Тема 5. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

Все помещения по степени опасности поражения человека электрическим током делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные. Характеристика этих классов помещений дана в табл. 4.

По условиям электробезопасности электроустановки разделяются на электроустановки до 1 кВ и электроустановки выше 1 кВ (по действующему значению номинального напряжения).

В отношении мер электробезопасности электроустановки разделяются на четыре группы в зависимости от номинального напряжения и режима нейтрали.

электроустановка выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

электроустановка выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю)

электроустановки до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

электроустановка до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

Электрической сетью с эффективно заземленной нейтралью называется трехфазная электрическая сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

Глухозюемленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к зеземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформатор тока).

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

В теплоэнергетическом хозяйстве используют электроустановка напряжением преимущественно, до 1 кВ, в первую очередь 380 В трехфазные и 220 В однофазные, питающиеся от трехфазной четырехпроводной сети с глухазаземленной нейтралью 380/220 В. Применяют также электроустановки напряжением выше 1 кВ, обычно 3, 6, 10 кВ, питающиеся от трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью.

Таблица 4. Классификация помещений по степени опасности поражения людей электрическим током

Примечание. Территории, на которых размещены наружные электроустановки, приравниваются к особоопасным помещениям. Наружными или открытыми электроустановками называются электроустановки, не защищенные зданием от атмосферных воздействий. Электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми и тому подобными ограждениями, рассматриваются как наружные.

Тема 6. Основные причины электротравматизма. Обеспечение защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении. Защитное отключение. Устройства защитного отключения. Область применения защитного отключения.

Опасность поражения электрическим током отличается от многих прочих опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии и принять меры, чтобы ее избежать. Статистика электротравматизма в России показывает, что смертельные поражения электрическим током составляют 2,7% от общего числа смертельных случаев, что непропорционально много относительно травматизма вообще. Это означает, что электротравматизм носит по преимуществу смертельный характер.

Следует отметить, что число несчастных случаев в электроустановках напряжением до 1000В в три раза больше, чем в электроустановках напряжением выше 1000В.

Это объясняется тем, что установки напряжением до 1000В применяются более широко, а также тем, что в контакт с электрооборудованием вступает большее число людей, как правило, не имеющих электротехнической специальности. Электрооборудование выше 1000В распространено меньше, и к его обслуживанию допускается только высококвалифицированный электротехнический персонал.

Наиболее распространенными причинами электротравматизма являются:

появление напряжения там, где его в нормальных условиях быть не должно (на корпусах оборудования, на металлических конструкциях сооружений и т.д.); чаще всего это происходит вследствие повреждения изоляции;

возможность прикосновения к неизолированным токоведущим частям при отсутствии соответствующих ограждений;

воздействие электрической дуги, возникающей между токоведущей частью и человеком в сетях напряжением выше 1000В, если человек окажется в непосредственной близости от токоведущих частей;

прочие причины: несогласованные и ошибочные действия персонала, подача напряжения на установку, где работают люди, оставление установки под напряжением без надзора, допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т.д.

Согласно ПУЭ заземление установок необходимо выполнять:

при напряжении выше 50 В переменного тока и выше 120 В постоянного тока - во всех электроустановках;

при напряжении выше 25 В переменного тока и выше 60 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

во взрывоопасных помещениях при всех напряжениях.

Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители, причем для уменьшения затрат на устройство заземления в первую очередь используют естественные заземлители.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

водопроводные трубы, проложенные в земле;

металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей;

металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле (кроме алюминиевых);

обсадные трубы буровых скважин.

Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс и канализации.

Естественные заземлители должны иметь присоединение к магистрали заземления не менее чем в двух разных местах.

Для определения необходимого числа вертикальных заземлителей и их размеров, пространственного размещения заземлителей, длины соединительных горизонтальных проводников и их сечения производится расчет защитного заземления. Расчет заземления может производиться как по допустимому сопротивлению заземления, так и по допустимым напряжениям прикосновения и шага.

В настоящее время расчет заземлителей производится в большинстве случаев по допустимому сопротивлению заземления. При этом в основном применяется способ коэффициента использования (когда земля считается однородной) и реже - способ наведенных потенциалов (когда земля принимается двухслойной).

Защитное автоматическое отключение питания

В сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В (в системах TN) защитное заземление открытых проводящих частей неэффективно, так как ток глухого замыкания на землю зависит от сопротивления заземления.

Поэтому в системах TN для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания, обеспечивающее защиту как от сверхтоков (защитное зануление), так и от токов утечки (УЗО).

Защитное автоматическое отключение питания - автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

Автоматическое отключение питания при повреждении изоляции предназначено для предотвращения появления напряжения прикосновения, длительность воздействия которого может представлять опасность.

