Забезпечення недосяжності неізольованих струмоведучих частин.

Розташування струмоведучих частин на недосяжній висоті або в недоступному місці забезпечує безпеку без огороджень та блокувань.

Висота підвішування проводів повітряних ліній електричної передачі залежить від напруги та місця проходження лінії.

При напрузі U_ф < 1000 В висота підвішування проводів повітряних ліній електропередач повинна бути не менше 6 м.

Огородження струмопровідних частин.

В електроустановках напругою до 1000 В застосування ізольованих проводів забезпечує достатній захист від ураження при дотику до них. Однак ізольовані дроти, які находяться під напругою понад 1000 В, не менш небезпечні, ніж оголені. В цьому випадку одним із засобів забезпечення безпеки є стаціонарні огороджувальні пристрої. Огородження струмопровідних частин бувають суцільні та сітчасті:

- постійні або стаціонарні, які передбачають конструктивні особливості електричного обладнання;

- тимчасові, переносні.

Для напруг U < 1000 В – огороджують тільки оголені струмопровідні частини.

Для напруг U > 1000 В – огороджують оголені і ізольовані струмоведучі частини.

Основними заходами забезпечення недоступності струмовідних частин є застосування захисних огороджень, закритих комутаційних апаратів (пакетних вимикачів, комплектних пускових пристроїв, дистанційних електромагнітних приладів управління споживачами електроенергії тощо), розміщення неізольованих струмовідних частин на недосяжній для ненавмисного доторкання до них інструментом висоті, різного роду пристосуваннями тощо, обмеження доступу сторонніх осіб в електротехнічні приміщення.

Сітчасті огорожі мають двері, які закриваються на замок.

Огородження обладнують кришками або дверима, що закриваються на замок або блокуються.

Блокування – це автоматичний пристрій або комплекс автоматичних пристроїв, за допомогою яких запобігають неправильним або небезпечним діям людини. Призначення блоківок безпеки: унеможливити доступ до неізольованих струмовідних частин без попереднього зняття з них напруги, попередити помилкові оперативні та керуючі дії персоналу при експлуатації електроустановок, не допустити порушення рівня електробезпеки та вибухозахисту електрообладнання без попереднього відключення його від джерела живлення

Основними видами блоківок безпеки є механічні, електричні і електромагнітні.

Механічні блоківки безпеки виконуються, переважно, у вигляді механічних конструкцій (стопори, замки, пружинно-стержневі і гвинтові конструкції тощо), які не дозволяють знімати захисні огородження електроустановок, відкривати комутаційні апарати без попереднього зняття з них напруги.

Електричні блоківки забезпечують розрив мережі живлення спеціальними контактами, змонтованими на дверях огородження, розподільчих щитів і шаф, кришках і дверцятах кожухів електрообладнання. При дистанційному управлінні електроустановкою ці контакти доцільно включати в мережу управління пускового апарата послідовно з органами пуску. В такому разі подача напруги на установку органами пуску буде неможливою до замикання контактів електричних блоківок.

До одного з варіантів електричних блоківок можна віднести поблокове виконання електричних апаратів, щитів і пультів управління з застосуванням закритих штепсельних рознімів. При видаленні такого блоку з загального корпуса пульта (стійки) штепсельні розніми розмикаються, і напруга з блоку знімається автоматично.

Електромагнітні блоківки безпеки вимикачів, роз'єднувачів, заземлюючих ножів використовуються на відкритих і закритих розподільних пристроях з метою забезпечення необхідної послідовності вмикання і вимикання обладнання. Вони виконуються, переважно, у вигляді стержневих електромагнітів. Стержень електромагніта при знеструмленні його обмотки під дією пружини заходить у гніздо корпуса органа управління електроустановки, що не дозволяє маніпулювати цим органом. При подачі напруги на обмотку електромагніта осердя останнього втягується в котушку електромагніта, що забезпечує розблокування органа управління електроустановкою і можливість необхідних маніпулювань цим органом..

