Тема: Защитные меры электробезопастности

Тема: Защитные меры электробезопастности.

Для защиты человека от поражения электрическим током применяют основные и дополнительные защитные меры.

К основным защитным мерам относят: заземление, зануление, выравнивание потенциалов, малые напряжения, изоляцию, защитное отключение, разделяющие трансформаторы, ограждения, а к дополнительным – защитные средства (приборы, аппараты, приспособления и устройства, используемые наряду с основными). Эти средства условно объединены в несколько групп:

– изолирующие оперативные и измерительные штанги, изолирующие для операций с предохранителями и токоизмерительные клещи, указатели напряжения;

– изолирующие лестницы и площадки, изолирующие тяги, захваты, инструмент с изолированными рукоятками;

– резиновые диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие подставки, колпаки и накладки;

– переносные заземления, временные ограждения, предупреждающие плакаты;

– защитные очки, предохранительные пояса, страхующие канаты и др.

Все защитные средства должны строго учитываться, а их исправность постоянно контролироваться.

Заземление и зануление осуществляют также для обеспечения нормальной работы электроприемников и электроустановок.

Защитное заземление служит для создания между корпусом защищаемого им токоприемника или устройства и землей надежного электрического соединения с достаточно малым сопротивлением. Сопротивление заземления должно быть в несколько раз меньше сопротивления тела человека, чтобы в случае прикосновения человека к корпусу поврежденного токоприемника или устройства через его тело прошел незначительный (неопасный) ток. Однако не всегда удается обеспечить достаточно малое сопротивление заземления. Например, в установках напряжением 110 кВ токи замыкания на землю могут быть настолько велики (до 30 кА), что в этом случае через тело человека будет проходить опасный для жизни ток. Во избежание этого применяют дополнительные меры – выравнивание потенциалов.

Защитное зануление служит для электрического соединения всех металлических корпусов и конструкций с заземленной нейтралью трансформатора (или генератора), нулевым проводом или специальным защитным проводником, который может иметь повторное заземление. Эта мера превращает всякое замыкание на корпус в короткое замыкание, что в свою очередь приводит к отключению аварийного участка предохранителем или автоматом. Здесь основным является условие, при котором цепь «фаза – нуль» имеет настолько малое сопротивление, что ток короткого замыкания в аварийном участке оказывается достаточным для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения ближайшего автомата.

Низкими являются напряжения 42(36) и 12В, применяемые для питания переносных электроприемников небольшой мощности, местного освещения и при ремонтных работах. Такие напряжения получают с помощью понижающих трансформаторов, вторичную обмотку которых заземляют, чтобы избежать случайной подачи на нее высшего напряжения первичной обмотки (при возникновении неисправности).

Безопасность электроустановок зависит от качества изоляции. В последнее время получили широкое распространение электроприемники (особенно переносные) с двойной изоляцией, весь корпус которых или их основная часть выполнены из диэлектрика, а токопроводящие элементы связаны между собой через промежуточные изолирующие детали.

Эффективным средством защиты является быстрое отключение (не более 0,1–0,2с) специальными аппаратами аварийного участка или сети при возникновении замыкания на корпус или непосредственно на землю и при прикосновении к частям, находящимся под напряжением.

Разделяющие трансформаторы предназначены для изолирования электро­приемников от первичной сети, а также от сети заземления (зануления), что помогает избежать последствий повреждения изоляции при однофазных и двойных замыканиях на землю, токов утечки, емкостных токов и других факторов, определяющих повышенную опасность. Все разделяющие трансформаторы проверяют и испытывают в установленные сроки и постоянно контролируют.

Существенную роль среди мер электробезопасности играют и ограждения (приборы и аппараты в закрытых корпусах, закрытые комплектные устройства и др.).

Вместе с тем защитные меры не дают полной гарантии от поражения электрическим током. Главное – необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электроустановками.

В инструкционных картах 8 и 9 рассмотрены заземление и зануление в сетях напряжением до 1000 В.

Инструкционная карта №8

Заземление и зануление в сетях напряжением до 1000 В

Рис 1. Заземление (а) и зануление (б) электроприемника в сети трансформатора соответственно с изолированной и заземленной нейтралью при напряжении до 1000 В

Область применения – защитное заземление и зануление выполняют для обеспечения безопасности людей, а рабочее – для нормальных режимов работы электроприемников. Кроме того, заземление обеспечивает защиту электро-оборудования от перенапряжения, а также молниезащиту зданий и сооружений.

Учебная цель – изучить схемы устройств заземления и зануления в электрических сетях напряжением до 1000В и основные способы их монтажа.

