Технические средства защиты от поражения электрическим током.

В настоящее время наиболее широко применяют следующие ТСЗ:

* защитное заземление;

* зануление;

* уравнивание потенциалов;

* защитное отключение;

* защитное разделение сетей;

* выравнивание потенциалов;

* защита от опасности перехода высокого напряжения на сторону низшего;

* защитное шунтирование;

* компенсация емкостных токов;

* обеспечение недоступности токоведущих частей;

* контроль изоляции;

* двойная изоляция;

* защитные средства.

ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

ЗАНУЛЕНИЕ — преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по др. причинам, с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока (трансформатора или генератора)

Уравнивание потенциалов — электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Отключение защитное — электрозащитная мера, основанная на применении быстродействующих коммутационных аппаратов, отключающих питание электроустановки при возникновении в ней утечки тока на землю, или на защитный проводник, которое могло быть вызвано непреднамеренным включением человека в электрическую цепь.

Защитное

электрическое разделение цепей – отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью: -двойной изоляции; -основной изоляции и защитного экрана; -усиленной изоляции.

Выравнивание потенциалов – снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.

Защита от опасности перехода напряжения со стороны высшего напряжения на сторону низшего напряжения осуществляется путем заземления нейтрали сети низшего напряжения.

ШУНТИРОВАНИЕ— формирование обходного пути

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ Использование: в электротехнике, в частности при компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях с помощью реактора с подмагничиванием.

обеспечение недоступности токоведущих частей — Расположение токоведущих частей на недоступной высоте или недоступном месте должно обеспечить безопасность работ без ограждений.

Основным видом контроля изоляции контактной сети в процессе эксплуатации являются осмотры при обходах и объездах вагоном-лабораторией. Двойная изоляция

– изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.

ЗАЩИТНЫЕ СРЕДСТВА В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ — приборы, аппараты, приспособления и устройства, служащие для защиты персонала от поражения электрическим током, ожогов электрической дугой, механических повреждений, от падения с высоты и т. п.; подразделяются на основныеи дополнительные.

Основные защитные средства — средства защиты (диэлектрические перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками, электроизолирующая каска, указатели напряжения и др.), изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Дополнительные защитные средства — средства защиты являются дополнительной к основным средствам мерой защиты, а также служат для защиты от напряжения прикосновения и шагового, от ожогов электрической дугой и др. Вспомогательные приспособления предназначены для защиты людей от сопутствующих опасных и вредных производственных факторов при работе с электрооборудованием и, кроме того, от падения с высоты. К ним относят экранирующие комплекты и устройства для защиты от воздействия электрического поля, противогазы, защитные каски, страховочные канаты, монтерские когти, предохранительные монтерские пояса и т. п.

5.9.) Классификация технических средств и способов защиты от поражения электрическим током

Страница: 38 из 59

edit by Ari100krat 3D Order

Безопасность Жизнедеятельности

Из характера кривой спада потенциала видно, что шаговое напряжение убывает по мере удаления от заземлителя и увеличивается, при приближении к нему.

Обычно шаговое напряжение меньше, чем напряжение прикосновения. Отмечено много случаев поражения людей шаговым напряжением, особенно в районе высоковольтных линий.

Под действием тока в ногах возникают судороги и человек падает. В результате цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные мышцы и сердце, причём человек замыкает точки на земле с большей разностью потенциалов, так как расстояние между точками контакта увеличивается до размеров роста человека.

Выходить из зоны растекания тока надо прыжками на одной ноге или переставляя соединённые вместе ступни с носков на пятки.

1. Защита от прямого прикосновения.	2.5. Выравнивание потенциалов.
1.1. Основная изоляция токоведущих ча-	3. Защита при прикосновении.
стей.	3.1. Защитное заземление.
1.2. Защитные ограждения и оболочки.	3.2. Выравнивание потенциалов.
1.3. Безопасное расположение токоведу-	3.3. Защитное зануление.
щих частей.	3.4. Защитное отключение.
1.4. Сигнализация, блокировка, марки-	3.5. Изоляция нетоковедущих частей.
ровка, знаки безопасности.	3.6. Защитное электрическое разделение
1.5. Электрозащитные средства.	цепей.
2. Защита при прямом прикосновении.	3.7. Применение ССН.
2.1. Защитное отключение.	3.8. Контроль сопротивления изоляции.
2.2. Применение СНН.	3.9. Компенсация токов замыкания на
2.3. Защитное электрическое разделение	землю.
цепей.	3.10. Компенсация емкостных токов.
2.4. Защитное шунтирование.	3.11. Электрозащитные средства.

