Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Чинники, що впливають на тяжкість ураження електричним струмом

Чинники, що впливають на тяжкість ураження людини електричним струмом, діляться на три групи: електричного характеру, неелек-тричногохарактеру і чинники виробничого середовища.

Основні чинники електричного характеру цс величина струму через людину, напруга, під яку вона попадає та опір її тіла, рід і частота струму.

Величина струму через людину безпосередньо і найбільшою мірою впливає на тяжкість ураження електричним струмом. За характером дії на організм виділяють:

• відчутний струм — викликає при проходженні через організм від
чутні подразнення;

• невідпускаючий струм — викликає при проходженні через орга
нізм непереборні судомні скорочення м'язів руки, в якій затиснуто
провідник;

• фібриляційний струм — викликає при проходженні через орга
нізм фібриляцію серця.

Відповідно до наведеного вище:

• пороговий відчутний струм (найменше значення відчутного струму) для
перемінного струму частотою 50 Гц коливається в межах 0,6-1,5 мА і 5-7 мА
для постійного струму;

• пороговий невідпускаючий струм (найменше значення невідпускаючого
струму) коливається в межах 10-15 мА для перемінного струму і 50-80 мА
для постійного;

• пороговий фібриляційний струм (найменше значення фібриляційного струму) знаходиться в межах 100 мА для перемінного струму і 300 мА для постійного.

Гранично допустимий струм через людину при нормальному (неа-парійному) режимі роботи електроустановки не повинен перевищувати 0,3 мА для перемінного струму і 1 мА для постійного.

Величина напруги, під яку попадає людина, впливає на тяжкість ураження електричним струмом в тій мірі, що із збільшенням прикладеної до тіла напруги зменшується опір тіла людини. Останнє приводить до збільшення струму в мережі замикання через тіло людини і, як наслідок, до збільшення тяжкості ураження.

Гранично допустима напруга для людини при нормальному (неава-рійному)режимі роботи електроустановки не повинна перевищувати 2-3 В для перемінного струму і 8 В для постійного.

Електричний опір тіла людини. Тіло людини являє собою складний комплекс тканин. Це шкіра, кістки, жирова тканина, сухожилля, хрящі, м'язова тканина, кров, лімфа, спинний і головний мозок і т. ін.

Шкіра є основним фактором, що визначає опір тіла людини в цілому. Опір шкіри різко знижується при ушкодженні її рогового шару, наявності вологи на її поверхні, збільшенні потовиділення, забрудненні. Крім перерахованих чинників на опір шкіри впливають щільність і площа контактів, величина прикладеної напруги, величина струму і час його дії. Зі збільшенням величини напруги, струму і часу його дії опір шкіри, а також і тіла людини, в цілому, падає. Так, якщо при напрузі в декілька вольт опір тіла людини перевищує 10000 Ом, то при напрузі 100 В він знижується до 1500 Ом, а при напрузі більше 1000 В - до 300 Ом.

Опір тіла людини залежить від її статі і віку: у жінок він менший, ніж у чоловіків, у дітей менший, ніж у дорослих, у молодих людей менший, ніж у літніх. Спричинюється така залежність товщиною і ступенем огрублення верхнього шару шкіри.

Враховуючи багатофункціональну залежність опору тіла людини від великої кількості чинників, при оцінці умов небезпеки ураження людини електричним струмом опір тіла людини вважають стабільним, лінійним, активним і рівним 1000 Ом.

Частота і рід струму. Через наявність в опорі людини ємнісної складової, збільшення частоти прикладеної напруги супроводжується зменшенням повного опору тіла людини і, як наслідок, збільшенням струму, що проходить через людину. Останнє дає підставу вважати, що тяжкість ураження електричним струмом має зростати із збільшенням частоти. Але така закономірність спостерігається тільки в межах частот 0...50 Гц. Подальше збільшення частоти, не зважаючи на зростання струму, що проходить через людину, не супроводжується зростанням небезпеки ураження. При частотах 450-500 кГц вірогідність

загальних електротравм практично зникає, але зберігається небезпека опіків дугових і за рахунок проходження струму через тіло людини. При цьому струмові опіки спостерігаються на шкірі і прилеглих до неї тканинах — за рахунок поверхневого ефекту перемінного струму.

Як подразнюючий чинник постійний струм викликає подразнення в тканинах організму при замиканні і розмиканні струму через людину. В проміжку часу між замиканням і розмиканням цієї мережі дія постійного струму зводиться, переважно, до теплової. Перемінний струм викликає більш тривалі інтенсивні подразнення за рахунок пульсації напруги. З цієї точки зору перемінний струм є більш небезпечним. В дійсності ця закономірність зберігається до величини напруги 400-600 В, а при більшій напрузі постійний струм більш небезпечний для людини.

♦ Основними чинниками неелектричиого характеру є шлях струму через людину, індивідуальні особливості і стан організму людини, час, раптовість і иепередбачуваність дії струму.

Шлях струму через тіло людини суттєво впливає на тяжкість ураження. Особливо небезпечно, коли струм проходить через життєво важливі органи і безпосередньо на них впливає.

Якщо струм не проходить через життєво важливі органи, то він може впливати на них тільки рефлекторно, через центральну нервову систему, а вірогідність ураження цих органів менша.

Можливі шляхи струму через тіло людини називають петлями струму: «рука-рука», «голова-ноги», «рука-ноги» і т. ін. Серед випадків з тяжкими і смертельними наслідками частіше спостерігаються петлі «рука-рука» (40%), «права рука-ноги» (20%), «ліва рука-ноги» (17%). Особливо небезпечними є петлі «голова-руки» і «голова-ноги», але трапляються вони досить рідко.

Індивідуальні особливості і стан організму. До індивідуальних особливостей організму, які впливають на тяжкість ураження електричним струмом, при інших рівних чинниках, відносяться чутливість організму до дії струму, психічніособливості та риси характеру людини (холерики, сангвініки, меланхоліки). Аналіз електротравматизму свідчить, що більш чутливі до дії електричного струму холерики і меланхоліки.

Крім індивідуальних особливостей організму тяжкість ураження електричним струмом значною мірою залежить від стану організму. До більш тяжких уражень електричним струмом приводять стан збурення нервової системи, депресії, захворювання шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легенів, різного характеру запалення, що супроводжуються підвищенням температури тіла, пітливість тощо. Більш тяжкі наслідки дії струму чітко спостерігають-

ся в стані алкогольного чи наркотичного сп'яніння організму, а тому допуск до роботи працівників у такому стані забороняється.

Час дії струму. Із збільшенням часу дії струму зменшується опір тіла людини за рахунок зволоження шкіри від поту, електролітичних процесів у тканинах, поширюється пробій шкіри, послаблюються захисні сили організму, підвищується вірогідність снівпадання максимального імпульсу струму через серце з фазою Т кардіоциклу (фазою розслаблення серцевих м'язів), що, в цілому, призводить до більш тяжких уражень.

