Защита от поражения электротоком

С точки зрения электробезопасности важное значение имеет тип электрической сети. В настоящее время наиболее распространены следующие типы электрических сетей: четырехпроводные электрические сети с глухозаземленной нейтральной точкой и трехпроводные электрические сети с изолированной нейтралью. Четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью наиболее распространена как в промышленности, так и в бытовых электрических сетях. Трехпроводные электрические сети с изолированной нейтралью нашли менее широкое распространение и используются в промышленности и технике для электроснабжения специальных технических устройств и технологических процессов.

Поражение человека электрическим током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека. Это может произойти при:

— двухфазном включении в цепь;

— при однофазном включении в цепь — провода, клеммы, шины и т. д.;

— при контакте человека с нетоковедущими частями оборудования (корпус станка, прибора), конструктивными элементами здания, оказавшимися под напряжением в результате нарушения изоляции проводки и токоведущих частей.

Снизить ток, протекающий через тело человека в этом случае, можно:

— либо за счет увеличения электрического сопротивления цепи (например, за счет применения СИЗ);

— либо за счет уменьшения потенциала корпуса φ_к и увеличения потенциала земли φ_з, т. к. напряжение прикосновения при однофазном включении в цепь равно:

, (5)

Для защиты от поражения электрическим током применяются следующие технические меры защиты:

— применение малых напряжений;

— электрическое разделение сетей;

— электрическая изоляция;

— защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую;

— контроль и профилактика повреждения изоляции;

— защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

— защитное заземление, зануление, защитное отключение;

— применение индивидуальных защитных средств.

Электрическое разделение сетей. Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое сопротивление изоляции фаз относительно земли. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Если единую, сильно разветвленную сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут обладать небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения резко снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы.

Основное правило электробезопасности состоит в том, что токоведущие части электроустановки должны быть недоступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током, как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

Электрическая изоляция — это слой диэлектрика, которым покрывают поверхность токоведущих элементов, или конструкция из непроводящего материала, с помощью которой токоведущие элементы отделяют от других частей электроустановки. Контроль и профилактика поврежденной изоляции — важнейший элемент обеспечения электробезопасности. При вводе в эксплуатацию новых или прошедших ремонт электроустановок проводятся приемо-сдаточные испытания с контролем сопротивления изоляции. На работающем оборудовании проводится эксплуатационный контроль изоляции в сроки, установленные нормативами. Контроль сопротивления изоляции осуществляет электротехнический персонал с помощью мегомметров.

Недоступность токоведущих частей достигается путем их надежно выполненной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т. д.), расположения токоведущих частей на недоступной высоте. В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов.

В электроустановках напряжением до 1000 В применение изолированных проводов уже обеспечивает достаточную защиту от напряжения при прикосновении. Изолированные провода, находящиеся под напряжением свыше 1000 В, опасны. Для исключения опасности прикосновения к токоведущим частям необходимо обеспечить их недоступность. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. 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. Кроме того, при эксплуатации электроустановок согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок устанавливаются ограничения напряжения ручных токоприемников для помещений различных категорий в соответствии с ПУЭ.

Применение малых напряжений. Малое напряжение — это напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. При таком напряжении ток, как правило, не превышает 1...1,5 мА.

При невозможности применять напряжение 50 В в особо опасных помещениях и помещениях с повышенной опасностью разрешается использовать электроинструмент напряжением, равным 220 В, при наличии устройства защитного отключения или надежного заземления корпуса электроинструмента с обязательным использованием защитных средств (диэлектрических перчаток, ковриков и др.). В отдельных случаях может применяться двойная изоляция токоведущих частей, т. е. кроме основной рабочей изоляции применяется еще один слой изоляции, покрывающий металлические нетоковедущие части, которые могут оказаться под напряжением. Двойная изоляция используется в электрооборудовании небольшой мощности.

К средствам индивидуальной защиты — электрозащитным средствам (ЭЗС) от поражения электрическим током относятся изолирующие средства, которые делятся на основные и дополнительные.