Токоведущие части размещаются на недоступной высоте и их изоляция и ограждение нецелесообразны или невозможны. Поэтому провода воздушных линий подвешены над землёй на высоте более 6м для линий напряжением менее 1000В, и не менее 7м для линий напряжения до 110кВ. Внутри производственных зданий не ограждённые токоведущие части прокладываются на высоте более 3,5м.

Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, расположенными на дверях ограждения, дверей кожухов.

Механические блокировки применяются в рубильниках, пускателях и так далее.

Звуковая и световая сигнализация применяются в большинстве случаев одновременно и являются наиболее распространёнными и доступными.

Цветовое обозначение токоведущих частей предназначается для лёгкого распознавания частей, для удобства обслуживания, для предотвращения травматизма. Например, для переменного трёхфазного тока: шина А — жёлтый, шина Б — зелёный, шина С — красный, нулевая рабочая шина — голубой, нулевая защитная шина — продольные полосы жёлтого и зелёного цветов.

Двойная изоляция состоит из рабочей и дополнительной. Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу. Дополнительная предусматривается дополнением к рабочей для защиты от замыкания в случае повреждения рабочей изоляции.

Контроль сопротивления изоляции — измерение активного сопротивления R с целью предупре-

ждения замыкания на корпус. В сетях с изолированной нейтралью Rизоляции определяется током за-

мыкания на землю, поэтому периодически проводится замер Rизоляции .

Применение сверхнизких напряжений. Согласно ПУЭ это 12-42В. Наибольшая безопасность для человека достигается при напряжении до 10В, так как при таком напряжении ток, проходящий через тело человека не превышает примерно 1мА.

Безопасность Жизнедеятельности

edit by Ari100krat 3D Order

Страница: 39 из 59

5.10.) Анализ эффективности применения защитного заземления в электрических сетях с заземлённой нейтралью

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих конструкций и частей ЭУ, которые могут находится под напряжением.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу или другим металлическим частям ЭУ, оказавшимся под напряжением (для сетей с изолированной нейтралью).

Области применения — сети с напряжением до 1000В переменного тока с изолированной нейтралью и сети с напряжением выше 1000В переменного и постоянного тока с любым режимом работы нейтрали.

Рабочее заземление — заземление в какой-либо точке нетоковедущих частей ЭУ, необходимое для нормальной работы ЭУ.

U зм=U ф 1− R R0R

3 0

Вывод: В электрических сетях с заземлённой нейтралью защитное заземление неэффективно и его применение в качестве единственной меры защиты недопустимо. В данного видя сетях применяют зануление.

Если Rз 0, то	Rиз	1,	а U зм 0 .
	Rз Rиз

Вывод: В сетях с изолированной нейтралью защитное заземление является эффективной мероз зашиты и может использоваться как единственная мера защиты.

Техническая защита от поражения электрическим током

В данной статье будут приведены примеры тех способов и методов защиты, благодаря которым возможно значительно обезопасить себя и других при выполнении электротехнических работ, тем самым снизив до минимума вероятность несчастного случая.

Технические способы и средства защиты от поражения электрическим током.

Применение защитных ограждений

Прикосновение человека к неизолированной токоведущей части, находящейся под напряжением, является опасным — это факт. Даже зная о наличии напряжения в тех или иных местах, существует вероятность случайного прикосновения.

Во избежание подобных случаев для обеспечения электробезопасности рабочего персонала принято делать защитные ограждения вокруг опасных зон (систем, оборудования, частей и т.д.).

Использование защитных блокировок

Классификация изолирующих электрозащитных средств.

Блокировки, пожалуй, больше относятся к электротехнической защите от случайного поражения человека электрическим током или от внезапного включения оборудования, что также может повлечь за собой несчастный случай.

При их установке учитываются те случаи, которые могут произойти в случае ошибочного и неправильного поведения людей, работающих либо обслуживающих электрические системы и устройства.