Чинник раптовості дії струму. Вилив цього чинника на тяжкість ураження обумовлюється тим, що при несподіваному попаданні людини під напругу захисні функції організму не налаштовані на небезпеку. Експериментально встановлено, що якщо людина чітко усвідомлює загрозу можливості потрапити під напругу, то при реалізації цієї загрози значення порогових струмів на 30-50% вищі. І, навпаки, якщо така загроза не усвідомлюється і дія струму проявляється несподівано, то значення порогових струмів будуть меншими.

♦ Чинниками виробничого середовища, які впливають на небез
пеку ураження людини електричним струмом, є температура повітря
в приміщенні, вологість повітря, запиленість повітря, наявність в
повітрі хімічно активних домішок тощо.

З підвищенням температури повітря посилюється потовиділення, розкри-тість пор шкіри, зволожується одяг, взуття. Все це приводить до зниження опору на ділянці включення людини в електричну мережу.

Вологість повітря аналогічно впливає на опір на ділянці включення людини в електричну мережу. Крім того, підвищення вологи знижує опір ізоляції електроустановки, яка є одним із важливих чинників електробезпеки.

Запиленість повітря, особливо струмопровідннм пилом, також негативно впливає на опір ізоляції установки, сприяє переходу напруги на неструмовід-ні частини установки, коротким замиканням тощо і, таким чином, підвищує небезпеку електрої равми.

Забруднення понітряхімічно активними речовинами, а також біологічне середовище, що у він.імлі плісняви утворюється на електрообладнанні, негативно впливає на стан ііоляціїелектроустановок, зменшує опір на ділянці включення людини в електромережу за рахунок зниження перехідного опору між струмовідними частинами і тілом людини і, таким чином, підвищує небезпеку ураження електричним струмом.

За чинниками виробничого середовища ПУЗ виділяють наступні типи приміщень:

♦ гарячі, температура в яких впродовж доби перевищує 35°С;

♦ сухі, відносна вологість в яких не перевищує 60%, тобто знаходиться в
межах оптимальної за гігієнічними нормативами;

♦ вологі, відносна вологість в яких не перевищує 75%, тобто знаходиться
в межах допустимої за гігієнічними нормативами;

♦ сирі, відносна вологість в яких більше 75%, але менше вологості наси
чення;

♦ особливо сирі, відносна вологість в яких близька до насичення, спосте
рігається конденсація пари на будівельних конструкціях, обладнанні тощо;

♦ запилені, в яких пил проникає в електричні апарати та іншіспоживачі
електроенергії і осідає на струмовідні частини, при цьому такі приміщення
діляться на приміщення із струмопровідним і неструмопровідним пилом;

♦ приміщення з хімічно агресивним середовищем, яке приводить до пору
шення ізоляції, або біологічним середовищем, що у вигляді плісняви утворю
ється на електрообладнанні.

3.5.6. Класифікація приміщень за небезпекою електротравм

Відповідно до ПУЗ, приміщення за небезпекою електротравм поділяються на три категорії:

♦ без підвищеної небезпеки;

♦ з підвищеною небезпекою

♦ особливо небезпечні;

Категорія приміщення визначається наявністю в приміщенні чинників підвищеної або особливої небезпеки електротравм. До чинників підвищеної небезпеки відносяться:

♦ температура в приміщенні, що впродовж доби перевищує 35°С;

♦ відносна вологість більше 75%, але менше насичення;

♦ струмопровідна підлога — металева, бетонна, цегляна, земляна тощо;

♦ струмопровідний пил;

♦ можливість одночасного доторкання людини до неструмовідних
частин електроустановки і до металоконструкцій, що мають контакт з
землею.

До чинників особливої небезпеки електротравм відносяться:

♦ відносна вологість, близька до насичення (до 100%);

♦ агресивне середовище, що порушує ізоляцію.

Якщо в приміщенні відсутні чинники підвищеної і особливої небезпеки, то воно відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки електротравм.

При наявності в приміщенні одного з чинників підвищеної небезпеки, таке приміщення відноситься до приміщень підвищеної небезпеки електротравм.

При наявності в приміщенні одночасно двох чинників підвищеної небезпеки або одного чинника особливої небезпеки, приміщення вважається особливо небезпечним.

З наведеного видно, що класифікація приміщень за небезпекою електротравм враховує тільки особливості цих приміщень, стан їх середовища і не враховує електротехнічних параметрів електроустановок.

Категорія приміщень є одним з основних чинників, які визначають вимоги щодо виконання електроустановок, безпечної їх експлуатації, величини напруги, заземлення (занулення) електроустановок. Умови поза приміщеннями прирівнюються до особливо небезпечних.

3.5.7. Причиниелектротравм

Як і при інших видах травм при електротравмах виділяють технічні, організаційно-технічні, організаційні і організаційно-соціальні їх причини.

До технічних причинвідносяться недосконалість конструкції електроустановки і засобів захисту, допущені недоліки при виготовленні, монтажу і ремонті електроустановки. Крім перерахованих, технічними причинами електротравм можуть бути несправності електроустановок і захисних засобів, що виникають в процесі експлуатації установок, невідповідність будови електроустановок і захисних засобів умовам їх застосування, використання електрозахисних засобів з простроченою датою чергових випробувань.

До організаційно-технічних причинвідносяться: невиконання вимог чинних нормативів щодо контролю параметрів та опосвідчення технічного стану електроустановок; помилки в знятті напруги з електроустановок при виконанні в них робіт без перевірки відсутності напруги на електроустановці, на якій працюють люди; відсутність огороджень або невідповідність їх конструкції і розміщення вимогам чинних нормативів та відсутність необхідних плакатів і попереджувальних та заборонних написів; помилки в накладанні і знятті переносних заземлень або їх відсутність.

До основних організаційних причинелектротравм відносяться:

• відсутність (непризначення наказом) на підприємстві особи, від
повідальної за електрогосподарство або невідповідність кваліфікації
цієї особи чинним вимогам;

• недостатня укомплектованість електротехнічної служби праців
никами відповідної кваліфікації;

• відсутність на підприємстві посадових інструкцій для електро
технічного персоналу та інструкцій з безпечного обслуговування та
експлуатації електроустановок;

• недостатня підготовленість персоналу з питань електробезпеки,
несвоєчасна перевірка знань, невідповідність групи з електробезпеки
персоналу характеру робіт, що виконуються;

• недотримання вимог щодо безпечного виконання робіт в елек
троустановках за нарядами-допусками, розпорядженнями та в поряд
ку поточної експлуатації;

♦ неефективний нагляд, відомчий і громадський контроль за дотри
манням вимог безпеки при виконанні робіт в електроустановках та їх
експлуатації.

До основних організаційно-соціальних причин електротравм відносяться змушене виконання не за спеціальністю електронебезпечних робіт, негативне відношення до виконуваної роботи, обумовлене соціальними чинниками, залучення працівників до понадурочних робіт, порушення виробничої дисципліни, залучення до роботи осіб віком до 18 років.

Як безпосередні причини попаданя людей під напругу виділяються:

♦ дотик до неізольованих струмовідних частин електроустановок,
які знаходяться під напругою, або до ізольованих при фактично
пошкодженій ізоляції — 55%;

♦ дотик до неструмовідних частин електроустановок або до елек
трично зв'язаних з ними металоконструкції!, які опинилися під
напругою — 23%;

♦ дія напруги кроку — 2,5%;

♦ ураження через електричну дугу — 1,2%;

♦ інші причини — менше 20%.

