Материал:

Двухфазный прикосновение человека к сети, независимо от режима нейтрали, всегда опасен, потому что человек оказывается под линейным напряжением Uл.

В сетях с напряжением выше 1000 В с технологических требований и требований техники безопасности предпочтение следует предоставить сетям с глухозаземленной нейтралью (обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка реле защиты).

В цепях с напряжением свыше 1000 В через большую емкость между проводами и землей защитная роль изоляции проводов полностью теряется и для человека одинаково опасным прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и глухоизольованою нейтралью, то есть прикосновение к таким сетям равнозначно прикосновения к обкладок трансформатора .

Основные технические меры защиты в электроустановках. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты

Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока:

• случайное прикосновение, приближения на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

• появление напряжения прикосновения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах и т.п.) в результате повреждения изоляции или по другим причинам;

• появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;

• возникновение напряжения шага на земле из-за замыкания провода на землю.

Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;

• электрическое разделение сети;

• устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, достигается защитным заземлением, занулением, защитным отключением;

• применение малых напряжений;

• защита от случайного прикосновения к токоведущим частям применением кожухов, ограждений, двойной изоляции;

• защита от опасности при переходе с высшей на низшую напряжение;

• контроль и профилактика повреждений изоляции;

• компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;

• применение специальных электрозащитных средств - переносных приборов и предохранительных устройств;

• организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Применение малых напряжений. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимого напряжения прикосновения, снижается опасность поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при малых напряжениях 6-12 В при питании потребителей от аккумуляторов, гальванических элементов, выпрямительных установок, преобразователей частоты, понижающих трансформаторов на напряжение 12, 24, 36, 42 В. Использование малых напряжений ограничивается трудностями создания протяженной сети, поэтому они применяются в ручных электрифицированных инструментах, переносных лампах, лампах местного освещения, сигнализации.

Электрический распределение сети. Разветвленная сеть большой длины имеет значительную емкость и малый активное сопротивление изоляции относительно земли. Ток замыкания на землю в такой сети может быть значительным. Если единую сильно разветвленную сеть с большой емкостью и малым сопротивлением изоляции разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут иметь незначительную емкость и высокое сопротивление изоляции, опасность поражения резко снизится. Конечно электрический распределение сетей осуществляется путем подключения электроприемников через разделительный трансформатор отдельных электроприемников, питающихся от основной разветвленной сети.

Защита от опасности при переходе с высокого напряжения на более низкую. При повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора возникает опасность перехода напряжения и, как следствие, опасность поражения человека, возникновения пожара и пожаров. Способы защиты зависят от режима нейтрали. Сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, соединенные через трансформатор с сетями напряжением выше 1000 В, должны быть защищены пробивным предохранителем, установленным в нейтрали или фазе со стороны низшего напряжения трансформатора. Тогда в случае повреждения изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений этот предохранитель пробивается и нейтраль или фаза низшего напряжения заземляется. Напряжение нейтрали относительно земли Uз = С * R0. Мерой защиты является снижение этого напряжения до безопасного заземления нейтрали с сопротивлением R0 <4 Ом.

Пробивные предохранители применяются, когда высшее напряжение есть больше 1000 В. Если высшее напряжение будет ниже 1000 В, пробивной предохранитель не сработает. Поэтому вторичные обмотки понижающих трансформаторов для питания ручного электроинструмента и ручных ламп малой напряжением заземляющих.

Контроль и профилактика повреждений изоляции. Профилактика повреждений изоляции направлена на обеспечение ее надежной работы. Прежде всего необходимо исключить механические повреждения, увлажнение, химическое воздействие, опыление, перегрев. Но даже в нормальных условиях изоляция постепенно теряет свои первоначальные свойства, "стареет". Со временем развиваются местные дефекты. Сопротивление изоляции начинает резко уменьшаться, а ток утечки - непропорционально расти. В месте дефекта появляются частичные разряды тока, изоляция выгорает. Происходит так называемый пробой изоляции, в результате чего возникает короткое замыкание, что, в свою очередь, может привести к пожару или поражению людей током.

Чтобы поддерживать диэлектрические свойства изоляции, необходимо систематически выполнять профилактические испытания, осмотры, удалять непригодную изоляцию и заменять ее.

Периодически в помещениях без повышенной опасности не реже одного раза в два года, а в опасных помещениях - каждые полгода проверяют соответствие сопротивления изоляции норме. При обнаружении дефектов изоляции, а также после монтажа сети, ее ремонта на отдельных участках, отключение сети между каждым проводом и землей и между проводами разных фаз проводят измерения. При этом в силовых цепях отключают электрические приемники, аппараты, приборы; в осветительных - отвинчивают лампы, а штепсельные розетки, выключатели и групповые щитки оставляют присоединенными. Перед началом измерений необходимо убедиться в том, что на исследуемом участке сети (между двумя предохранителями или за последним предохранителем) или на оборудовании никто не работает и оно отключено. Кабели, шины, электрические машины, воздушные линии, конденсаторы "разряжают на землю", то есть касаются заземленным проводом отключенных токоведущих частей каждой фазы, снимая остаточный емкостный заряд. Значение измеренного сопротивления изоляции должно быть не ниже нормы, указанную в ПУЭ (не менее 0,5 МОм / фазу участка сети напряжением до 1000 В).