Термин защитное автоматическое отключение питания принят в седьмом издании ПУЭ потому, что он полностью отражает не только физическую сущность меры защиты, но и тот факт, что эта защита представляет собой комплекс мер (см. 1.7.78 ПУЭ) и включает в себя:

присоединение открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания при помощи нулевого защитного проводника (защитное зануление) в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (система ТN);

присоединение открытых проводящих частей при помощи защитного заземляющего проводника к заземлителю, не соединенному с заземлителем источника питания, в системах IT и ТТ;

согласование параметров защитного аппарата и защищаемой цепи для обеспечения безопасного сочетания времени отключения и воздействующего напряжения прикосновения;

уравнивание потенциалов, которое обеспечивает понижение напряжения между одновременно доступными прикосновению открытыми и сторонними проводящими частями.

Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или дифференциальный ток.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 секунд.

Автоматическое отключение питания с использованием защитно - коммуникационных аппратов, реагирующих на сверхтоки (защитное зануление)

Защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей, которые могут оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока в трехфазных сетях, с глухозаземленным выводом обмотки источника тока в однофазных сетях и с глухозаземленной средней точкой обмотки источника энергии в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление применяется в сетях 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, автоматические предохранители, автоматические выключатели.

Зануление рассчитывается на отключающую способность; на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчет заземления нейтрали); на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на корпус (расчет повторного заземления нулевого защитного проводника).

Расчет на отключающую способность проводится для наиболее удаленных в электрическом смысле точек сети.

Уравнивнивание потенциалов

Уравнивание потенциалов (защитное уравнивание потенциалов) - электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

Если в установке или в ее части требования по применению мер защиты от поражения электрическим током при повреждении изоляции не могут быть выполнены посредством отключения, то необходимо предусмотреть уравнивание потенциалов. Система уравнивания потенциалов может охватывать всю установку или какую-либо ее часть.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

система TN- система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении;

система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;

система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;

система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;

система ТТ- система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:

Т - заземленная нейтраль;

I - изолированная нейтраль.

Вторая-буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;

С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);

Защитное отключение — это автоматическое отключение электроустановки при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания); превышающего заданные значения [15, 16]. Защитное отключение осуществляется специальными устройствами защитного отключения (УЗО); которые постоянно (в дежурном режиме) контролируют условия поражения электрическим током в электроустановке и отключают ее, если возникает опасность поражения человека. Защита при этом осуществляется путем ограничения времени воздействия тока на человека

Уставка УЗО — минимальное значение входного сигнала, вызывающего срабатывание УЗО и последующее автоматическое отключение поврежденного участка сети или токоприемника.

Ток утечки в сети с изолированной нейтралью сети постоянного тока — ток, протекающий между находящейся под напряжением фазой (полюсам) и землей в результате снижения сопротивления изоляции; в сети с заземленной нейтралью — так, протекающий по участку сети параллельно току в нулевом проводе ,а при отсутствии нулевого провода - ток нулевой последовательности.

Область применения защитного отключения любые сети с любым режимом нейтрали. По виду входного сигнала следует различать УЗО, реагирующие на ток нулевой последовательности; напряжение нулевой последовательности; ток утечки; напряжение корпуса относительно земли; оперативный ток (постоянный, переменный непромышленной частоты), накладываемый на рабочий ток электроустановки; сумму, разность, фазовые соотношения между током и напряжением нулевой последовательности (или выделенных гармоник напряжения и тока), а также соотношения между током или напряжением нулевой последовательности и фазовым напряжением сети; два и более перечисленных фактора (многофакторные УЗО).

Основные параметры, характеризуются УЗО: установка УЗО; время срабатывания; номинальное напряжение; ток нагрузки УЗО, предназначенные для отключения электроустановок при прикосновении человека к их частим, находящимся под напряжением, должны иметь такие характеристики, чтобы при использовании УЗО в качестве единственного средства защиты или совместно с другими средствами ток через человека (напряжение прикосновения) и время содействия тока в интервале до 1 с не превышали значений, установленных [15].

Значение уставом для сетей с заземленной нейтралью источника питания электроустановок должны выбираться из ряда; 0,002; 0,006,0,01; 0,02; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 А.

Электрозащитные средства — переносимые, перевозимые изделия, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. Электрозащитные средства могут быть основными и дополнительными [41].

Основные электрозащитные средства — средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок и позволяет прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением

Дополнительные электрозащитные средства – средства защиты, дополняющие основные средства, а также служащие для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами.

К основным электрозащитным средствам в электроустановках выше 1 кВ относятся изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, указатели напряжения для фазировки, изолирующие устройства и приспособления для работ на воздушных линиях под напряжением с непосредственным прикосновением электромонтера к токоведущим частям (изолирующие лестницы, площадки, канаты и т. п.).

К основным электрозащитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1кВ, относятся изолирующие штанги, изолирующие электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками.

К дополнительным электрозащитным средствам напряжением выше 1 кВ относятся: диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические ковры, индивидуальные экранирующие комплекты, изолирующие подставки и накладки, диэлектрические колпаки, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.

К дополнительным электрозащитным средствам напряжением до 1 кВ относятся: диэлектрические галоши, диэлектрические ковры, переносные заземления, изолирующие подставки и накладки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности. Электрозащитные средства рассчитываться на применение при наибольшем допустимом рабочем напряжении электроустановки.

Персонал, обслуживающий электроустановки, должен быть снабжен всеми необходимыми средствами защиты, обеспечивающими безопасность его работы.