3.5.8. Земля як елемент електричної мережі. Напруга кроку

(ІХ

-х

При обриві проводів ПЛЕП і їх контакті з землею, пробої кабельних ліній на землю, замиканні на неструмовідні елементи електроустановок, що мають контакт з землею, доторканні людини, яка стоїть на землі, до струмовідних частин під напругою тощо земля стає елементом електричної мережі замикання на землю.

Структурні елементі можливої мережі замикання на землю та послідовність включення цих елементів в мережу будуть розглянуті нижче (див. 3.5.9). Але в усіх перерахованих випадках в мережах замикання на землю обов'язковим є структурний елемент «земля».

Земля є специфічним провід-

о Рис. 3.3. Розподіл потенціалів на поверхні землі навколо напівсферичного заземлювача

ником електричного струму — неоднорідним і нелінійним зі змінною площею поперечного перерізу. Тому при проходженні

струму по землі на її поверхні виникає специфічне поле потенціалів, характер якого визначається конструкцією заземлювача, властивостями грунту тощо.

Більш детально зупинемось на явищі протікання струму в землі для напівсферичного заземлювача, який знаходиться на поверхні землі (рис. 3.3)

Для такого заземлювача за умови однорідності і електричної ізотропності грунту можна вважати, що струм у всіх напрямках буде розтікатися рівномірно — як показано стрілками на рисунку, і буде дорівнювати Іу Виділимо на відстані х від центру заземлювача елемент папівсферічної форми, товщина якого ах. Падіння напруги на цьому елементі й\] при проходженні струму Із визначиться за формулою

(3.1)

тобто буде дорівнювати добутку струму на опір,

де р — питомий опір землі, Омм;

Ах — товщина виділеного шару землі або довжина провідника;

2Л.Г² — площа поперечного перерізу провідника.

Потенціал ф_А в точці А на поверхні землі відносно нульового потенціалу землі або падіння напруги на поверхні землі від точки А до нескінченості визначиться як

(3.2)

Відповідно до (3.2) потенціал на поверхні заземлювача ц>₃(х = г -радіус заземлювача) дорівнює

(3.3)

•■-'■&•

Розділивши ц>_х на ц>₃, отримаємо вираз:

(3.4)

Добуток ф_з • г є величиною сталою для конкретних умов. Позначивши його через К, отримаємо вираз

ф —Л — , V¹-''*-'/

тобто рівняння гіперболи.

Таким чином, розподіл потенціалів на поверхні землі навколо напівсферичного заземлювача відповідає закону гіперболи, а значен-

ня потенціалів зменшуються від свого максимального значення ц>_з до нуля при віддаленні від заземлювача — рис. 3.3.

Практично зона підвищених потенціалів на поверхні землі відносно її нульового потенціалу при замиканні на землю через напівсферичний заземлювач і однорідному грунті обмежується колом радіусом близько 20 м. Переміщуючись в цій зоні, людина попадає під так звану напругу кроку— напругу між двома точками на поверхні землі, які знаходяться одна від одної на відстані кроку і на яких одночасно стоїть людина.

З наближенням до заземлювача величина крокової напруги зростає і при напрузі мережі живлення 0,4 кВ вона може бути небезпечною для людини. Тому «Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів» при наявності замикання на землю забороняють наближатися до місця замикання ближче 8 м поза приміщенням і 4 м в приміщенні без застосування засобів захисту - діелектричні боти, калоші, суха дошка тощо.

=/-

(3.6)

В загальному виді величина напруги кроку може бути визначена як різниця між ф^ та ф_г ₊ _а, де а величина кроку, м, відповідно до чого

2пх 2п(х+а) 2пх\х+а)

Рис. 3.4. Крива розподілу потенціалів при контурному заземлювачі та можливі величини напруги кроку (ІІк) і доторкання '"

тобто величина напруги кроку прямо пропорційна силі струму замикання на землю, питомому опору провідника (земля) та величині кроку і обернено пропорційна відстані від заземлювача.

Форма зони підвищених потенціалів на поверхні землі і розподіл потенціалів у цій зоні залежать від конструкції заземлювача.

При контурній конструкції заземлювача розподіл потенціалів на поверхні землі має вигляд, наведений на рис. 3.4. Така конструкція заземлювача забезпечує зменшення перепадів потенціалу на поверхні землі (підлоги) всередині контура і, як наслідок, зменшення можливої напруги кроку.

І тільки за межами контура характер кривої розподілу потенціалів подібний до кривої розподілу потенціалів для одиночного напівсфе-ричного заземлювача.

3.5.9. Фізичні основиелектробезпеки

Яквідзначалося вище, величина струму, що проходить через тіло людини при її попаданні під напругу, найбільшою мірою визначає тяжкість ураження. Для розробки технічних і організаційно-технічних заходів і засобів профілактики електротравм важливо знати, від яких конструктивних особливостей електроустановок, їх робочих параметрів і стану залежить можлива величина струму, що проходить через людину при попаданні її під напругу. Крім того, важливо, щоб весь електротехнічний персонал, усі працівники, робота яких повяза-на з експлуатацією електроустановок, чітко розуміли, чим обумовлена та чи інша вимога з електробезпеки і що є її причиною. Таке знання, розуміння вимог чинних нормативів з електробезпеки сприятиме дотриманню їх працівниками. Якраз розуміння цих вимог відрізняє працівників п'ятої групи з електробезпеки від четвертої і є обов'язковою складовою їх професійної підготовки з питань безпеки.

В реальній лінії електропередачі (ЛЕП) (повітряній чи кабельній) опір ізоляції проводів відносно землі розподіляється по всій довжині ЛЕП — опорні, підвісні, натяжні ізолятори, ізоляція кабелю. Чим більше протяжність ЛЕП тим більше ізоляторів, які працюють паралельно, і менший загальний опір ізоляції проводів відносно землі. Необхідний опір ізоляції регламентується чинними нормативами. На практиці ізоляція струмопроводів ЛЕП виконується з реальних діелектриків, питомий опір яких не дорівнює нескінченості. Внаслідок старіння ізоляції з часом, ЇЇ частого зволоження, забруднення, нагрівання, дії агресивного середовища тощо питомий опір ізоляції знижується. Тому кожна ділянка ЛЕП має опір ізоляції певного значення або провідність, яка відрізняється від нуля, а при роботі реальної ЛЕП мають місце постійні втрати струму (виток струму) через ізоляцію і землю. Таким чином, не зважаючи на наявність ізоляції,

токопроводи електромережі електрично зв'язані між собою і землею провідниками (ізоляцію) з великим опором.

Крім того, два провідники, розділені будь-яким діелектриком, в тому числі і проводи ЛЕП, мають властивість накопичувати вільні електричні заряди одинакової величини і різного знаку, якщо їх хоч на деякий час підключити до джерела електроенергії, тобто створити в розділяючому їх просторі електричне поле. При цьому величина накопичених зарядів пропорційна напрузі між провідниками, залежить від геометричних розмірів електродів (проводів — пластин конденсатора) та діелектричної проникності діелектрика, що розділяє електроди.

