Конструктивно-технологические меры для защиты от поражения электрическим током в электроустановках

Основные защитные меры от поражения током в электроустановках

Все защитные меря в электроустановках можно разделить на конструктивно-технологические (т.е. защитная мера заложена в самой конструкции электроустановки) и специальные.

- недоступность токоведущих частей от случайного прикосновения может быть обеспечена: изоляцией токоведущих частей, размещением на недоступной высоте, ограждение и т.п.

- электрическое разделение сети – это разделение электрической сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью специальных разделяющих трансформаторов (для уменьшения емкости проводов относительно земли и увеличение сопротивления изоляции проводов).

Сеть большой протяженности имеет значительную емкость проводов (следовательно, малое емкостной напряжение), а сопротивление изоляции проводов не удается сохранить значительно большим. При помощи разделительных трансформаторов удается значительно уменьшить емкость проводов относительно земли, за счет уменьшения длины линии, и сохранить сопротивление изоляции проводов относительно земли на значительно высоком уровне.

- применение малого напряжения. При работе с переносным ручным электроинструментом (дрелью, переносной лампой, паяльником) человек имеет длительный контакт с корпусами этого оборудования. Для устранения опасности поражения током в случае замыкания фазы на корпус оборудования, необходимо питать ручной инструмент и переносные лампы напряжением не выше 50В (СНН - сверхнизкое напряжение), в особо опасных помещениях - не выше 12В.

- применение двойной изоляции - это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Рабочая изоляция предназначена для изоляции токоведущих частей электроустановки. Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей для защиты от поражения током в случае повреждения рабочей изоляции (изоляции нетоковедущих металлических частей, которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения рабочей изоляции). При эксплуатации таких машин заземление или зануление их корпусов не требуется.

12.2.Специальные меры для защиты от поражения электрическим током в электроустановках:

- защитное заземление;

- зануление;

- защитное отключение;

- сигнализация и блокировка.

12.2.1. Заземление

Виды заземлений:

- защитное - для защиты человека от поражения электрическим током;

- рабочее - для нормальной работы электроустановки (например. заземление нейтрали в трехфазных сетях);

- измерительное - для измерения сопротивления всех видов заземления;

- переносное - для заземления отключенных токоведущих частей на случай работы с ними;

- молниезащитное.

12.2.2. Защитное заземление

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в коренном залегании и т.п.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущих металлическим частям, оказавшимся под напряжением в результате замыкания фазы на корпус.

Принцип действия: снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием фазы на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземляемого оборудования (уменьшением сопротивления заземления).

Область применения:

- сети напряжением до 1000В трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные, изолированные от земли;

- сети напряжением выше 1000В с любым режимом нейтрали;

Принцип действия защитного заземления электроустановки в сети до 1000В.

Рисунок 12.1. Схема защитного заземления электроустановки

При аварийном режиме в электроустановке (замыкание фазы на корпус) протекает аварийный ток (I_з- ток замыкания). Напряжение прикосновения U_пр можно определить как падение напряжения на сопротивлении R_з заземляющего устройства:

U_пр=I_з*R_э

Величину аварийного тока можно найти аналогично (см. п.9.1.2.2- нормальный режим сети), сделав в [1] замену I_hна I_з, т.е.

Пример:

Сеть трехфазная трехпроводная с изолированной нейтралью: 380/220В

R_из1= R_из2= R_из3=500кОм

R_з=10 Ом (возьмем наибольшее значение)

Тогда

U_пр=1,3*10^-3 *10=13*10^-3В=13[мВ]

Можно сделать вывод: напряжение на корпусе электроустановки относительно земли при наличии аварийного режима в ней будет очень мало, потому, что аварийный ток по величине будет очень мал, вследствие больших сопротивлений изоляции проводов относительно земли, и падение напряжения на сопротивлении заземления электроустановки (R_з - оно тоже мало) также будет малой величиной.

12.2.2.1. Типы заземляющих устройств:

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя (проводников, т.е. электродов, соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей) и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: контурное и выносное (рисунок 12.2.).

Рисунок 12.2.

Недостаток выносного заземляющего устройства – отдаленность заземлителя от заземляемого оборудования и как следствие велико напряжение прикосновения (оно равно потенциалу заземленных конструкций). Применяют его при малых значениях тока замыкания на землю в установках до 1000В.

Преимущество - возможность выбора места размещения электродов.

При контурном заземляющем устройстве выравнивается потенциал на защищаемой территории. В результате напряжение прикосновения не превышает заранее заданных допустимых значений.

К недостаткам можно отнести: неподходящий по сопротивлению грунт, а также вероятность нарушения целостности соединительных проводов.

12.2.2.2. Выполнение заземляющих устройств

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве вертикальных электродов можно использовать стальные трубы диаметром 50-60мм с толщиной стенки не менее 3,5мм и уголковую сталь с шириной полки от 40мм до 60мм, толщина полки не менее 4мм и длинной 2,5-3,0М. Рисунок 12,3

Широкое применение находит прутковая сталь диаметром не менее 10мм, длинной до 10М, а иногда и более.

Рисунок 12.3.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь сечением не менее 48мм² (4х12) и сталь круглого сечения диаметров не менее 10мм.

Для установки вертикальных электродов роют траншею глубиной 700-800мм, поле чего трубы или уголки забивают механизмами.

Верхние концы электродов соединяют стальной полосой на сварке. При этом полоса устанавливается на ребро (так лучше ее приваривать). Место сварки обрабатывают антикоррозийным составом. После чего траншею засыпают землей с последующей трамбовкой, что снижает сопротивление растекания заземлителя, а, следовательно, дает экономию металла.

В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов), трубы артезианских колодцев, скважин и.т.п.

Недостаток естественных заземлителей - доступность некоторых из них не электротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей.

Заземляющие проводники предназначены для соединения заземляемых частей с заземлителями.

В сетях до 1000В – сечение стальной шины не менее 24мм² (толщина не менее 3 мм) при прокладке внутри здания и 48 мм² (толщина не менее 4 мм) вне здания или в земле. Для круглой стали наименьший диаметр 5мм в помещениях, 6мм – в наружных установках, 10мм – в земле.

Присоединении заземляющего оборудования к магистрали заземления осуществляется с помощью отдельных проводников (сечение медных многопроволочных оголенных не менее 4 мм², в оболочке – не менее 1,5мм²).

При этом последовательное включение заземляемого оборудования не допускается (рисунок 12.4.).

Рисунок 12.4.

Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств:

Дата добавления: 2014-12-27