При срабатывании блокировки происходит принудительное отключение и обесточивание электрооборудования с целью предотвращения аварийной ситуации.

Заземлители переносные

Переносные заземлители представляют собой временные средства защиты. Они применяются для обеспечения дополнительной безопасности (защиты рабочего персонала от поражения электрическим током) при работах на отключённых участках электрических систем, оборудования, устройств и т.д. В том случае, когда вдруг появится напряжение на данных участках, где ещё работают люди, эти переносные заземлители (проводники, касающиеся земли) направят электроэнергию в землю.

Использование защитной изоляции

Характеристика электротехнических изделий по способу защиты человека от поражения электрическим током.

Ещё одним важным способом технической защиты от поражения электрическим током является использования защитной изоляции на своём рабочем месте.

Изолирование рабочего места предполагает некую организацию мероприятий, направленную на предотвращение появления электрической цепи «человек-земля».

Основной задачей этого метода является увеличение сопротивления (переходного) по данной электроцепи.

Этот вариант предполагает использование резиновых ковров, изоляции токоведущих частей электрооборудования в наиболее электрически опасных местах и т.д.

Технические меры по защите от поражения электрическим током

Технические меры по защите можно разделить на 2 основные группы.

К первой можно отнести разделение электросетей, использование невысоких напряжений, своевременный контроль над изоляцией, защитное заземление, усиленную изоляцию (использование двойной изоляции) и прочее. Использование подобных мер защиты дает человеку максимальную защиту от поражения электрическим током.

Ко второй группе отнесём защитное отключение и зануление:

Схема зануления при наличии короткого замыкания.

1. Разделение электросетей. Для разделения электросети используют трансформаторы. Они позволяют разбить общую цепь на отдельные цепи и участки (электрически не связанные между собой). В электросетях, где применяется изолированная нейтраль, это повышает изоляционное сопротивление и понижает ёмкость относительно земли, сравнивая с электросетью в целом. При разделении электросетей недопустимо применение автотрансформаторов.
2. Использование невысоких напряжений электропитания. В соответствии с ГОСТом невысоким напряжением можно считать напряжение до 42 В. Оно используется в целях повышения безопасности от поражения электричеством. Невысокие напряжения обычно получают при помощи трансформаторов (понижающих).
3. Изоляция, её контроль, обнаружение повреждений, профилактика.
4. Контроль над состоянием изоляционного покрытия осуществляется путём периодического измерения её сопротивления. Целью данной процедуры является обнаружение дефективных мест и своевременное предупреждение коротких замыканий на землю.
5. Защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй (либо её эквивалентом). Задачей заземления является понижение значений напряжения относительно самой земли. Оно используется в электросетях с напряжениями до 1000 в (с изолированной нейтралью). Защитное заземление предполагает перераспределение падений напряжения на участках электрической цепи: «корпус – земля» и «фаза – земля».
6. Использование двойной изоляции. Под двойной изоляцией понимается объединение рабочей и дополнительной изоляции вместе. Это значительно повышает общую надёжность защиты от поражения током. Электрическое оборудование, делаемое с такой изоляцией, как правило, маркируется особыми знаками. Эффективно себя проявляет двойная изоляция в различном электрическом инструменте.
7. Применение защитного отключения. Защитное отключение является довольно эффективной мерой защиты от поражения электрическим током. Оно представляет собой быстродействующую защиту, что обеспечивает преждевременное автоматическое срабатывание и отключает электрооборудование.
8. Зануление. Защитное зануление — это преднамеренное (специальное) электрическое соединение с нулевым проводником нетоковедущих металлических частей, которые потенциально могут быть под напряжением (при неисправностях, пробоях изоляции и т.д.). Оно используется в электросетях с напряжением до 1000 В (с глухо заземлённой нейтралью). Основной задачей такого зануления является снижение вероятности поражения электрическим током человека при аварийном пробое электрооборудования на корпус по одной из фаз электросети.

5.5. Методы и средства защиты от поражения электрическим током

Выбор средств защиты зависит от:

1. режима электрической сети;

2. вида электрической сети;

3. условий эксплуатации

Средства электробезопасности:

1. общетехнические;

2. специальные;

3. средства индивидуальной защиты

Общетехнические средства защиты

1. Рабочая изоляция

Для оценки изоляции используют следующие критерии:

— сопротивление фаз электрической проводки без подключенной нагрузки R₁0,5 МОм;

— сопротивление фаз электрической проводки с подключенной нагрузкой R₂0,08 МОм.