Вирівнювання потенціалів. Застосовується з метою зниження можливих напруг дотику (U_дот, В) і кроку (U_Kp, В) при експлуатації електроустановок або потраплянні людини під ці напруги за інших обставин. Вирівнювання потенціалів досягається за рахунок навмисного підвищення потенціалу опорної поверхні, на якій може стояти людина, до рівня потенціалу струмовідних частин, яких вона може торкатись (зменшення U_дот), або за рахунок зменшення перепаду потенціалів на поверхні землі чи підлозі приміщень в зоні можливого розтікання струму (зменшення U_Kp).

Прикладом вирівнювання потенціалів з метою зниження U_дот може бути тимчасове електричне з'єднання ізольованої від землі колиски телескопічної пересувної автовежі з фазним проводом ПЛ електропередач при пофазному виконанні профілактичних робіт без зняття напруги.

Захисне розділення мереждосягається за допомогою роздільного трансформатора з коефіцієнтом трансформації 1:1, у нього відсутній електричний зв'язок між первинною та вторинною обмотками. Роздільні трансформатори відділяють електроприймачі та їх проводку від загальної мережі. Область застосування захистного розділення електромереж - електроустановки напругою до 1000 В, експлуатація яких пов'язана з підвищеними вимогами щодо електробезпеки (пересувні електроустановки, ручний електроінструмент).

Засоби орієнтації в електроустановках дають можливість персоналу чітко орієнтуватись при монтажі, виконанні ремонтних робіт і запобігають помилковим діям. До засобів орієнтації в електроустановках належать: маркування частин електрообладнання, проводів і струмопроводів (шин), бирки на проводах, кольорові рішення неізольованих струмовідних частин, ізоляції, внутрішніх поверхонь електричних шаф і щитів керування, попереджувальні сигнали, написи, таблички, комутаційні схеми, знаки високої електричної напруги, знакита плакати : заборонні, попереджувальні, нагадувальні тощо.

Сигналізація: світлова, звукова.

Попереджувальні сигнали використовують з метою забезпечення надійної інформації про перебування електрообладнання під напругою, про стан ізоляції та пристроїв захисту, про небезпечні відхилення режимів роботи від номінальних тощо. Світловою сигналізацією обладнуються в електроустановках напругою понад 1000 В комірки роз'єднувачів, масляних вимикачів, трансформаторів. У ввідних шафах комплектних трансформаторних підстанцій, незалежно від величини напруги, передбачається попереджувальна сигналізація станів "Увімкнено" і "Вимкнено"

Використання малих напруг. Під час роботи з переносними електроінструментами, а також з ручною переносною лампою в приміщеннях з підвищеною небезпекою при пошкодженні ізоляції та появі напруги на корпусі підвищується небезпека ураження струмом. У таких випадках застосовуються малі напруги не вище 42 В. При таких напругах, струм котрий протікає через тіло людини є безпечним. Під час роботи в особливо небезпечних приміщеннях для живлення переносних електричних світильників необхідно використовувати напруги не вище 12 В.

У приміщеннях з підвищеною небезпекою для переносних електричних приймачів рекомендують номінальну напругу U = 36 В. Електричний опір людини при цій напрузі можна прийняти 2 кОм і струм, який протікає через тіло людини (у разі дотику до двох виводів або фаз), може бути I_л = 36/2 = 18 мА. Такий струм є невідпускаючим. Отже, двохфазний дотик при U = 36В є небезпечним.

Джерелами малих напруг можуть бути: батарея гальванічних елементів; акумулятори, випрямляюча установка; перетворювач частоти, трансформатор (знижувальний).

1. Технічні засоби безпеки електроустановок за аварійних режимів роботи (захисне заземлення, занулення. Принцип захисту)

(Технічні засоби безпечної експлуатації електроустановок при переході напруги на нормальнонеструмоведучі частини.)

Поява напруги на неструмовідних частинах електроустановок пов'язана з пошкодженням ізоляції і замиканням на корпус. Основними технічними заходами щодо попередження електротравм при замиканнях на корпус є захисне заземлення, занулення, захисне відключення.

Захисне заземленнявідповідно до ГОСТ 12.1.009-76– це заплановане з’єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмопровідних частин електричних установок, які можуть опинитись під напругою U внаслідок пошкодження ізоляції за допомогою заземлюювального пристрою.

Мета заземлення – знизити струм дотику або напругу дотику до безпечної величини та усунення небезпеки ураження людей електричним струмом при появі напруги на конструктивних частинах електрообладнання, тобто при замиканні на корпус.