Відповідно до зазначеного вище, кожна ділянка ЛЕП, що знаходиться під напругою, крім опору ізоляції має певну ємність відносно землі.

Тому при дотиці людини до неізольованої струмовідної частини (проводу тощо) функціонуючої електромережі струм через людину обумовлюється величиною напруги дотику і ємністю відміченої вище системи, тобто

К - іа ⁺ То А (37)

де: І_А — складова струму, обумовлена напругою дотику, А; І_с — ємнісна складова струму замикання на землю, А.

Ємнісна складова струму через людину при попаданні під напругу в розгалужених мережах може досягати небезпечних для людини значень. Тому навіть при відключенні мережі від джерела живлення для ремонтно-профілактичних робіт тощо, необхідно заземлити кожен провід переносним заземленням і тільки після цього та перевірки відсутності напруги допускати персонал до роботи.

Метою даного підрозділу підручника і є саме з'ясування впливу конструктивних особливостей електроустановок, їх робочих параметрів і стану ізоляції на величину струму, що проходить через людину, при попаданні її під напругу, тобто на небезпеку ураження її струмом. Спробуємо з'ясувати ці питання на окремих прикладах.

Однофазна мережа, ізольована від землі. На рис. 3.5 наведена принципова схема однофазної мережі, ізольованої від землі.

З метою більшої наочності схема дещо ідеалізована порівняно з реальною — опір ізоляції проводів відносно землі і їх ємність показано зосереджено.

Як видно із схеми рис. 3.5, а, проводи 1 і 2 однофазної мережі, ізольованої від землі, електрично зв'язані між собою через опори ізоляції г. та г₂ і землю, що і породжує згадані вище втрати на витоки струму.

При доторканні до проводу 1 людина, по суті, підключається до цієї мережі витоку струму паралельно г_{, вносячи, таким чином, певні зміни в цю мережу від проводу 1 до землі. Від землі до проводу 2 мережа витоку струму не міняється і весь струм витоку, враховуючи і підключення людини, проходить через г₂. Якщо знехтувати ємнісною складовою струму через людину (див. 3.5 за умови С_{ = С₂ = 0), що

не залежить від опору тіла людини і визначається опором ізоляції про-вода 2 відносно землі.

У випадку пошкодження ізоляції проводу 2 (схема б, рис. 3.5) і дотику людини до проводу з непошкодженою ізоляцією в мережі, що розглядається, на ділянці «земля - провід 2» з'являється додатковий, паралельний г₂ токопровід г_2зм (пробій ізоляції), опір якого значно менше г₂. Це приводить до зменшення опору на ділянці «земля - провід 2», зростання струму в мережі, в цілому, і, як наслідок, зростання струму, що проходить через людину.

Для визначення величини струму, що проходить через людину, в розрахунковій схемі рис. 3.5, б замінимо паралельні опори г₂ і г_2зм рівнозначним їм еквівалентним опором

В (3.13) друга складова в знаменнику завідомо менша К_л, знаменник, в цілому, як мінімум на 2 порядки менше знаменника у виразі (3.12), а струм, що проходить через людину, буде більший, ніж в (3.12).

В ізольованій від землі мережі при доторканні людини до проводу з непошкодженою ізоляцією («здорового» проводу) і наявності проводу з пошкодженою ізоляцією («хворого» проводу) величина струму, що проходить через людину, буде значно бічьшою, ніж при відсутності пошкодження ізоляції.

Таким чином, в мережах, ізольованих від землі, величина опору ізоляції є одним з важливих чинників небезпеки електротравм. У зв'язку з цим, відповідно до ПУЗ, в мережах, ізольованих від землі, повинен здійснюватися жорсткий контроль опору ізоляції на реєстрацію, на сигнал або на автоматичне відключення залежно від небезпеки електротравм. Так, у гірничо-добувній промисловості і на торфорозробках повинні застосовуватися мережі, ізольовані від землі, з обов'язковим

постійним на автоматичне відключення контролем опору ізоляції.

У випадку пошкодження ізоляції проводу 1 (рис. 3.5, в) і дотику людини до цього проводу, паралельно людині і г₁ в мережі з'являєть-

(3.16)

Дійсно, порівнюючи вираз (3.12) для величини струму, що проходить через людину, при нормальному режимі роботи електроустановки в однофазній мережі і вираз (3.16), бачимо, що в трифазній мережі І_л, практично, в три рази більше.

В трифазній мережі пошкодження опору ізоляції будь-якого фазною проводу впливає па величину струму через людину, яка потрапила під напругу, таким же чином, як і в однофазній мережі: доторкання до фазного проводу з непошкодженою ізоляцією, при пошкодженні ізоляції інших фазних проводів, більш небезпечне, ніж доторкання до проводу з пошкодженою ізоляцією при непошкодженій ізоляції інших фазних проводів. У зв'язку з цим проблема контролю стану Оізоляції у трифазній мережі, ізольованій від землі, є такою ж актуальною, як і в одіюфазній, розглянутій вище.

В правій частині схеми (рис. 3.6, б) розглянуто можливий варіант доторкання людини до корпусу споживача електроенергії, який опинився під напругою в результаті пошкодження ізоляції фази 1. При незаземленій установці таке доторкання рівнозначне першому варі-

анту (а), виникне подібна першому варіанту (а) мережа, а величина струму, що проходить через людину, визначиться виразом (3.16). Якщо ж неструмовідні частини попередньо заземлити, то паралельно можливому включенню людини буде провідник «корпус-земля» і струм замикання на землю буде розподілятися між цим провідником і тілом людини зворотно пропорційно їх опорам. При малому значенні опору заземлення, останнє, практично, шунтує людину і забезпечує, таким чином, її захист на випадок пошкодження ізоляції споживача електроенергії і переходу напруги на неструмовідні частини електроустановки. Такий технічний засіб захисту називається захисним заземленням. Але функції захисного заземлення не обмежуються тільки шунтуванням людини.

При функціонуванні заземлення має місце протікання струму в землі, а, відтак, на її поверхні в радіусі близько 20 м від заземлювача виникає зона підвищених потенціалів відповідно до рис. 3.3, розподіл потенціалів в якій характеризується пунктирною кривою рис. 3.6, б.

Якщо заземлювач знаходиться від споживача енергії на відстані менше 20 м (рис. 3.6, б), то напруга дотику, під яку попадає людина, буде визначатись різницею потенціалів корпуса споживача електроенергії і поверхні землі, де стоїть людина. Таким чином, правильно виконане захисне заземлення не тільки шунтує людину, а і зменшує напругу дотику, як показано на рис. 3.6, б. Чим ближче буде заземлювач до місця знаходження людини при її дотику до корпуса обладнання, що опинився під напругою, тим меншою буде Ц-_)от. При знаходженні заземлювача від споживача електроенергії на відстані, більшій 20 м, захисне заземлення буде зменшувати тільки струм, що проходить через людину.