Для измерения используют прибор - мегаомметр на напряжения 500, 1000, 2500 В с пределами измерений 0-100, 0-1000, 0-10000 МОм. Чтобы иметь представление еще и о сопротивлении изоляции всей сети, измерение нужно проводить под рабочим напряжением с подключенными потребителями. Такой контроль возможен только в сетях с изолированной нейтралью (в сети с заземленной нейтралью постоянный ток прибора контроля изоляции замыкается через заземление нейтрали, и мегаомметр покажет нуль).

Применяется также постоянный (непрерывный) контроль изоляции - измерение сопротивления изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения. Отсчет сопротивления изоляции осуществляется по шкале прибора. При снижении сопротивления изоляции до предельно допустимого или ниже, прибор подает звуковой или световой сигнал или оба сигнала вместе. Из отечественных приборов контроля изоляции наибольшее распространение получили ПКИ, РУВ, УАКИ, М-143, МКН-380, Ф-419. Самым простым средством контроля изоляции является вольтметр. В установках напряжением до 1000 В вольтметры подключают непосредственно к фазам, а в установках с напряжением свыше 1000 В - через измерительный трансформатор.

На предприятиях широко применяется испытание изоляции повышенным напряжением. Этот метод является наиболее эффективным для выявления местных дефектов изоляции и определения ее прочности, то есть способности длительно выдерживать рабочее напряжение. Электрические машины и аппараты испытывают током промышленной частоты, как правило, в течение 1 мин. Дальнейшее действие тока может повлиять на качество изоляции. Значение испытательного напряжения нормируется в зависимости от номинального напряжения электроустановки и вида изоляции.

Защита от случайного прикосновения к токоведущим частям. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к открытым токоведущим частям, следует обеспечить недоступность с помощью защитных средств, ограждений, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте в недоступном месте. Ограждения бывают как сплошные, так и сетчатые (сетка 25x25 мм). Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек используют для электроустановок напряжением до 1000 В. Сетчатые ограждения применяют в установках напряжением до 1000 В и выше.

С помощью блокировок защищают электроустановки напряжением более 250 В, в которых часто выполняют работы на огражденных токоведущих частях. Блокировка обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при проникновении в них без снятия напряжения. По принципу действия блокировки разделяют на механические, электрические и электромагнитные. Электрические блокировки разрывают круг контактами, установленными на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов. Механические блокировки применяют в электрических аппаратах (рубильниках, пускатели, автоматы). В аппаратуре автоматики, вычислительных машинах и радиоустановках вы-пользуют блочные схемы: когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсельный разъем размыкается. Таким образом, блок отключается автоматически при открывании его токоведущих частей. Использование блокировок также целесообразным для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях в распределительных устройствах и на подстанциях.

Для защиты от прикосновения к частям, находящимся под напряжением, применяется двойная изоляция - электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Рабочая изоляция - изоляция токоведущих частей электроустановки. Дополнительная изоляция выполняется изготовлением корпуса из изолирующего материала (электробытовые приборы).

Компенсация емкостей составляющей тока замыкания на землю. Ток замыкания на землю, как и ток через человека в сети с изолированной нейтралью, зависит не только от сопротивления изоляции, но и от емкости сети относительно земли. Контроль и профилактика повреждений изоляции позволяют поддерживать ее сопротивление на высоком уровне. Емкость фаз относительно земли не зависит от каких-либо дефектов; она определяется общей длиной сети, высотой подвеса проводов воздушной сети, толщиной фазной изоляции питающего кабеля, то есть геометрическими параметрами. Поэтому емкость сети не может быть снижена. В процессе эксплуатации емкость сети изменяется только за счет отключения и включения отдельных линий, определяется потребностями электроснабжения.

Поскольку невозможно уменьшить емкость сети, снижение тока замыкания на землю достигается путем компенсации его емкостной составляющей индуктивностью. При этом компенсационная катушка включается между нейтралью и землей, как показано на рис. 4.16. При замыкании на землю в трипроводовий сети с изолированной нейтралью ток проходит через переходное сопротивление r "(проводимость g ') и далее через сопротивление изоляции двух других фаз rb и rc (проводимости gb и gc) и параллельно через емкости Сb и Сс (проводимости bb и bс). Этот ток имеет две составляющие - активную Иr и емкостную Ic (рис. 4.16 б). На векторной диаграмме показано сумму токов до (рис. 4.16 б) и после (рис. 4.16 в) компенсации.

К активной и емкостной составляющих тока замыкания на землю добавляются активный и индуктивный токи компенсационной катушки (наличие активной составляющей объясняется активными потерями в катушке). Емкостная и индуктивная составляющие находятся в противофазе и при настройке в резонанс взаимно уничтожают друг друга. Активные составляющие складываются, то есть ток замыкания на землю Iзк = Иr + Ика и становится значительно меньше, чем в компенсации (здесь Ика - активный ток компенсационной катушки). В случае неполной компенсации емкости может быть некоторая емкостная составляющая тока замыкания на землю (при недокомпенсации) индуктивная - при перекомпенсация. Однако в обоих случаях ток замыкания на землю снижается.