За наявності заземлення паралельно людині буде мати місце додатковий струмопровід, і струм замикання на землю буде розподілятися між цим струмопроводом і людиною обернено пропорційно їх опорам, що забезпечує захист людини від ураження електричним струмом. Крім того, при наявності захисного заземлення має місце розтікання струму в землі, в результаті чого на поверхні землі виникає поле підвищених потенціалів відносно нульового потенціалу землі. В результаті цього напруга, під яку потрапляє людина ( ) буде визначатись різницею потенціалів корпуса установки і поверхні землі в місці розташування людини. Зі зменшенням відстані між заземлювачем і людиною напруга дотику буде зменшуватись, що сприяє поліпшенню безпеки

Сфера застосування захисного заземлення – трифазні трипровідні мережі для U<1000 В з ізольованою нейтраллю і для U>1000 В з будь-яким режимом нейтралі. Заземляють всі установки постійного U = 440 В і змінного струму U=380 В і вище. В приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо в небезпечних і зовнішніх установках, а також при будь-якій напрузі змінного струму у вибухонебезпечних установках заземляють установки U=42 В (змінного струму) і установки U = 110 В (постійного струму)

Відповідно до зазначеного заземлюються:

- неструмовідні частини електричних машин, апаратів, трансформаторів;

- каркаси розподільчих щитів, шаф, щитів управління, а також їх знімні частини і частини, що відкриваються, якщо на них встановлено електрообладнання напругою більше 42 В змінного і більше 110 В постійного струму.

- в приміщеннях з підвищеною небезпекою і в особливо небезпечних, а також у зовнішніх установках при номінальній напрузі електроустановки понад 42 В змінного струму і 110 В постійного струму;

- в приміщеннях без підвищеної небезпеки при напрузі 380 В і вище змінного струму та 440 В і вище постійного струму;

- металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні коробки й інші кабельні конструкції, металеві кабельні муфти, металеві гнучкі рукави і труби електропроводки, електричні світильники;

- металоконструкції виробничого обладнання, на якому є споживачі електроенергії;

- опори повітряних ліній електропередач тощо.

Не заземлюються неструмовідні частини електроустановок, розміщених на заземлених металоконструкціях, за умови надійного контакту між ними, за винятком електроустановок, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах. У вибухонебезпечних приміщеннях заземлення виконується незалежно від значення напруги

За розташуванням відносно корпусів електрообладнання розрізняють два види заземлення: виносне (зосереджене) та контурне (розподілене).

Заземлювач– це сукупність з’єднувальних провідників, які перебувають у контакті з землею або з її еквівалентом. Розрізняють заземлювачі штучні, призначені виключно для заземлення (металеві, вертикально закладені в ґрунт електроди - стержні, труби, кутова сталь тощо, з'єднані між собою за допомогою зварювання з'єднувальною смугою, смугова і листова сталь і т. ін.), природні– металеві предмети, які знаходяться в землі (водогінні труби, металеві конструкції та арматура, залізобетонні елементи, свинцеві оболонки кабелів прокладені в землі тощо). Забороняється використовувати, як природні заземлювачі трубопроводи з пожежовибухонебезпечними рідинами та газами, алюмінієві оболонки кабелів та алюмінієві провідники.

Для заземлюючих провідників використовують неізольовані мідні провідники поперечним перерізом не менше 4 мм2 або сталеві струмопроводи діаметром 5... 10 мм. Заземлюючі провідники між собою і з заземлювачами з'єднуються зварюванням, а з обладнанням, що заземлюється — зварюванням або за допомогою гвинтового з'єднання з застосуванням антикорозійних заходів. У виробничих приміщеннях заземлюючі провідники прокладаються відкрито, а обладнання приєднується до внутрішньої магістралі заземлення індивідуально шляхом паралельних приєднань.

Закладені в ґрунт вертикальні електроди, з'єднані металевою смугою в загальну мережу, використовуються, переважно, для цехових заземлюючих пристроїв при значній кількості електроустановок, що заземлюються, заземлюючих пристроїв відкритих трансформаторних підстанцій тощо. У цьому випадку заземлюючий пристрій виконується у вигляді контурного або виносного

Щоб струм максимально протікав через заземлюваний пристрій (ЗП) (це - сукупність конструктивно об’єднаних заземлюваних провідників та заземлювача), він повинен мати певну величину опору розтікання струму.