Принаявності заземлення у варіанті рис. 3.6, б величина струму, що проходить через людину, визначається як

І_л =-- г^гтГ' ^(ЗЛ7)

г> , 'із , ^ЛЛ 'із

заз

де г_заз— опір заземлюючого пристрою розтіканню струму, Ом.

Вище, переходячи до розгляду правої частини рис. 3.6 (дотик людини до корпусу електроустановки, який знаходиться під напругою в результаті пошкодження ізоляції) ми ототожнювали з дотиком до того ж фазного проводу, а величина струму, що проходить через людину, мала визначатися виразом (3.16).

Але за наявності заземлення корпусу фактична величина струму, що проходить через людину, практично на 2 порядки менше — третя складова в знаменнику виразу (3.17) знаходиться в межах 1О⁷...1О⁸ Ом.

Для з'ясування ролі захисного заземлення у даному випадку доцільно порівняти вирази (3.17) і (3.14). Знаменники цих виразів досить подібні, а захисне заземлення можна розглядати як заздалегідь виконане замикання фазного проводу, до якого може доторкнутися людина, на землю, яке реалізується при переході напруги на неструмовідні елементи заземленої електроустановки.

Трифазна чотирипровідна мережа з глухозаземленою ней-траллю. На рис. 3.7 наведена принципова схема трифазної чотири-провідної мережі з глухозаземленою нейтраллю, на якій розглядається два варіанти попадання людини під напругу:

• перший варіант (рис. 3.7, а) — доторкання людини до фазного
проводу при непошкоджсній ізоляції інших фазних проводів;

• другий варіант (рис. 3.7, б) — доторкання людини до корпусу спо
живача електроенергії при пошкодженні ізоляції і переході напруги
на неструмовідні частини за відсутності доторкання людини у лівій
частині рис. 3.7.

Нейтраль вторинної обмотки трансформатора, від якого живиться мережа, заземлена через г₀ « К_л. При доторканні людини до фазного проводу 1 утворюється мережа струму провід 1 - людина - земля - г₀ -фаза 1, в якій всі елементи з'єднані послідовно. Величина струму в цій мережі, а значить і величина струму, що проходить через людину ІЛ, визначиться виразом

(3.18)

В знаменнику цього виразу К_л знаходиться в межах 10³ Ом, г_зем, г₀, ч. і ч_п — в межах десятків Ом. Тому можна вважати, що людина попадає, практично, під фазну напругу ( Ц_дот = Иф), а величина струму залежить, в основному, від К_л.

Порівнюючи значення І_л відповідно до (3.18) із значеннями І_л в мережах, ізольованих від землі —вирази (3.12) і (3.16), приходимо до висновку, що величина струму, що проходить через людину, яка потрапила під напругу, в мережі з заземленою нейтраллю на 2 порядки більша. Співставлешія виразів (3.13) і (3.18) свідчить, що в мережі з заземленою нейтраллю при дотиці людини до фазного проводу небезпека ураження людини електричним струмом (І_л) практично така, як і в мережах, ізольованих від землі при доторканні людини до фазного проводу з непошкодженою ізоляцією (до «здорової» фази) при наявності пошкодження ізоляції інших фаз (при наявності «хворих» фаз). Підвищена небезпека ураження електричним струмом в цих обох випадках - вирази (3.13) і (3.18) - обумовлюється одним і тим чинником - відсутністю в мережі струму, що проходить через людину, опору ізоляції.

В трифазній чотирипровідній мережі з глухозаземленою нейтраллю при дотику людини до корпусу електрообладнання, який знаходиться під напругою в результаті замикання на корпус (рис. 3.7, б), виникає, практично, така сама мережа струму замикання на землю, як і у випадку, наведеному на рис. 3.7, а, при величині струму, що проходить через людину, відповідно до (3.18).

Для захисту людини від ураження електричним струмом у даному випадку, як і в мережі, ізольованій від землі (рис. 3.6), здавалося б за доцільне застосування захисного заземлення, як показано пунктиром на рис. 3.7, б.

Тут доречно відзначити, що захисне заземлення застосовується з метою зменшення І_л і ІІ_дот і не розраховане на аварійне відключення

споживача при замиканні на корпус. Тому корпус певний час може знаходитись під напругою до усунення пошкодження ізоляції або до поглиблення аварійної ситуації і спрацювання інших видів захисту -від короткого замикання, максимального струмового тощо. І якщо в цей період за якихось обставин трапиться пошкодження мережі захисного заземлення, то створиться небезпечна ситуація щодо можливості електротравм. Таким чином, захисне заземлення не є досить надійним захистом щодо профілактики електротравм.

Враховуючи особливості електричної мережі з заземленою нейтраллю і нульовим проводом, більш ефективним засобом попередження електротравм при замиканні на корпус у даному випадку вважається занулення - навмисне електричне з'єднання неструмовідних елементів електроустановки, які можуть опинитися під напругою в результаті замикання на корпус, з нульовим проводом - див. рис. 3.7, б.

При наявності занулення і замиканні на корпус (зк на рис. 3.7) утворюється мережа струму: фазний провід 1 — корпус обладнання— нульовий з'єднувальний провідник — нульовий провід паралельно з землею, який через кожні 200 м повторно заземлюється (пз на рис. 3.7) для забезпечення цілісності мережі струму, — фаза 1. У цій мережі фаза замкнута провідниками за відсутності навантаження, тобто це, практично, коротке замикання фази. Спрацьовує захист від короткого замикання (зпп — запобіжники плавкі на рис. 3.7 або інші автоматичні пристрої) і пошкоджена електроустановка відключається від джерела живлення, що і забезпечує попередження електротравм у подібних випадках.

Таким чином, згідно з зазначеним вище, до основних чинників, які впливають на тяжкість ураження електричним струмом (на І_л) при попаданні людини під напругу, можна віднести:

♦ величину напруги мережі живлення, В;

♦ величину напруги дотику і/_аот, В;

♦ конструктивні особливості мережі живлення — кількість фаз і
режим нейтралі;

♦ величину опору і стан ізоляції — перш за все в мережах живлен
ня, ізольованих від землі;

♦ протяжність і розгалуженність мережі живлення, які впливають
на г^ і ємність відносно землі.

Вплив перелічених чинників і особливостей виробничого середовища експлуатації електроустановок на небезпеку електротравм враховується при розробці нормативних актів з питань електробезпеки, технічних і організаційних заходів і засобів попередження електротравм та електрозахисних засобів.

3.5.10.Системи засобів і заходів щодо електробезпеки

Виділяють три системи засобів і заходів забезпечення електробезпеки:

• система технічних засобів і заходів;

• система електрозахисних засобів;

• система організаційно-технічних заходів і засобів.

Система технічних засобів і заходів з електробезпеки. Технічні засоби і заходи з електробезпеки реалізуються в конструкції електроустановок при їх розробці, виготовленні і монтажі відповідно до чинних нормативів. За своїми функціями технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки діляться на дві групи:

• технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при нор
мальному режимі роботи електроустановок;

• технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при ава
рійних режимах роботи електроустановок.