2. Двойная изоляция

3. Недоступность токоведущих частей (используются оградительные средства — кожух, корпус, электрический шкаф, использование блочных схем и т.д.).

4. Блокировки безопасности (механические, электрические)

5. Малое напряжение

Для локальных светильников (36 В), для особо опасных помещений и вне помещений.

12 В используется во взрывоопасных помещениях.

6. Сигнализация (использование маркировок отдельных частей электрического оборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация).

7. Электрическое разделение сетей — В сетях большой протяженности имеют место значительные емкостные сопротивления, что повышает опасность поражения человека электрическим током. В связи с этим, предусматривается установка разделяющих трансформаторов, обеспечивающих разделение сети на отдельные участки и снижающих емкостные сопротивления.

Рисунок 13 — Схемы защитного заземления и зануления

Принцип действия заземления

Заземлением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением (в случае аварийной ситуации) и землей, до безопасной величины.

Комплексное сопротивление фазного провода относительно земли можно записать в следующем виде:

Z = 1/ ((1/R_ИЗ )+ j ω C) ,

Где R_ИЗ — активное сопротивление изоляции фазного провода,

j ω — индуктивное сопротивление фазного провода,

C — емкостное сопротивление фазного провода.

При замыкании фазы А на корпус машины (электродвигателя) сила тока, протекающего через тело человека запишется в следующем виде:

I_h = 3 U_Ф R_З / (R_h Z ) ,

Где U_Ф — фазное напряжение,

R_З — сопротивление заземлителя,

R_h — сопротивление тела человека.

Замыкание фазы на заземленный корпус можно рассматривать как замыкание на землю через сопротивление заземлителя, которое меньше сопротивления Z (R_З<3Z) и тогда ток замыкания запишется в следующем виде:

I_З = 3 U_Ф / Z

Напряжение на корпусе относительно земли можно записать в следующем виде:

U_З = I_З R_З = 3 U_Ф R_З / Z

Из данного выражения следует, что напряжение U_З на корпусе машины значительно меньше фазного напряжения U_Ф при условии (R_З<3Z).

Таким образом, принцип действия защитного заземления основан на снижении напряжения относительно земли U_З до допустимого уровня напряжения прикосновения.

Заземление используется в 3-х фазных 3-х проводных сетях с изолированной нейтралью.

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), сопротивление заземляющих устройств должно составлять:

для электроустановок в сетях свыше 1000 В не более 250 / I_З , (где I_З — расчетный ток замыкания на землю),

при мощности генераторов (трансформаторов) свыше 100 кВА , исходя из условия U_З = 3 U_Ф R_З / Z , при R_З<3Z.

Принцип действия зануления

Занулением называется преднамеренное соединение корпусов электрических установок с многократно заземленной нейтралью (нулевым защитным проводником) трансформатора или генератора.

Зануление используется в 3-х фазных 4-х проводных сетях с заземленной нейтралью.

Превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание за счет срабатывания токовой защиты, которая отключает систему питания и тем самым отключается поврежденное устройство.

При замыкании фазы А на корпус машины (трансформатора) ток короткого замыкания, проходящий через обмотку трансформатора, фазного и нулевого провода, можно записать в следующем виде:

I_К = U_Ф / ((Z_Т / 3) +Z_Ф +Z_N),

Где Z_Т — комплексное сопротивление трансформатора,

Z_Ф — комплексное сопротивление фазного провода,

Z_N — комплексное сопротивление нулевого провода.

Напряжение корпуса машины (трансформатора) относительно земли при наличии повторного заземления записывается в следующем виде:

U_З = I_З R_П ,

Где I_З — сила тока замыкания,

R_П — сопротивление повторного заземления нулевого провода.

С одной стороны, падение напряжения в нулевом проводе при последовательном соединении R_П и R₀ записывается в следующем виде:

U_К = I_З (R_П + R₀) ,

Где R₀ — сопротивление начального заземлителя.

