ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности1. Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.
1 В соответствии с ГОСТом 12.4.026-76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности».
Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.
Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах да электростанциях и др.
При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.
Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.
Если произошло замыкание и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (Vпр), которое определяется выражением:
(20.9)
где
VЗ – полное напряжение на корпусе электроустановки. В;
VХ – потенциал поверхности земли или пола, В.
Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.
Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 20.3).
Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по формуле:
(20.10)
где – коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения ( < 1
и зависит от вида заземлителя);
– ток замыкания. А;
R3 – сопротивление защитного заземления, Ом.
Ток, проходящий через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения ( ), составит:
(20.11)
где – сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека. Ом.
Если человек находится в условиях высокой влажности (Rc → 0), предыдущую формулу можно упростить:
(20.12)
Рассчитаем Для случая, если I3 = 4 A, R3 = 4 Ом и αпр = 0,4 (контурный заземлитель):
(20.13)
Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).
Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.
Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.
Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.
Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 20.4).
Контурное заземляющее устройство (рис. 20.5), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.
Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.
Требования к сопротивлению защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:
4 Ом – в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ-А и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;
0,5 Ом – в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью.
Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R, Ом) не должно быть более 250/I3 (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для установок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/I3 (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах I3 - ток замыкания на землю, А.
Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.
Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 20.6).
Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (I3, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:
(20.14)
где
– фазное напряжение, В;
– сопротивление заземления нейтрали, Ом;
– сопротивление корпуса электроустановки, Ом.
При этом на корпусе электроустановки возникает напряжение относительно земли (Vк), определяемое следующей формулой:
(20.15)
Рассчитаем величину тока короткого замыкания (I3. А) для значений VФ = 220 В и R0= R3 = 4 Ом:
и
(20.16)
Ток короткого замыкания I3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:
(20.17)
где αпр – коэффициент напряжения прикосновения.
Если αпр = 1 и VK = 110 В, то Iчел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.
Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление – это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис.
1 В соответствии с ГОСТом 12.4.026-76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности».
Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.
Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах да электростанциях и др.
При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.
Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.
Если произошло замыкание и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (Vпр), которое определяется выражением:
(20.9)
где
VЗ – полное напряжение на корпусе электроустановки. В;
VХ – потенциал поверхности земли или пола, В.
Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.
Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 20.3).
Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по формуле:
(20.10)
где – коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения ( < 1
и зависит от вида заземлителя);
– ток замыкания. А;
R3 – сопротивление защитного заземления, Ом.
Ток, проходящий через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения ( ), составит:
(20.11)
где – сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека. Ом.
Если человек находится в условиях высокой влажности (Rc → 0), предыдущую формулу можно упростить:
(20.12)
Рассчитаем Для случая, если I3 = 4 A, R3 = 4 Ом и αпр = 0,4 (контурный заземлитель):
(20.13)
Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).
Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.
Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.
Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.
Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 20.4).
Контурное заземляющее устройство (рис. 20.5), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.
Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.
Требования к сопротивлению защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:
4 Ом – в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ-А и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;
0,5 Ом – в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью.
Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R, Ом) не должно быть более 250/I3 (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для установок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/I3 (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах I3 - ток замыкания на землю, А.
Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.
Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 20.6).
Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (I3, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:
(20.14)
где
– фазное напряжение, В;
– сопротивление заземления нейтрали, Ом;
– сопротивление корпуса электроустановки, Ом.
При этом на корпусе электроустановки возникает напряжение относительно земли (Vк), определяемое следующей формулой:
(20.15)
Рассчитаем величину тока короткого замыкания (I3. А) для значений VФ = 220 В и R0= R3 = 4 Ом:
и
(20.16)
Ток короткого замыкания I3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:
(20.17)
где αпр – коэффициент напряжения прикосновения.
Если αпр = 1 и VK = 110 В, то Iчел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.
Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление – это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис.
Авторы сайта не несут отвественности за данный материал и предоставляют его исключительно в ознакомительных целях
