключает электричество, защищая человека от поражения электрическим током, оно улавливает малейшую утечку тока и размыкает контакты.
Конструктивно УЗО бывают двух видов:

электронные , зависимые от напряжения питания, их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника;
электромеханические , независимые от напряжения питания, они дороже электронных УЗО, но обладают большей чувствительностью. Источником энергии, необходимой для функционирования таких УЗО является сам входной сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов:

реагирующее на напряжение корпуса относительно земли;
реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток;
реагирующее на комбинированный входной сигнал;
реагирующее на ток замыкания на землю;
реагирующее на оперативный ток (постоянный; переменный 50 Гц);
реагирующее на напряжение нулевой последовательности.

Применение УЗО должно осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

Изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный кон-троль;

Установка оградительных устройств;

Предупредительная сигнализация и блокировка;

Использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

Использование малых напряжений;

Электрическое разделение сетей;

Защитное заземление;

Выравнивание потенциалов;

Зануление;

Защитное отключение;

Средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей - одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5- 10 МОм. Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нор-мальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, со-стоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех слу-чаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопас-ность оборудования (например, ручного электроинструмента, бытовых электрических приборов и т.д.).

Сопротивление двой-ной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз пре-вышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабо-чую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросо-противление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двой-ная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряже-ния, достаточные для поражения людей или возникновения по-жара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным за-землением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих час-тей электрооборудования, которые в обычном состоянии не на-ходятся под напряжением, но могут оказаться под ним при слу-чайном соединении их с токоведущими частями.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на приме-ре трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 9.2).

Рисунок 9.2 - Схема работы защитного заземления:

R из - сопротивление изоляции каждой из фаз относительно земли

Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по формуле

U пр =a 1 I з R з , (9.10)

где a 1 - коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффи-циент прикосновения (a 1 < 1 и зависит от вида заземлителя);

I з - ток замыкания, А;

R з - сопротивление защитного заземления, Ом.

Ток, проходящий через тело человека, попавшего под на-пряжение прикосновения (, А), составит

где R с - сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного со-противления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Если человек находится в условиях высокой влажности (R c ® 0), предыдущую формулу можно упростить

Рассчитаем для случая, если I 3 = 4 А, R з = 4 Ом и a пр = 0,4 (контурный заземлитель):

Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления за-ключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металличе-ские части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металличе-ские трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников. Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности за-земляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителя - металлических проводников, соприкасающихся с землей, и зазем-ляющих проводников, соединяющих заземляемые части электро-установки с заземлителем. В зависимости от взаимного располо-жения заземлителей и заземляемого оборудования различают вы-носные (рис.9.3) и контурные (рис.9.4) заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы пло-щадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или со-средоточены на некоторой части этой площадки.

Контурное заземляющее устройство, заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Рисунок 9.3 - Схема выносного заземления:

1 - заземлители; 2 - заземляющие проводники; 3 - заземляемое оборудование; 4 - производственные здания

Рисунок 9.4 - Схема контурного заземления:

1 - заземлители; 2 - заземляющие проводники; 3 - заземляемое оборудование; 4 - производственное здание

Заземлители бывают искусственные , которые используются только для целей заземления, и естественные , в качестве кото-рых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исклю-чением трубопроводов горючих жидкостей или газов), метал-лические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосо-вой ткани.

Требования к сопротивлению защитного заземления регла-ментируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

4 Ом - в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ×А и менее, то сопротивление заземляющего устройства мо-жет достигать 10 Ом;

0,5 Ом - в установках, работающих под напряжением вы-ше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R ,Ом) не должно быть более 250/I 3 (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для ус-тановок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/I 3 (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах I 3 - ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, рабо-тающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях ис-пользование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напря-жением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 9.5).

Рисунок 9.5 - Схема трехфазной трехпроводной сети до 1000 В с заземленной нейтралью

Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (I 3 , А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости

где U Ф - фазное напряжение, В;

R 0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом;

R 3 - сопротивление корпуса электроустановки, Ом.

При этом на корпусе электроустановки возникает напряже-ние относительно земли (U к ), определяемое следующей форму-лой

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (I 3 , А) для значений U ф = 220В и R 0 = R 3 = 4 Ом:

Ток короткого замыкания I 3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отклю-читься. Корпус электроустановки находится под опасным на-пряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу элек-троустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, про-текающий через тело человека, составит

где a пр - коэффициент напряжения прикосновения.

Если a пр = 1 и U к = 110 В, то I чел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому яв-ляется смертельно опасным. Таким образом, защитное заземле-ние в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предо-хранители, автоматы и др.). Зануление — это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напря-жением (рис. 9.6).

