Защитные меры в электроустановках

Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током

Лекция N 12

Контрольные вопросы

1. Объясните физический смысл напряжения шага и напряжения прикосновения и их опасность для человека.
2. Объясните опасность прикосновения к токоведущим частям в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.
3. Объясните опасность прикосновения к токоведущим частям в трехфазных сетях с заземленной нейтралью.

 

В соответствии с ПУЭ по степени опасности поражения людей электрическим током производственные помещения подразделяются на:

1. Помещения с повышенной опасностью.

Они характеризуются наличием одного из следующих условий:

• токопроводящая пыль;
• токопроводящие полы (металлические, земляные и т. д.);
• высокая температура (более 35ºС);
• относительная влажность более 75%;
• возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, технологическому оборудованию, имеющим соединение с землей, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой стороны.
1. Помещения особо опасные.

Они характеризуются наличием одного из следующих условий:

• особая сырость (влажность около 100%);
• химическая активная или органическая среда, действующая на изоляцию;
• одновременное наличие 2 и более условий для помещений повышенной опасности.
1. Помещения без повышенной опасности.

В них отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

Защита от возможности случайного прикосновения к токоведущим частям.

Электрические сети и установки должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведущих частей достигается путем их надежной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т.д.), расположение токоведущих частей на недоступной высоте.

В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов. В случае, когда невозможно достигнуть надежной изоляции или ограждения токоведущих частей, применяются блокировки (электрические и механические) для автоматического отключения опасного напряжения при попадании человека в опасную зону. Конструктивное выполнение ограждений зависит от напряжения установки. Ограждения должны быть выполнены так, чтобы снять их и открыть можно было при помощи ключей или инструмента. Не допускаются сетчатые ограждения токоведущих частей в жилых, общественных и других бытовых помещениях. Ограждения должны быть здесь сплошные.

ПУЭ предусматривает различные виды испытаний и контроля изоляции

1. Приемосдаточные испытания изоляции. Все электрические машины и аппараты напряжением до 1000 В испытываются напряжением 1000 В в течении одной минуты.
2. Периодический контроль изоляции. Осуществляется путем измерения сопротивления изоляции мегаомметром. Измерение производится на отключенной установке, периодичность измерений не реже 1 раза в год. Сопротивление изоляции сети до 1000 В должно быть не ниже 0,5 МОм.

Постоянный контроль изоляции (ПКИ). ПКИ осуществляется в сетях c изолированной нейтралью. В практике применяются приборы постоянного контроля типов: на постоянном оперативном токе и вентильные. Вентильная схема контроля изоляции приведена на рис. 12.1.

 

Рис. 12.1. Вентильная схема

Прибор измеряет сопротивление изоляции всей сети:

RU3 =	R1R2R3	.
R1R2 + R2R3 + R3R1

Недостатки схемы:

при неисправности прибора он показывает ¥ , т.е. исправную изоляцию;

точность измерения зависит от колебаний напряжения сети и от степени несимметрии сопротивлений изоляции.

Преимущества: простота, не требуется оперативного постоянного тока.

Схема контроля изоляции на трех вольтметрах приведена на рис. 12.2.

Рис.12.2. Схема трех вольтметров

 

Схема контроля изоляции на трех вольтметрах позволяет судить не только об ухудшении изоляции, но и о замыканиях на землю (глухих).

Существуют для таких цепей и схемы на напряжение нулевой последовательности или на ток нулевой последовательности.

Применение малых напряжений. ПТЭ и ПТБ устанавливают ограничения напряжения ручных токоприемников для помещений различных категорий.

Для помещений особо опасных:

• ручной инструмент - напряжение 42 В;
• переносные светильники - напряжение 12 В;
• шахтерские лампы - напряжение 2,5 В.

Для помещений с повышенной опасностью:

• ручной инструмент - напряжение 42 В;
• светильники - напряжение 42 В.

При невозможности применять напряжение 42 В ПТБ разрешает использовать электроинструмент на U = 220 В при наличии устройства защитного отключения или надежного заземления корпуса электроинструмента с обязательным использованием защитных средств (перчатки, коврики).

В качестве источников малых напряжений используются трансформаторы. Для уменьшения опасности при переходе высшего напряжения в сеть низшего вторичная обмотка трансформатора заземляется. Применение автотрансформаторов в качестве источников малого напряжения для питания переносного электроинструмента запрещается.

Двойная изоляция. При двойной изоляции, кроме основной рабочей изоляции токоведущих частей, применяют еще один слой изоляции, которым покрываются металлические нетоковедущие части, могущие оказаться под напряжением. Возможно изготовление корпусов электрооборудования из изолирующего материала (пластмассы, капрон). Широкое использование двойной изоляции ограничивается ввиду отсутствия пластмасс и покрытий стойких к механическим повреждениям. Поэтому область применения двойной изоляции ограничена. Она используется в электрооборудовании небольшой мощности (инструмент, переносные токоприемники, бытовые приборы).

Выравнивание потенциала. Этот метод находит применение при работах на линиях электропередач, подстанциях. На подстанциях высокого напряжения выравнивание потенциалов осуществляется расположением заземлителей по контуру вокруг заземленного оборудования на небольшом расстоянии друг от друга, а внутри контура прокладывают в земле горизонтальные полосы (рис. 12.3).

Рис. 12.3. Заземлитель с выравниванием потенциала

 

Расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки с внутренней стороны должно быть не менее 3 м. Поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка на поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого разность потенциалов между точками, находящимися внутри контура, снижена и коэффициент напряжения прикосновения a намного меньше единицы. Коэффициент напряжения шага также меньше максимально возможной величины.

Защита от опасности перехода напряжения с высшей стороны на низшую. Появление в сети напряжения, намного превышающего номинальное, может привести как к выходу из строя токоприемников, изоляция которых не рассчитана на это напряжение, так и к поражению персонала током , так как при этом обычно происходит замыкание на корпус и появляются опасные напряжения прикосновения и шага.

Защита сетей напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью от возможного перехода в эту сеть высшего напряжения осуществляется при помощи установки пробивного предохранителя (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Схема включения пробивного предохранителя

 

Рассмотрим два случая при U_1л = 6000 В, U_2ф = 220 В.

1. Замыкание на высокой стороне. Пробивной предохранитель П отсутствует. При замыкании напряжение между нейтральной точкой и землей будет равно

.

Напряжение фазных проводов сети 380 В будет U_2Ф = 3460 + 220 = 3680 В.

Последствием этого случая может быть пробой изоляции и появление на корпусе напряжения 3680 В.

1. Замыкание на высокой стороне. Нейтраль с низшей стороны заземлена через пробивной предохранитель П. Согласно ПУЭ сопротивление заземления должно быть RЗ 125 / IЗ , это значит, что напряжение между нейтральной точкой и землей при замыкании не превышает 125 В. Напряжение фазных проводов сети 380 В будет

U_2Ф = 125 + 220 = 345 В.

При этом пробоя изоляции не будет. В сетях с заземленной нейтралью предохранители не устанавливаются. Безопасность в них обеспечивается правильным выбором сопротивления заземления R_З.

Защита от потери внимания, ориентировки и неправильных действий. Эта защита осуществляется путем применения блокировок, сигнализации, специальной окраски оборудования, маркировки, знаков безопасности.