Основні технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають:

• ізоляція струмовідшіх частин;

• недоступність струмовідних частіш:

• блоківки безпеки;

• засоби орієнтації в електроустановках;

• виконання електроустановок, ізольованими від землі;

• захисне розділення електричних мереж;

• застосування малих напруг;

• компенсація ємнісних струмів замикання на землю;

• вирівнювання потенціалів.

З метою підвищення рівня безпеки, залежно від призначення, умов експлуатації і конструкції велектроустановках застосовується одночасно декілька з перелічених технічних засобів і заходів.

Ізоляція струмовідних частин. Забезпечує технічну працездатність електроустановок, зменшує вірогідність попадань людини під напругу, замикань на землю і на корпус електроустановок, зменшує струм через людину при доторканні до неізольованих струмовідних частин в електроустановках, що живляться від ізольованої від землі мережі.

ГОСТ 12.1.009-76 виділяє ізоляцію:

• робочу — забезпечує нормальну роботу електроустановок і захист від
ураження електричним струмом;

• додаткову — забезпечує захист від ураження електричним струмом на
випадок пошкодження робочої ізоляції;

• подвійну — складається з робочої і додаткової;

• підсилену — поліпшена робоча ізоляція, яка забезпечує такий рівень
захисту, як і подвійна.

При розробці електроустановок опір ізоляції приймається в межах 1 кОм/В, якщо технічними умовами не передбачені більш жорсткі вимога відповідно до чинних актів. З метою забезпечення працездатності електроустановок і безпечної їх експлуатації проводиться контроль стану ізоляції, який характеризується електричною міцністю ізоляції, її електричним опором і діелектричними втратами. В установках напругою більше 1000 В проводять усі види випробувань ізоляції, а при напрузі до 1000 В — тільки електричний опір і електричну міцність. Виділяють приймально-здавальні випробування, післяремонтні (реконструкція і капітальний ремонт) і міжремонтні в терміни, встановлені чинними нормативами залежно від типу електроустановки і умов її експлуатації. Так, опір ізоляції переносних світильників, що живляться від електромережі і електрифікованого ручного інструменту контролюється кожні 6 місяців, зварювального обладнання — кожні 12 місяців. При цьому опір ізоляції має бути не менше 0,5 МОм, а для електрифікованого інструменту 1 МОм.

Забезпечення недоступності струмовідних частин. Статистичні дані щодо електротравматизму свідчать, що більшість електротравм пов'язана з дотиком до струмовідних частин електроустановок (близько 56%). Основними заходами забезпечення недоступності струмовідних частин є застосування захисних огороджень, закритих комутаційних апаратів (пакетних вимикачів, комплектних пускових пристроїв, дистанційних електромагнітних приладів управління споживачами електроенергії тощо), розміщення неізольованих струмовідних частин на висоті, недосяжній для ненавмисного доторкання до них інструментом, різного роду пристосуваннями, обмеження доступу сторонніх осіб в електротехнічні приміщення тощо.

Застосування блоківок безпеки. Блоківки безпеки застосовуються в електроустановках, експлуатація яких пов'язана з періодичним доступом до огороджених струмовідних частин (випробувальні і дослідні стенди, установки для випробування ізоляції підвищеною напругою), в комутаційних апаратах, помилки в оперативних переключеннях яких можуть призвести до аварії і нещасних випадків, в рубильниках, пусковій аппаратурі, автоматичних вимикачах, які працюють в умовах підвищеної небезпеки (електроустановки на плавзасобах, в гірничо-добувній промисловості) тощо.

Призначення блоківок безпеки: унеможливити доступ до неізольованих струмовідних частин без попереднього зняття з них напруги, попередити помилкові оперативні та керуючі дії персоналу при експлуатації електроустановок, не допустити порушення рівня електробезпеки та вибухозахисту електрообладнання. Основними видами блоківок безпеки є механічні, електричні і електромагнітні.

Механічні блоківки безпеки виконуються, переважно, у вигляді механічних конструкцій (стопори, замки, пружинно-стрижньові і гвинтові конструкції тощо), які не дозволяють знімати захисні огородження електроустановок, відкривати комутаційні апарати тощо без попереднього зняття з них напруги.

Електричні блоківки забезпечують розрив мережі живлення спеціальними контактами, змонтованими на дверах огородження, розподільчих щитів і

шаф, кришках і дверцях кожухів електрообладнання. При дистанційному управлінні електроустановкою ці контакти доцільно включати в мережу управління пускового апарату послідовно з органами пуску. В такому разі подача напруги на установку органами пуску буде неможливою до замикання контактів електричних блоківок.

До одного з варіантів електричних блоківок можна віднести дрібноблочне виконання електричних апаратів, щитів і пультів управління з застосуванням закритих штепсельних роз'ємів. При видаленні такого блоку з загального корпусу пульта (стійки) штепсельні роз'єми розмикаються і напруга з блоку знімається автоматично.

Електромагнітні блоківки безпеки вимикачів, роз'єднувачів, заземляю-чих ножів використовуються на відкритих і закритих розподільчих пристроях з метою забезпечення необхідної послідовності вмикання і вимикання обладнання. Вони виконуються, переважно, у вигляді стрижньових електромагнітів. Стрижень електромагніту при знеструмленні його обмотки під дією пружини заходить в гніздо корпуса органа управління електроустановки, що не дозволяє маніпулювання цим органом. При подачі напруги на обмотку електромагніта осердя останнього втягується в котушку електромагніта, що забезпечує розблокування органа управління електроустановкою і можливість необхідних маніпулювань цим органом.

Засоби орієнтації в електроустановках дають можливість персоналу чітко орієнтуватися при монтажі, виконанні ремонтних робіт і запобігають помилковим діям. До засобів орієнтації в електроустановках відносяться маркування частин електрообладнання, проводів і струмопроводів (шип), бирки на проводах, забарвлення неізольованих струмовідних частин, ізоляції, внутрішніх поверхонь електричних шаф і щитів керування, попереджувальні сигнали, написи, таблички, комутаційні схеми, знаки високої електричної напруги, знаки попереджувальні тощо.

Попереджувальні сигнали використовують з метою забезпечення надійної інформації про перебування електрообладнання під напругою, про стан ізоляції та пристроїв захисту, про небезпечні відхилення режимів роботи від номінальних тощо. Світловою сигналізацією обладнуються в електроустановках напругою понад 1000 В комірки роз'єднувачів, масляних вимикачів, трансформаторів. У ввідних шафах комплектних трансформаторних підстанцій незалежно від величини напруги передбачається попереджувальна сигналізація станів «Включено» і «Виключено».

Виконання електричних мереж, ізольованими від землі. Як зазначалося вище (3.5.9), в мережах, ізольованих від землі, при однофазному включенні людини під напругу і відсутності пошкодження ізоляції інших фаз, величина струму, що проходить через людину, визначається опором ізоляції фаз відносно землі, який, щонайменше, становить 10⁵ Ом. Таким чином, виконання мереж, ізольованими від землі, обмежує величину струму, що проходить через людину, за рахунок опору ізоляції фаз відносно землі за умови забезпечення необхідного стану ізоляції. При наявності фаз з пошкодженою ізоляцією і

доторканні людини до фазного проводу з пспошкодженою ізоляцією величина струму, що проходить через людину, значно зростає. Тому застосування мереж, ізольованих від землі, вимагає обов'язкового контролю опору ізоляції.

