Електрозахисні засоби і заходи

Електрозахисними засобами називають переносні і пересувні вироби, які служать для захисту людей, працюючих з електроустановками, від ураження електричним струмом, від дії електромагнітної дуги і електромагнітного поля. Вони систематизовані і поділені на технічні, електричні і організаційно-технічні, їх зміст і структура наведені на рис. 6.5.

Згідно цієї систематизації технічні заходи в свою чергу поділяються на:

- технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок (ізоляція струмопровідних частин, забезпечення недосяжності неізольованих струмопровідних частин, попереджувальна сигналізація, застосування блоківок безпеки, вирівнювання потенціалів тощо)

- технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок (захисне заземлення, захисне занулення, захисне відключення).

Захисне заземлення − це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електроустановки, що можуть виявитися під напругою в аварійних ситуаціях (рис. 6.6).

Метою захисного заземлення є усунення небезпеки ураження людини

електричним струмом при появі напруги на корпусі або на інших неструмоведучих металевих частинах електроустановок, тобто при замиканні на корпус (наприклад, при пробої ізоляції). Дія захисного заземлення полягає у зменшенні до безпечної величини сили струму, що проходить через тіло людини при її дотику до корпусу електроустановок, який виявився під напругою. Це досягається зменшенням потенціалу корпусу заземленого устаткування. Безпека забезпечується шляхом заземлення корпусу заземлювача, що має малий опір і малий коефіцієнт

напруги дотику (рис.6.6).

Захисне заземлення електроустановок застосовують у трифазних трипровідних мережах до 1 000 В з ізольованою нейтраллю і в мережах напругою вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі.

Захисний заземлюючий пристрій складається із сукупності заземлювача і провідників, що заземлюють. Заземлювач являє собою провідник або систему з'єднаних між собою металевих провідників, що знаходяться в безпосередньому контакті з землею. Провідник, що заземлює – це металевий провідник, який з'єднує частини електричної установки, що заземлюються, з заземлювачем.

Для заземлення електроустановок використовують природні (металеві конструкції будинків, трубопроводи й устаткування), штучні заземлювачі (металеві труби діаметром 35...50 мм, кутову сталь з шириною полиць не менше 40 мм, довжиною 2,5... 3,5 м, які з'єднують між собою на глибині не менше 0,5 м від поверхні землі металевими смугами).

Зануленнямназивається примусове електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою (рис.6.7). Занулення має захищати від ураження електричним струмом при дотику до неструмоведучих металевих частин електроустаткування, що опинилося під напругою.

Область застосування – трифазні чотирипровідні мережі до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю.

Фізична суть занулення полягає в тому, що завдяки примусово

виконаному за допомогою нульового захисного провідника металевому зв'язку корпусів обладнання з глухозаземленою нейтраллю джерела живлення будь-яке замикання на корпус перетворюється в однофазне коротке замикання із наступним автоматичним відключенням аварійної ділянки від мережі апаратами захисту (запобіжники, автоматичні вимикачі та ін.). Крім того, ще до спрацьовування захисту струм короткого замикання викликає перерозподіл напруги в мережі, що приводить до зниження напруги корпуса відносно землі. Таким чином, занулення зменшує напругу дотику та обмежує час, протягом якого людина, що торкнулася корпусу, може потрапити під дію напруги. Для забезпечення ефективного спрацьовування занулення необхідно, щоб провідність нульового захисного проводу була не менше 0,5 провідності фазного проводу.

Рис. 6.7 - Схема захисного занулення: 1 – нейтраль трансформатору; 2 – корпус електроприймача; 3 – плавкий запобіжник; 4 – провідник, який занулює; 5 – повторне занулення нульового проводу; I_К.З. – струм однофазного короткого замикання; R_ф– опір фазного проводу; R_Н – опір нульового проводу; R_о – опір заземлення нейтралі трансформатора; R_п– опір повторного заземлення нульового проводу; U_ф – фазна напруга; Ф – фазний провід; О – нульовий провід.

При використанні системи занулення час відключення аварійного режиму електроустановок від живильної мережі складає 5...7 с при захисті запобіжниками з плавкими вставками і 1...2 с – при захисті автоматичними вимикачами.

Занулення характеризується значно меншими захисними функціями ніж інші види електрозахисту, тому його використовують тільки у випадку коли неможливо, недоцільно чи занадто дорого прокладати заземлення.

При наявності сухого чи скального грунту опір заземлюючого пристрою розтіканню струму за певних умов може перевищувати допустимі значення з відповідною втратою захисних функцій. Тому в подібних випадках, а також при значній протяжності мережі живлення (знижується ефективність занулення за рахунок збільшення опору струму короткого замикання) доцільно застосовувати захисне відключення. Згідно з чинними нормативами захисне відключення є обов’язковим в гірничо-добувній промисловості і на торфорозробках.

Захисне відключення - швидкодіючий захист, який забезпечує автоматичне вимкнення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження струмом. Застосовується в доповнення до захисного заземлення (занулення) для забезпечення надійного захисту, перш за все в умовах особливої небезпеки електротравм. Отже, захисне відключення рекомендують застосовувати як допоміжний засіб, коли немає впевненості у надійності заземлення чи занулення. Зміна будь-якого параметра електричної мережі, що загрожує електротравмою, є імпульсом, який викликає спрацьовування захисного вимикаючого пристрою, тобто автоматичне вимкнення небезпечної ділянки мережі.

Пристрої захисного вимкнення повинні забезпечувати вимкнення електроустановки за час, який не повинен перевищувати 0,2 с.

Пристрій захисного вимкнення складається з приладу захисного вимкнення і автоматичного вимикача. Існує декілька типів пристроїв захисного вимкнення залежно від параметрів, на які вони реагують: на напругу корпусу відносно землі, струм замикання на землю, напругу фази стосовно землі, напругу нульової послідовності, струм нульової послідовності, оперативний струм тощо.

Найбільш раціональним є використання захисного відключення в електроустановках напругою до 1000 В у таких випадках: в рухомих електроустановках з ізольованою нейтраллю; в стаціонарних установках для захисту електрифікованого інструменту; в умовах підвищеної небезпеки в стаціонарних електроустановках з наглухо заземленою нейтраллю на окремих споживачах великої потужності.

Питання для самоперевірки:

1. Основні джерела ураження людини електричним струмом на виробництві.

2. Які чинники впливають на важкість ураження електричним струмом?

3. Які порогові рівні струму за характером дії на людину Вам відомі?

4. Охарактеризуйте види електротравм.

5. Як визначити категорію приміщень за небезпекою електротравм.

6. Яким чином може відбуватись включення людини в електромережу?

7. Поясніть дію напруги кроку.

8. Поясніть принцип дії захисного заземлення.

9. Поясніть принцип дії занулення.

10. Охарактеризувати принцип дії захисного відключення.