Відповідно до чинних нормативів в будь-яку пору року величина опору заземлюючого пристрою в установках напругою до 1000 В не повинна перевищувати:

- 10 Ом за сумарної потужності генераторів (трансформаторів) 100 кВА іменше;

- 4 Ом за сумарної потужності генераторів (трансформаторів) більше 100 кВА.

Опір заземлюючого пристрою електроустановок, що живляться від мережі напругою більше 1000 В, повинен бути:

- не більше 0,5 Ом в мережах з ефективно заземленою нейтраллю;

- в мережах, ізольованих від землі, не більше визначеного з виразу R_зн 125 / I₃ і приймається розрахунковим, але не більше 10 Ом.

Якщо ЗП використовується для установок U > 1000 В, то опір ЗП визначається з виразу R_зн 250 / I₃. Якщо струм замикання на землю I₃ 500 А, нормований опір має бути R_зн 0,5 Ом.

Захисне занулення відповідно до ГОСТ 12.1.009-76– це заплановане з’єднання неструмопровідних частин електрообладнання з нульовим провідником, які можуть опинитись під напругою в результаті пошкодження ізоляції (або однофазового короткого замикання в лектроустановках напругою до 1000 В в мережі з глухо заземленою нейтраллю)

Мета занулення– перетворити струм пробою, який виникає у випадку пошкодження ізоляції у струм короткого замикання (КЗ), відімкнути електрообладнання від мережі живлення, тим са­мим усунути небезпеку ураження електричним струмом. Використовують занулення у трифазних чотирьохпровідних мережах з глухозаземленною нейтраллю для напруг до 1000 В.

Принцип дії занулення - перетворення пробивання на корпус в однофазове коротке замикання з метою викликати струм, здатний забезпечити спрацювання захисту, і завдяки цьому автоматично відключити пошкоджену установку від живлячої електромережі.

Призначення нульового проводу - створення для струму короткого замикання ланки з малим опором з метою швидкого вимкнення пошкодженої установки від мережі.

Для того, щоб відбулось швидке та надійне вимкнення, необхідно, щоб струм короткого замикання I_КЗ не перевищував струм захисного апарата (запобіжника, блоківки безпеки).

,

де I_кз – струм короткого замикання, А;

I_ном - номінальний струм плавкої вставки або струм установки автомата , А;

k – коефіцієнт кратності струму КЗ відносно струму установки (k = 1,5 для автоматичних вимикачів; k = 3,0 для плавких запобіжників).

Згідно з чинними нормативами можливі два варіанти реалізації занулення:

- заземлена через певні відстані (100...200 м) нейтраль мережі виконує функції нульового робочого і нульового захисного провідника одночасно;

- для занулення обладнання прокладається окремий провідник, який виконує функції тільки нульового захисного.

Другий варіант є обов'язковим для житлових, адміністративно-побутових приміщень, приміщень масового перебування людей, що будуються.

У цьому випадку в приміщеннях з однофазною мережею внутрішня мережа виконується трипровідною — фаза, нуль робочий і нуль захисний, а розетки для підключення переносних споживачів електроенергії — триконтактні. При відповідному виконанні штепсельних вилок і шнура живлення споживача (трипровідний) контакт мережі нульового захисного провідника замикається з випередженням відносно контактів фази і нульового робочого провідника. Таким чином, споживач електроенергії занулюється до подачі на нього напруги.

У приміщеннях з трифазними споживачами внутрішня мережа виконується п'ятипровідною — 3 фази, нуль робочий і нуль захисний.

Незалежно від розглянутих варіантів при застосуванні в приміщенні окремого нульового захисного провідника останній відгалужується від нейтралі мережі на щитку вводу в приміщення до роз'єднувальних контактів, а для забезпечення його цілісності і надійності захисту в мережі цього провідника не повинно бути будь-яких роз'єднувачів, запобіжників тощо

Захисне вимкнення– це швидкодіючий захист, який забезпечує автоматичне вимикання електричної установки при виникненні небезпеки ураження електричним струмом (за 0,2 с і більше).