С другой стороны, падение напряжения в нулевом проводе записывается в следующем виде:

U_К = I_К Z_N ,

Или следующим образом:

U_К = U_Ф /(1+ ((Z_Т / 3) +Z_Ф)/ Z_N) ,

Решая совместно эти уравнения можно получить выражение для определения напряжения корпуса машины (трансформатора):

U_З = (U_Ф /(1+ ((Z_Т / 3) +Z_Ф)/ Z_N))( R_П/(R_П + R₀)) ,

Сравнивая напряжение корпуса без заземления нулевого провода с напряжением с заземлением нулевого провода, получаем снижение напряжения на величину R_П/(R_П + R₀). Это показывает, что принцип действия защитного зануления основан на снижении напряжения относительно земли до допустимого уровня напряжения прикосновения.

Принцип действия защитного отключения

Это преднамеренное автоматическое отключение электрических установки от питающей сети в случае опасности поражения электрическим током.

Условия, при которых выполняется заземление или зануление в соответствии с требованиями ПУЭ.

1. В малоопасных помещениях 380 В и выше переменного тока

440 В и выше постоянного тока.

2. В особо опасных помещениях, помещениях с повышенной опасностью и вне помещений 42 В и выше переменного тока

110 В и выше постоянного тока.

3. При всех напряжениях во взрывоопасных помещения.

Заземляющие устройства бывают естественными (используются конструкции зданий) в этом случае нельзя использовать те элементы, которые при попадании искры приводят к аварии (взрывоопасные).

Искусственные — контурное и выносное защитное заземляющее устройство.

19. Основные способы и средства защиты человека от поражения электрическим током (защитное заземление, зануление, защитное отключение).

Защитное зануление. В сетях с глухозаземленной нейтралью замыкание одной из фаз на землю или на проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью, является однофазным коротким замыканием. Если замыкание произошло на корпус электрооборудования, не связанного с землей, то человек, стоящий на земле и прикоснувшийся к этому электрооборудованию, окажется под полным фазовым напряжением и через него пройдет ток однофазного замыкания. Для предупреждения возможности поражения электрическим током при замыкании на корпус поврежденный участок должен быть отключен от сети в возможно короткий срок, чтобы ограничить до минимума время, в течение которого это оборудование будет представлять опасность для персонала. В этих целях в сетях с глухозаземленной нейтралью применяют защитное зануление.

Защитное заземление. В сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью токи замыкания на землю, возникающие при повреждении изоляции одной из фаз, обусловлены величиной сопротивления изоляции проводников и емкостью относительно земли двух других оставшихся неповрежденных фаз. Эти токи (называемые токами утечки) относительно невелики (2-3 А и менее) и часто недостаточны для приведения в действие аппаратов защиты и автоматического отключения. Но они могут стать смертельными для человека, стоящего на земле и прикоснувшегося к частям оборудования, оказавшимся под напряжением при замыкании на землю и не соединенными с землей. Поэтому в сетях переменного тока с изолированной нейтралью, а в сетях постоянного тока с изолированной средней точкой для защиты от поражения электрическим током при прикосновении к частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих проводников, применяют защитное заземление.

Защитное отключение. Приведенные выше способы предупреждения и защиты от поражения электрическим током имеют свои недостатки. Так, например, заземленное электрооборудование в сетях с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях не отключается и остается под напряжением и при неблагоприятных обстоятельствах может служить причиной несчастного случая. Зануление электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью дает возможность автоматически отключить поврежденный участок сети, но с задержкой до нескольких секунд (время срабатывания плавкой вставки предохранителя или расцепителя автомата). За время задержки отключения может произойти поражение электрическим током обслуживающего персонала. Эти недостатки защитных зануления и заземления устраняет система защитного отключения.

Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение быстродействующим устройством всех фаз аварийного участка с полным временем отключения с момента возникновения однофазного замыкания не более 0,2 с. Защитное отключение может применяться при снижении уровня изоляции в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и при однофазном замыкании на корпус электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью. Устройства защитного отключения имеют высокую чувствительность и быстродействие. Их токи срабатывания весьма малы (10 — 30 мА), поэтому они реагируют как на токи замыкания на землю, так и на токи утечки при снижении сопротивления изоляции сети, а их быстродействие (0,1 — 0,2 с) обеспечивает почти мгновенное отключение установки. Эти качества устройств защитного отключения почти полностью исключают возможность поражения от токов замыкания, опасных как по величине, так и по продолжительности действия.