В особливо небезпечних умовах щодо електротравм такий контроль повинен бути постійним з автоматичним відключенням електроустановок з пошкодженою ізоляцією. Відповідно до чинних нормативів у гірничо-добувній промисловості і на торфорозробках виконання електромереж, ізольованими від землі, є обов'язковим. На промислових підприємствах, підприємствах невиробничої сфери, у сільськогосподарському виробництві, побуті тощо застосовуються, зазвичай, мережі з глухозаземленою нейтраллю.

Захисне розділення електричних мереж. Загальнийопір ізоляції проводів електричної мережі відносно землі і ємнісна складова струму замикання наземлю залежать від протяжності мережі і її розгалуженості. Із збільшенням протяжності і розгалуженості мережі г-_а зменшується (паралельна робота ізоляторів, накопичення дефектів тощо) і збільшується ємність. Розділення такої протяжної мережі на окремі, електрично незв'язані між собою, частини за допомогою трансформаторів з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці, сприяє підвищенню опору ізоляції і зменшенню ємності і, як результат, приводить до підвищення рівня безпеки.

Захисне розділення електричних мереж може реалізовуватись як в межах електричних систем так і в межах окремих підприємств. Зокрема, воно може реалізовуватися при переході від мережі з глухозаземленою нейтраллю до мережі, ізольованої від землі. Прикладом реалізації варианту переходу від мережі з глухозаземленою нейтраллю до мережі, ізольованої від землі, є застосування розділяючих трансформаторів.

Принципова схема розділяючого трансформатора як засобу захисту в установках напругою до 1000 В при виконанні робіт в особливо небезпечних умовах щодо електротравм приведена на рис. 3.8.

При реалізації схеми розділяючого трансформатора як засобу захисту необхідно дотримуватися наступних вимог безпеки:

• підвищена надійність конструкції і ізоляції;

• від трансформатора дозволяється живлення тількі одного споживача
електроенергії з номінальним струмом плавкої вставки не більше 15А;

• заземлення вторинної обмотки трансформатора не допускається;

• корпус трансформатора заземлюється чи занулюється залежно від режи
му нейтралі мережі живлення трансформатора;

• напруга на низькийстороні трансформаторів обмежується величиною 380 В.
Застосування малих напруг. До малих напруг відносяться напруги 42 В і

менше змінного струму частотою 50 Гц і 110 В і менше постійного струму.

Чинні нормативні документи виділяють два діапазони малих напруг змінного струму: 12 В і 42 В. Напруга до 42 В змінного і до 110 В постійного струму застосовується в приміщеннях з підвищеною небезпекою електротравм, особливо небезпечних і поза приміщеннями для живлення ручного електрифікованого інструменту, ручних переносних ламп, світильників місцевого освітлення з лампами розжарювання, в яких конструктивно не виключена можливість контакту сторонніх осіб із струмовідними частинами, світильників загального освітлення з лампами розжарювання при висоті підвісу світильників меншій 2,5 м.

Напруга до 12 В змінного струму повинна застосовуватися для живлення від мережі переносних світильників в особливо небезпечних умовах щодо електротравм: металеві, бетонні, залізобетонні та інші ємкості, кабельні та інші енергетичні підземні комунікації, оглядові ями, вентиляційні камери, теило-пунктитощо. Для живлення таких світильників перевагу слід віддавати стаціонарним електричним мережам напругою 12 В. Розетки для підключення світильників в таких мережах конструктивно мають відрізнятися від розеток на більші діапазони напруги. За недоцільності виконання стаціонарних мереж напругою 12 В допускається застосування понижуючих трансформаторів. Принципова схема такого типу трансформаторів наведена на рис. 3.9.

З метою забезпечення надійного захисту, понижуючі трансформатори, як засоби захисту, повинні мати електрично не зв'язані обмотки високої і низької сторони (не типу автотрансформаторів з однією обмоткою), розділені екраном. Для захисту від переходу високої напруги на низьку сторону один із виводів вторинної обмотки заземлюється через пробивний запобіжник.

Компенсація ємнісноїскладової струму замикання на землю. Як відзначалося раніше (див. 3.5.9), струм однофазних замикань на землю, як і струм, що проходить через людину, при однофазному дотиці до струмовідних частин, оцінюється активною і ємнісною складовими. Так, ємність кожного проводу повітряної мережі 6...35 кВ складає приблизно 5000...6000 пФ/км, а ємнісний струм на 1 кВ лінійної напруги і на 1 км довжини мережі — 2,7...3,3 мА для мереж на дерев'яних опорах. В мережах на металевих опорах цей струм на 10...15 відсотків більше. В протяжних розгалужених мережах ємнісна складова струму, що проходить через людину, може перевищувати активну і бути визначальною в тяжкості ураження людини електричним струмом. Крім того, значні ємності мереж напругою більше 1000 В негативно впливають на ізоляцію мережі, викликають перенапруг}' в ізоляції, що може приводити до її перекриття.

Для зменшення ємнісної складової струму замикання на землю застосовують компенсаційні котушки (реактори), які включаються між нейтраллю мережі і землею - рис. 3.10.

Активний опір реактора г₀ близький до г₁₍ фазних проводів відносно землі. В тойже час, при певних співвідношеннях індуктивності реактора і ємності мережі її ємнісний струм можна компенсувати індуктивним струмом при резонансі струмів в мережі. Для налагодження на ємність мережі індук-

тивність реактора змінна. В конструкціях реакторів окремих типів можливе автоматичне налагодження їх індуктивності на ємність мережі для забезпечення резонансу струмів.

Вирівнювання потенціалів. Застосовується з метою зниження можливих напруг дотику (£/_Л)„,, В) і кроку (£/ , В) при експлуатації електроустановок або попаданні людини під ці напруги за інших обставин. Вирівнювання потенціалів досягається за рахунок навмисного підвищення потенціалу опорної поверхні, на якій може стояти людина, до рівня потенціалу струмовідних частин, яких вона може торкатися (зменшення Ц_ь,„), або за рахунок зменшення перепаду потенціалів на поверхні землі чи підлозі приміщень в зоні можливого розтікання струму (зменшення І!_к ).

Прикладом вирівнювання потенціалів з метою зниження ІІдот може бути тимчасове електричне з'єднання ізольованої від землі колиски телескопічної пересувної автовежі з фазним проводом ПЛ електропередач при пофазному виконанніпрофілактичних робіт без зняття напруги. За таких умов потенціали поверхні, на якій стоїть людина, і струмовідних частин будуть рівні і ІІ_дот = 0.

Іншим варіантом вирівнювання потенціалів є спорудження в грунті по всій території відкритих електропідстанцій чи відкритих розподільчих пристроїв (ВРП) заземлюючого пристрою з певним розміщенням вертикальних заземлювачів, з'єднаних металевими смугами, подібно рис. 3.4. При замиканні на корпус будь-якого з апаратів, розміщених на підстанції, ного потенціал відносно землі передається на неструмовідні частини інших апаратів, оскільки останні приєднані до одного заземлювача. Це створює небезпеку обслуговуючому персоналу. Наявність заземлюючого пристрою по всій території ВРП сприяє зменшенню напруги дотику і кроку, див. рис. 3.4.

