Обеспечение электробезопасности

Токов

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и

В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 [28] напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (не аварийном) режиме работы электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения (U) и токов (I) при нормальном режиме работы электрооборудования

Род тока	U, В	I, мА
не более
Переменный, 50Гц	2,0	0,3
Переменный, 400Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин.

Напряжение прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25^оС) и влажности (более 75%) должны быть уменьшены в три раза.

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы производственных электроустановок с напряжением до 1000 В не должны превышать значений указанных в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы электроустановок

Род тока	U, В	I, мА
не более
Переменный, 50Гц
Переменный, 400Гц
Постоянный

Для предупреждения электротравматизма предусматривают защитные мероприятия двух видов [29]:

1) от токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением при нормальном (не аварийном) режиме работы электрооборудования;

2) нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.

К мероприятиям первого вида относятся:

- изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, двойная, усиленная) является основным методом защиты. При U_раб <10³В сопротивление изоляции R_из ³0,5 МОм; если U_раб ³ 10³В, R_из ³ 10 МОм;

- применение малых напряжений. Согласно ГОСТ 12.2.007-75 [30] безопасным является переменное напряжение менее 42В и постоянное напряжение величиной менее 110В. В особоопасных помещениях U_без £ 12В для f =50 Гц;

- укрытие токоведущих частей в сочетании с блокировкой;

- расположение токоведущих частей (проводов) на недоступной для соприкосновения высоте;

- использование специального инструмента;

- организационные мероприятия (вывешивание плакатов, инструктаж, допуск и т.п.).

К мероприятиям второго вида относятся защитное заземление оборудования, зануление и защитное отключение в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 [31]:

- защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением. Его назначение: превращение «замыкания на корпус» в «замыкание на землю» с тем, чтобы уменьшить U_пр или U_ш до безопасных величин (выравнивание потенциала). Заземление бывает выносное или сосредоточенное (заземлитель находится за пределами площадки, на которой расположено оборудование) и контурное (одиночные заземлители размещены по контуру площадки, на которой находится электрооборудование). При контурном заземлении достигается максимальная безопасность работающих;

- зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установки. Принцип действия защиты занулением заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители, автоматические выключатели). Назначение заземления нейтрали – снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода при случайном замыкании фазы на землю;

- защитное отключение – это быстродействующее (£ 0,2с) автоматическое отключение электроустановки при пробое фазы на корпус, снижающее сопротивление изоляции фаз относительно земли, при появление в сети более высокого напряжения и возникновении опасности поражения электрическим током.

Задания и порядок их выполнения

Задание №1. Оценить исправность двухфазного и трехфазного электродвигателя.

Порядок выполнения работы

1. Проверить работу вольтамперметра. Для этого включить прибор в сеть и дать ему прогреться (3¸5 мин). Соединить клеммы друг с другом – при этом на табло должно высветиться малое сопротивление (несколько Ом). При разомкнутых клеммах прибор должен показывать максимальное сопротивление (20 кОм).

2. Нарисовать на бумаге верхнюю панель двухфазного (трехфазного) электродвигателя и наметить цифрами выходы обмоток. В 2-х фазном двигателе таких выходов четыре, в 3-х фазном – шесть. В обоих двигателях в середине находится вывод, соединенный с корпусом двигателя.

3. Попеременно переставляя клеммы вольтамперметра по выводам на панели электродвигателя записать показания прибора. Анализируя полученные результаты измерений, найти по минимальным значениям сопротивлений начало и конец первой обмотки, второй (третьей). Если сопротивление между началом и концом обмотки большое, это говорит о том, что обмотка двигателя разорвана, при малом сопротивлении обмотка исправна.

4. Определить наличие замыкания обмоток на корпус электродвигателя. Для этого одну клемму вольтамперметра присоединить к корпусу электродвигателя (центральный вывод на панели двигателя), а другую к началу или концу обмотки. Если при таком присоединении прибор показывает большое сопротивление, это указывает на отсутствие замыкания обмотки на корпус двигателя. В противном случае – обмотка закорочена на корпус.

5. Сделать заключение об исправности двигателя: двигатель исправен, если все обмотки не разорваны (малое сопротивление между началом и концом обмотки) и отсутствует замыкание обмоток на корпус (большое сопротивление в системе обмотка-корпус).

Задание №2. Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и сопротивление изоляции 2-х фаз относительно земли в двухпроводной цепи.

Порядок выполнения работы

1. Установка состоит из панели, на которой находятся восемь гнезд. Каждая пара имитирует сопротивление изоляции проводника. Попеременно вставляя клеммы вольтамперметра в гнезда, записать показания прибора – сопротивление изоляции проводников.

2. Измерить сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли в 2-проводной сети. Для этого одну клемму вольтамперметра установить в гнездо «земля», а вторую, сначала в гнездо верхнего провода, а затем нижнего. Записать показания – сопротивление фаз относительно земли.

3. Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и изоляции фаз относительно земли (2 замера), путем сравнения полученных сопротивлений с нормативными по ПУЭ[23]: R_из ³ 0,5 МОм при U £ 1000 В и R_из ³ 10 МОм при U > 1000 В.

Задание №3. Оценить степень опасности однофазного включения человека в электрическую сеть с изолированной нейтралью источника питания. Установить исправность электрической сети, в которую включился человек.

Порядок выполнения работы

1. Подключить стенд к сети и включить тумблеры на передней панели установки. Записать показания миллиамперметра (мА), т.е. величины тока, проходящего через человека, и показания вольтметра, указывающего фазовое напряжение в сети. Оценить степень опасности такого тока для человека.

2. Рассчитать величину тока, проходящего через человека, при однофазном включении в исправную сеть с изолированной нейтралью источника питания [см. ур-е (6.3)] и в аналогичную сеть, работающую в аварийном режиме [см. ур-е (6.5)]. В расчетах сопротивление человека принять равным 1000 Ом, сопротивление изоляции фаз по ПУЭ [23]: R_из ³ 0,5 МОм при U £ 1000 В и R_из ³ 10 МОм при U > 1000 В.

3. Полученные значения токов сравнить с измеренной величиной на стенде и сделать вывод об исправности изоляции фаз относительно земли.

Задание №4. Определить на стенде сопротивление системы заземления, состоящей из соединительной полосы и одиночных заземлителей, и вид грунта, в котором эта системы расположена. Рассчитать, какое количество одиночных заземлителей, помещенных в найденный грунт (или иной – по заданию преподавателя), обеспечивают измеренное на стенде сопротивление заземляющей системы в целом.

Порядок выполнения работы

1. Измерить вольтамперметром сопротивление системы заземления в целом (см. схему не стенде).

2. Измерить сопротивление грунта, в котором находится эта система. Удельное сопротивление грунта (r_гр, Ом×м) рассчитывается по формуле:

r_гр = 2^.pRa, (6.10)

где R – показания прибора;

а – расстояние между стержнями (в расчёте принять 20м).

3. По табл.6.3 определить природу грунта.

Таблица 6.3

Удельное сопротивление грунта при влажности 10 – 20%

Вид грунта	Песок	Супесок	Чернозём	Суглинок	Глина	Торф
rгр, [Ом^.м]

4. Рассчитать сопротивление одиночного заземлителя по данным табл.6.4

Таблица 6.4

Данные для расчёта сопротивления некоторых одиночных заземлителей, Ом.

Тип заземлителя	Формула
Трубчатый или стержневой в грунте	Rз = (rгр /2pl)^.{ln(2l /d) +1/2 ln[(4t + l) / (4t – l)]}, d = 0,03 ¸ 0,05м – диаметр трубы или стержня, l = 2м – длина заземлителя, t = 1,8м – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя
Протяженный (труба в грунте)	Rз = (rгр /2pl) ln (l^2/ dt) d = 0,03 ¸ 0,05м, l = 2м, t = 0,8м

5. Задаваясь количеством одиночных заземлителей найти сопротивление соединительной полосы по формуле (6.11) и коэффициентов экранирования соединительной полосы и одиночных заземлителей по формулам (6.12 и 6.13):

R_п = (r_гр /2pl_пол)ln(2l_пол² /bh), (6.11)

где l_пол -длина полосы, соединяющей одиночные заземлители (l_пол = 1,05^.d^. (n-1);

d - расстояние между одиночными заземлителями (d = l @ 2м);

b - ширина полосы (b = 0,05м);

h - глубина залегания полосы (h = 0,8м);

n - число одиночных заземлителей.

h_пол = 0,25 + 0,75 e ^{-0.25 n}; (6.12)

h = 0,35 + 0,65е ^-0,1n. (6.13)

6. Рассчитать сопротивление заземляющего устройства в целом по формуле:

r_з = 1/(hn /R_з + h_пол /R_п), (6.14)

и сравнить полученное значение с измеренным на стенде.

7. Если расчетное сопротивление получилось больше измеренного, то количество одиночных заземлителей следует увеличить и расчет повторить.

8. Этот расчет следует проводить до тех пор, пока расчетное сопротивление будет равно измеренному на стенде. Это и будет требуемое количество одиночных заземлителей в общей системе заземления, которое обеспечит исправность системы, размещенной в найденный грунт.

Контрольные вопросы.

1. Виды воздействия электрического тока на организм человека.

2. Факторы, оказывающие влияние на степень поражения человека электрическим током.

3. Классификация помещений по степени возможного поражения электрическим током, их характеристика и назначение.

4. Оценка степени опасности включения человека в исправную электрическую цепь.

5. Оценка степени опасности включения человека в неисправную электрическую цепь.

6. Зона растекания тока. Шаговое напряжение и напряжение прикосновения.

7. Мероприятия по предупреждению поражения током от токоведущих частей электроустановок.

8. Мероприятия по предупреждению поражения током от частей электроустановок, оказавшихся под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.

9. Средства индивидуальной защиты и оказания первой помощи при электропоражениях.

Дата добавления: 2014-12-25