Небезпека ураження може виникнути і під час замикання фази на корпус електрообладнання, при зниженні опору ізоляції фаз відносно землі нижче певної межі внаслідок пошкодження ізоляції, замикання фаз на землю, при появі в мережі більш високої напруги внаслідок замикання в трансформаторі між обмотками вищої і нижчої напруги, при випадково­му дотику людини до струмоведучих частин, котрі знаходяться під напругою. У цих випадках відбувається зміна електричних параметрів електричних установок та мережі.

Зміна цих параметрів до певної границі, за якої виникає небезпека ураження людини електричним струмом, може стати сигналом, що спричиняє спрацювання пристрою захисного вимикання (ПЗВ), тобто автоматичне вимикання пошкодженої установки. Основними частинами ПЗВ є прилад захисного вимикання та автоматичний вимикач.

Захисне вимиканнярекомендують застосовувати як основний або допоміжний захисний засіб, якщо безпеку не можна забезпечити шляхом влаштування заземлення або з економічних міркувань. Згідно з чинними нормативами захисне відключення є обов'язковим в гірничодобувній промисловості і на торфорозробках

Електрозахисні засоби– це переносні засоби, призначені для захисту людей, які працюють з електроустановками, від ураження електричним струмом, дії електричної дуги та електромагнітного поля. За призначенням електрозахисні засоби умовно поділяють на три групи: ізолювальні, огороджувальні, запобіжні (допоміжні).

ДНАОП 1.1.10-1.07-01 "Правила експлуатації електрозахисних засобів" (в подальшому Правила) - чинний нормативний документ, в якому наведено перелік засобів захисту, вимоги до їх конструкції, обсягів і норм випробувань, порядку застосування і зберігання, комплектування засобами захисту електроустановок та виробничих бригад. Засоби захисту, що використовуються в електроустановках, повинні відповідати вимогам чинних державних стандартів, технічних умов щодо їх конструкції

Електрозахисні засоби поділяються на ізолювальні (ізолюючі штанги, кліщі, накладки, діелектричні рукавиці тощо), огороджувальні (огородження, щитки, ширми, плакати) та запобіжні (окуляри, каски, запобіжні пояси, рукавиці для захисту рук)

Ізолювальні електрозахисні засоби(ІЕЗ)призначені для ізоляції людини від частин електрообладнання, які знаходяться під напругою, а також від землі.

ІЕЗ поділяються на основні та додаткові.

Основниминазивають такі ІЕЗ, ізоляція яких надійно витримує робочу напругу електричних установок, і тому ними можна доторкатися до струмоведучих частин, які знаходяться під напругою (мають велику діелектричну стійкість).

Основні ІЕЗ:в установках до 1000 В; - ізолювальні штанги, ізолювальні та вимірювальні кліщі, штанги для накладання тимчасових переносних заземлень; покажчики напруги, діелектричні рукавиці; слюсарно-монтажний інструмент з ізольованими ручками.

В електричних установках >1000 В – ізолюючі штанги; ізолюючі та струмовимірювальні кліщі; покажчики напруги, а також засоби для ремонтних робіт під U>1000 В.

Додатковиминазивають такі ІЕЗ, які самі не можуть забезпечити безпеку персоналу при даній напрузі електричної установки і є додатковим захисним заходом до основних ІЕЗ.

Додаткові ІЕЗ: напругою до 1000 В – діелектричні калоші, килимки гумові, ізолювальні підставки.

При роботах з напругою U>1000 В – діелектричні рукавиці, гумові боти, килимки, ізолювальні підставки.

Огороджувальні електрозахисні засоби (ОЕЗ) призначені для тимчасового огородження струмопровідних частин обладнання. До них належать переносні огорожі (ширми, бар’єри, щити, клітки), а також тимчасові переносні заземлення, умовно переносні попереджувальні плакати.

Запобіжні (допоміжні) засобипризначені для захисту персоналу при висотних роботах (запобіжні пояси та страхувальні канати), для безпечного підіймання на висоту (драбини, “кігті”), а також для захисту від світлового, теплового, механічного та хімічного впливів (захисні окуляри, протигази, рукавиці, спецодяг тощо).