Основные ЭЗС — это средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, что позволяет с помощью их прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Для работы на электроустановках до 1000 В к ним относятся:

— изолирующие штанги,

— изолирующие и электроизмерительные клещи,

— диэлектрические перчатки,

— инструмент с изолированными рукоятками,

— указатели напряжения.

При напряжении электроустановки свыше 1000 В основные средства включают:

— изолирующие штанги,

— изолирующие и электроизмерительные клещи,

— указатели напряжения.

К основным электрозащитным средствам в ЭУ свыше 1000 В от-носятся:

— изолирующие штанги всех видов;

— изолирующие и электроизмерительные клещи;

— указатели напряжения;

— устройства для обеспечения безопасности при проведении испытаний.

К дополнительным электрозащитным средствам в ЭУ свыше 1000 В относятся:

— диэлектрические перчатки;

— диэлектрические боты;

— диэлектрические ковры;

— изолирующие подставки и накладки;

— изолирующие колпаки;

— штанги для выравнивания потенциалов.

Находят применение и другие методы защиты персонала от действия электрического тока, к которым относятся:

— выравнивание потенциала при работах на линиях электропередач, подстанциях;

— защита от опасности перехода напряжения с высшей стороны на низшую;

— защита от потери внимания, ориентировки и неправильных действий.

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. Защита сетей напряжения до 1000 В с изолированной нейтралью от возможного перехода в эту сеть высшего напряжения осуществляется при помощи установки пробивного предохранителя. В сетях с заземленной нейтралью предохранители не устанавливаются, а безопасность в них обеспечивается правильным выбором сопротивления заземления.

Защита от потери внимания осуществляется путем применения блокировок, сигнализации, специальной окраски оборудования, маркировки, знаков безопасности.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления — снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, обычно не находящихся под напряжением. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие, ток, проходящий через тело человека при прикосновении к корпусам. Защитное заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле. Это возможно только в сетях с изолированной нейтралью, где при коротком замыкании ток почти не зависит от сопротивления, а определяется в основном сопротивлением изоляции проводов. Заземляющие устройства бывают выносными и контурными. Выносное заземляющее устройство применяют при малых токах замыкания на землю, а контурное — при больших. Ручные электрические машины I класса требуют производства заземления, если они не имеют двойной изоляции. Работники, допущенные к управлению ручными электрическими машинами II и III класса должны иметь I квалификационную группу по электробезопасности и II группу для машин класса I в помещениях с повышенной опасностью.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник — проводник, соединяющий зануляемые части с нейт-ральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Зануление применяется в сетях с напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью.

В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, установленные для защиты от токов коротких замыканий; автоматы с комбинированными расцепителями.

Защитное отключение — это система защиты, автоматически отключающая электроустановку при возникновении опасности поражения человека электрическим током (при замыкании на землю, снижении сопротивления изоляции, неисправности заземления или зануления). Защитное отключение применяется тогда, когда трудно выполнить заземление или зануление, а также в дополнение к ним в некоторых случаях. УЗО должны обеспечивать отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 с. Типы применяемых УЗО разнообразны в зависимости от того, какой параметр электрической сети они контролируют.

В зависимости от того, что является входной величиной, на изменение которой реагирует защитное отключение, выделяют схемы защитного отключения:

— на напряжение корпуса относительно земли;

— на ток замыкания на землю;

— на напряжение или ток нулевой последовательности;

— на напряжение фазы относительно земли;

— на постоянный и переменный оперативные токи;

— комбинированные.

Устройства, реагирующие на напряжение нулевой последовательности, применяются в трехпроводных сетях с напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и малой протяженностью для установок, корпуса которых изолированы от земли (устройство защитного отключения, ручной электрический инструмент, передвижные установки и т. д.). Устройства, реагирующие на ток нулевой последовательности, применяются в сетях с заземленной и изолированной нейтралью.