Захист від ураження електричним струмом

Захист від ураження людини електричним струмом представляє собою сукупність систематизованих засобів і заходів щодо електробезпеки, які систематизовані і поділені на технічні, електричні і організаційно-технічні. Їх зміст і структура наведені на рис. 4.8.

Аналіз електротравматизму на підприємствах галузей народного господарства свідчить про те, що переважна кількість нещасних випадків припадає на умови аварійного режиму роботи підприємства. Тому детальний розгляд його систем захисту відноситься до найбільш актуальних питань.

ГОСТ 12.1.009 – 76 визначає захисне заземлення як навмисне електричне з’єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмовідних елементів електроустановок, які можуть опинитися під напругою. Принципова схема дії захисного заземлення наведені на рис. 4.9.

Рис. 4.9 – Принципова схема дії захисного заземлення: 1 – корпус електроустановки, 2 – заземлення.

Пошкодження ізоляції фазного проводу електроустановки (показано блискавою на рис. 4.9) переведе її на аварійний режим роботи. Корпус установки опиняється під напругою і виникає мережа струму «корпус установки – земля».

Опір цієї мережі дорівнює опору заземлення R_З. Значення R_З в установках напругою до 1000 В не повинне перевищувати 10 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) до 100 кВА і 4 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) більше 100 кВА. Низький опір заземлення сприяє появі на землі поля підвищених потенціалів, тобто потенціал землі значно підвищується від нульового. В цьому полі знаходиться людина, яка може доторкнутись до корпусу установки і опинитися під напругою, величина якої визначається за формулою

(4.10)

де U_З, U_П – напруга на корпусі і на тілі людини відповідно, В;

I_З – сила струму замикання на землю, А;

R_О – опір заземлення, Ом.

k_П– коефіцієнт напруги дотику (k_П < 1)

Через тіло людини пройде електричний струм, величина якого визначається

,(4.11)

де І_л - електрострум в мережі "фаза-людина-земля", А;

R_л - опір тіла людини (умовно прийнятий за 1 000 Ом).

Низький опір заземлення по відношенню до опору людини і понижена напруга на тілі людини за рахунок підвищення потенціалу землі забезпечують зниження величини струму через тіло людини до безпечної величини.

Захисному заземленню підлягають:

- електроустановки змінного струму напругою 380 В і більше;

- електроустановки постійного струму 440 В і більше;

- електроустановки змінного струму напругою більше 42 В і постійного струму напругою більше 110 В у приміщеннях з підвищеною і особливо небезпекою електротравм і поза приміщеннями;

- електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах.

Область застосування захисного заземлення – трифазні трипровідні мережі до 1 000 В з ізольованою нейтраллю.

Згідно з ГОСТ 12.1.009-76 під зануленням слід розуміти навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмовідних елементів обладнання, які можуть опинитися під напругою в результаті пошкодження ізоляції. Принципова схема занулення наведена на рис. 4.10.

Рис. 4.10 – Принцип дії 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 зануленні пробій фази на корпус (на рис. 4.10 показано блискавою) спричиняє коротке замикання, яке характеризується різким зростанням сили струму на фазі І_К.З..Під дією цього струму спрацьовує захист від короткого замикання (плавкі запобіжники, електромагнітні вимикачі різних конструкцій, тощо) і електроустановка відключається від мережі живлення. Повторне включення неможливе без усунення пробою на корпус.

Надійність роботи занулення у відповідності до ПУЕ забезпечується наступним:

1. Сила струму короткого замикання повинна відповідати співвідношенню

(4.12)

де I_НОМ – сила номінального струму електроустановки, А;

k – коефіцієнт надійності захисту, 1,25 < k < 6.

2. Провідність нульового проводу повинна бути не менше 50% провідності фазного.

3. Нульовий провід повинен бути захищеним від обриву і мати повторне заземлення через 200...500 м.

4. В нульовому проводі забороняється установлювати запобіжники, вимикачі та інші прилади, яки можуть порушити його цілісність.

Вимоги застосування занулення аналогічні вимогам до застосування захисного заземлення.

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

Захисне відключення призначається для відключення електроустановки при появі напруги на її неструмоводних елементах. Воно підвищує надійність захисту у доповненні до захисного заземлення або занулення в умовах підвищеної небезпеки електротравм і зниження їх важкості. Ефективність захисного заземлення знижується за рахунок підвищення опору заземлюючого пристрою, який розташовано у сухому чи скальному ґрунті, а занулення – за рахунок збільшення опору струму короткого замикання при значній протяжності мережі живлення.

Тема реферату:«Сучасні системи захисту від атмосферної електрики в Україні і за кордоном».

Питання для самоперевірки

1. Яке основне джерело ураження людини електричним струмом на виробництві?

2. Назвіть нормативно-правові акти, в яких викладені основні технічні і організаційні заходи електробезпеки.

3. Які чинники впливають на важкість ураження електричним струмом?

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

5. Чому постійний струм в 4-5 разів безпечніший ніж змінний?

6. Які категорії приміщень за чинниками виробничого середовища Вам відомі?

7. Які види електротравм Вам відомі?

8. Поясніть дію напруги кроку.

9. Пояснить принцип дії захисного заземлення.

10. Пояснить принцип дії занулення.

Література: [3, с. 410-415, 520-525; 5, с. 246-293; 6, с. 223-270; 7, с. 230-251; 8, с. 24-27; 9, с. 235-249; 10, с. 103-134; 11, с. 113-148; 12, с. 240-250].

Тема 4. безпека життєдіяльності у повсякденних

Умовах виробництва