Проводник (1), который соединяет зануляемые части элек-троустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I - II- III - IV - V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения по-вреждения от сети. Это достигается срабатыванием элемента за-щиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот эле-мент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I - II - III - IV - V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замы-кания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатыва-ние элементов защиты.

Рисунок 9.6 - Схема работы зануления:

1 - нулевой защитный проводник; 2 - срабатываемый элемент защиты; 3 - повторное заземление нулевого провода

Для устранения опасности обрыва нулевого провода устраи-вают его повторное многократное рабочее заземление через ка-ждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия I кз ³ k I ном, где I ном - номинальное значение тока, при котором происходит сраба-тывание элемента защиты; k - коэффициент, характеризующий кратность тока короткого за-мыкания относительно номинального значения тока, при ко-тором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов защиты зависит от силы то-ка. Так, для плавких предохранителей и тепловых автоматов при k = 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3 - 0,2 с. Электромагнитный автоматический выключа-тель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями k должен находиться в пределах 1,2- 3, а во взрывоопасных помещениях k = 1,4- 6.

Еще одна система защиты - защитное отключение - это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы - быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них, основанная на использовании реле напряжения, представлена на рисунке 9.7.

В передвижных установках напряжением до 1000 В;

Для отключения электрооборудования, удаленного от ис-точника питания, как дополнение к занулению;

В электрифицированном инструменте как дополнение к защитному заземлению или занулению;

В скальных и мерзлых фунтах при невозможности выпол-нять необходимое заземление.

Рисунок 9.7 - Схема защитного отключения:

1 - корпус электроустановки; 2 - автоматический выключатель; 3 - отключающая катушка; 4 - сердечник катушки; 5 - реле максимального напряжения; R 3 - сопротивление защитного заземления; I 3 - ток замыкания; I р - ток, протекающий через реле; R в - сопротивление вспомогательного заземления

К организационным мероприятиям, обеспечи-вающим безопасную эксплуатацию электроустановок отно-сятся оформление соответствующих работ нарядом или распо-ряжением, допуск к работе, надзор за проведением работ, стро-гое соблюдение режима труда и отдыха, переходов на другие работы и окончания работ.

Нарядом для проведения работы в электроустановках назы-вают составленное на специальном бланке задание на ее безопасное производство, определяющее содержание, место, время начала и окончания работы, необходимые меры безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Распоряжением называют то же задание на безопасное производство работы, но с указанием содержания работы, места, времени и лиц, которым поручено ее выполнение.

Все работы на токопроводящих частях электроустановок под напряжением и со снятием напряжения выполняют по наряду, кроме кратковременных работ (продолжительностью не более 1 ч), требующих участия не более трех человек. Эти работы вы-полняют по распоряжению.

К организационным мероприятиям также относятся обуче-ние персонала правильным приемам работы с присвоением ра-ботникам, обслуживающим электроустановки, соответствующих квалификационных групп.

Важным вопросом электробезопасности является защита от удара молний, или молниезащита . Молниезащита - это система защитных устройств и меро-приятий, применяемых в промышленных и гражданских соору-жениях для защиты их от аварии, пожаров при попадании в них молнии. Молния - особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого - атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.

Различают три типа воздействия тока молнии: прямой удар, вторичное воздействие заряда молнии и занос высоких потен-циалов (напряжения) в здания. При прямом разряде молнии в здание или сооружение может произойти его механическое или термическое разрушение. Последнее проявляется в виде плавле-ния или даже испарения материалов конструкции.

Вторичное воздействие разряда молнии заключается в наведении в замкну-тых токопроводящих контурах (трубопроводах, электропровод-ках и др.), расположенных внутри зданий, электрических токов. Эти токи могут вызвать искрение или нагрев металлических конструкций, что может стать причиной возникновения пожара или взрыва в помещениях, где используются горючие или взры-воопасные вещества. К этим же последствиям может привести и занос высоких потенциалов (напряжения) по любым металло-конструкциям, находящимся внутри зданий и сооружений под действием молнии.

Для защиты от действия молнии устраивают молниеот-воды (громоотводы). Это заземленные металлические конст-рукции, которые воспринимают удар молнии и отводят ее ток в землю. Различают стержневые и тросовые молниеотводы. Их защитное действие основано на свойстве молний поражать наибо-лее высокие и хорошо заземленные металлические конструкции.

Молниеотводы характеризуются зоной защиты, которая оп-ределяется как часть пространства, защищенного от удара мол-нии с определенной степенью надежности. В зависимости от степени надежности зоны защиты могут быть двух типов — А и Б. Тип зоны защиты выбирают в зависимости от ожидаемого количества поражений молнией зданий и сооружений в год (N ). Если величина N > 1, то принимают зону защиты типа А (сте-пень надежности защиты в этом случае составляет не менее 99,5%). При N £ 1 принимают зону защиты типа В (степень на-дежности этой защиты - 95% и выше).