Требования. Заземлению и занулению подлежат металлические части электроустановок, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции. Чаще всего заземляют электроустановки напряжением до 1000В с изолированной нейтралью. Нейтраль при этом также может быть заземлена. Защитные заземления и зануления должны обеспечивать в электроустановках с изолированной нейтралью безопасные точки.

Заземлению и занулению электроустановки переменного тока напряжением выше 42В и постоянного тока напряжением выше 110В находящиеся в помещениях повышенной опасности и особо опасных. Каждый заземляющий элемент электроустановки дожжен быть присоединен к заземляющему устройству отдельным ответвлением. Последовательное присоединение запрещается.

В наружных электроустановках заземлению и занулению подлежат: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, включая переносные и передвижные; приводы электрических аппаратов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитов и шкафов: металлические и железобетонные конструкции подстанций и открытых распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт и оболочки кабелей и проводов; стальные трубы электропроводок, металлические и железобетонные опоры воздушных линий и т. д.

Эскиз	Указание и пояснение
Заземление трансформатора	В сетях напряжением 6, 10 и 35 кВ с изолированной нейтралью трансформаторы заземляют. При напряжении 660, 380 и 220В сети могут быть как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Схема заземления электроустановки напряжением до 1000В в сети с изолированной нейтралью	В сетях с изолированной нейтралью вторичную обмотку трансформатора соединяют как звездой, так и треугольником. Изоляции всех трех фаз А, В, С по отношению к земле, которая служит проводником, не является абсолютным диэлектриком и поэтому пропускает небольшой ток, называемый током утечки. Кроме того, проводники каждой фазы вместе с землей создают как бы две обкладки конденсатора, который пропускает переменные токи, называемые емкостными. В исправной сети эти токи замыкаются через все три фазы (А, В, С) на землю и в сумме равны нулю. Однако, если одна из фаз из-за повреждения изоляции или по другой причине замкнется на землю, равновесие нарушится и, поскольку сопротивление замыкания невелико, токи утечки и емкостные токи двух других фаз пройдут через место замыкания. Если одна из фаз замкнется не на землю, а на корпус не соединенного с землей аппарата, он окажется под напряжением (потенциалом), близким к фазному. При этом случайное прикосновение человека, стоящего на земле, к корпусу аппарата будет равносильно прикосновению к токоведущей части. Через тело человека пройдет опасный для жизни ток, но недостаточный для расплавления плавких вставок при срабатывании автоматики, поэтому и отключение поврежденного участка сети не произойдет и электроприемники сети с одной из фаз, замкнутой на землю, будут продолжать работать (замыкание может оказаться незамеченным). Поэтому сеть с однофазным замыканием считается аварийной и должна быть срочно исправлена. Для своевременной сигнализации о произошедшем замыкании на землю устанавливают приборы контроля изоляции. Для обеспечения безопасности при попадании высшего напряжения на вторичную обмотку трансформатора используют пробивной предохранитель 1.
Зануление трансформатора.	В четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью напряжением 660/380, 380/220 и 220/127В применяется зануление в соответствии с требованиями ПУЭ. При такой схеме все металлические корпуса 2 и конструкции соединяются электрически с заземленной нейтралью трансформатора.
Схема зануления электроустановки на­ряженном до 1000 В, в сети с заземленной нейтралью	При замыкании одной из (раз на запуленный корпус или конструкцию происходит короткое замыкание и поврежденный участок отключается предохранителем или автоматом. Для расплавления плавкой вставки или срабатывания автомата нужно, чтобы ток короткого замыкания был достаточен. Для этого сопротивление цепи короткого замыкания (называемое сопротивле­нием цепи «фаза —-нуль») должно быть мало. Эта цепь состоит из питающего трансформатора, фаз­ного и нулевого проводов. Сопротивление трансформатора току короткого замы­кания, зависит от схемы соединения его обмоток. Так, наибольшее сопротивление при однофазном замы­кании трехфазного трансформатора длет соединение обмоток звезда - звезда с нулем, а сопротивление в несколько раз меньшее, - соединение обмоток по схеме треугольник — звезда. Этим двум схемам отдается предпочтение.

Контрольные вопросы. 1. Чем отличается заземление электроустановки в сети трансформатора с изолированной нейтралью от ее зануления в сети трансформатора с заземленной нейтралью? 2. Для чего устраивают защитное заземление и зануление? 3. Что подлежит заземлению и занулению? 4. Как заземляют трансформаторы? 5. Как зануляют четырехпроводные сети напряжением 660, 380 и 220В с заземленной нейтралью?