Технічні заходи попередження електротравм при переході напруги на неструмовідні частини електроустановок. Поява напруги на неструмовідних частинах електроустановок пов'язана з пошкодженням ізоляції і замиканням на корпус. Основними технічними заходами щодо попередження електротравм при замиканнях на корпус є захисне заземлення, занулення, захисне відключення.

Захисне заземлення. Відповідно до ГОСТ 12.1.009-76 захисне заземлення — це навмисне електричне з'єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмовідних частин, які можуть опинитися під напругою. Принципова схема захисного заземлення наведена на рис. 3.6, права частина. Захисне заземлення застосовується в електроустановках, що живляться від ізольова^ ної від землі мережі напругою до 1000 В і в електроустановках напругою більше 1000 В незалежно від режиму нейтралі мережі живлення. Захисне заземлення забезпечує паралельно можливому включенню людини в мережу замикання на землю струмопровід малого опору (шунт), за рахунок чого зменшується струм, що проходить через людину. Крім того, захисне заземлення при правильному його виконанні зменшує Ії_дот, див. рис. 3.6, б.

Захисному заземленню підлягають:

• електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму і 440 В і

більше постійного струму в усіх випадках незалежно від категорії приміщенії (умов) щодо небезпеки електротравм;

♦ електроустановки напругою більше 42 В змінного струму і більше 110 В
постійного струму в приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою
електротравм, а також електроустановки поза приміщеннями;

♦ всі електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах
(з метою попередження вибухів).

Відповідно до зазначеного заземлюються;

♦ неструмовідні частини електричних машин, апаратів, трансформаторів;

♦ каркаси розподільчих щитів, шаф, щитів управління, а також їх знімні
частини і частини, що відкриваються, якщо на них встановлено електроо
бладнання напругою більше 42 В змінного і більше 110 В постійного струму.

♦ металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні короби
та інші кабельні конструкції, металеві кабельні муфти, металеві гнучки рука
ви і труби електропроводки, електричні світильники;

♦ металоконструкції виробничого обладнання, на якому є споживачі
електроенергії;

♦ опори повітряних ліній електропередач тощо.

Не заземлюються неструмовідні частини електроустановок, розміщених на заземлених металоконструкціях, за умови надійного контакту між ними, за винятком електроустановок, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах.

Ефективність захисного заземлення залежить від опору заземлюючого пристрою проходженню струму замикання на землю.

Відповідно до чинних нормативів величина опору заземлюючого пристрою в установках напругою до 1000 В не повинна перевищувати:

♦ 10 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) 100 кВА
і менше;

♦ 4 Ом при сумарній потужності генераторів (трансформаторів) більше
100 кВА.

Опір заземлюючого пристрою електроустановок, що живляться від мережі напругою більше 1000 В, повинен бути:

♦ не більше 0,5 Ом в мережах з ефективно заземленою нейтраллю;

♦ в мережах, ізольованих від землі, не більше визначеного з виразу
125//^ і приймається розрахунковим, але не більше 10 Ом.

За величину розрахункового струму замикання на землю І₃_;і приймається найбільший можливий струм замикання на землю в даній електроустановці. В загальному вигляді величина струму замикання на землю при симетричності опору ізоляції і ємності фаз відносно землі:

(3.19)

В установках напругою більше 1000 В при ізольованій від землі мережі розрахункова величина струму замикання на землю:

Конструктивно захисне заземлення включає заземлюючий пристрій і провідник, що з'єднує заземлюючий пристрій з обладнанням, яке заземлюється, — заземлюючий провідник.

Для заземлюючих провідників використовують неізольовані мідні провідники поперечним перерізом не менше 4 мм² або сталеві струмпроводи діаметром 5... 10 мм. Заземлюючі провідники між собою і з заземлюючим пристроєм з'єднуються зварюванням, а з обладнанням, що заземлюється, — зварюванням або за допомогою гвинтового з'єднання з застосуванням антикорозійних заходів. У виробничих приміщеннях заземлюючі провідники прокладаються відкрито, а обладнання приєднується до магістралі заземлення індівідуально шляхом паралельних приєднань.

У випадку контурного заземлення (рис. 3.11, а) в приміщенні відкрито по будівельних конструкціях споруджується внутрішній контур заземлення 4, з яким за допомогою з'єднувальних провідників 2 з'єднуються неструмовідні елементи обладнання 3, що заземлюється. Зовні приміщення в грунті на глибині 0,7... 1,0 м споруджується контурний заземлюючий пристрій 1 (вертикальні електроди, з'єднані горизонтальним електродом).

Внутрішня магістраль заземлення і заземлюючий пристрий з'єднується між собою за допомогою зварювання не менше ніж у двох місцях.

При виносному заземленні заземлюючий пристрій 1 споруджується поза приміщеннями, а внутрішні магістралі заземлення окремих приміщень приєднуються до заземлюючого пристрою заземлюючими провідниками.

Смугова сталь використовується, переважно, для спорудження групових заземлювачів для заземлення будівельних мобільних приміщень та інших групових пересувних електроустановок, а листова - як індивідуальні заземлюючі пристрої.

При виборі типу заземлюючого пристрою (природний, штучний) і його конструктивних параметрів (розміри електродів, їх кількість, взаємне розміщення і т. ін) необхідно дотримуватися вимог

***** (3.21)

де К і К_д— відповідно фактичний і допустимий опір заземлюючого пристрою, Ом.

При можливості використання природних заземлювачів за умови

Я„ < К_д, (3.22)

де Я_ГІ — опір природного заземлюючого пристрою, Ом, штучні заземлюючі пристрої не споруджуються.

Опір природних заземлювачів залежно від їх геометрії і параметрів підраховується за наведеними в табл. 3.3 формулами.

Якщо опір усіх природних заземлювачів, як паралельних провідників, за підрахунками виявиться більше К_д, в доповнення до останніх споруджується штучний заземлюючий пристрій, необхідний опір якого К_ш визначається виразом

Я_и <«//?„-*„ Ом. (3.23)

Для розрахунку штучного заземлюючого пристрою вибирають тип заземлювача (електрода) і відповідно до табл. 3.5 визначають його опір розтіканню струму К_зґ При К_зі > К_ш визначається необхідна кількість електродів у заземлюючому пристрої, п

» - К,і/*Лі< ^шт' ⁽³'²⁴⁾

де ті_з1 - коефіцієнт взаємного екранування заземлювачів, який може коливатися в межах 0,9...0,3, зменшуючись із збільшенням кількості електродів (и) і зменшенням відстані між ними.

Знаючи п і відстань між Вертикальними електродами, вираховують довжину горизонтального електрода (стрижень чи смуга) і відповідно до табл. 3.3

При К_и _ш < К_д захисне заземлення відповідає вимогам безпеки.

На кожний діючий заземлюючий пристрій повинен бути паспорт, в якому наводиться його схема, дані про результати провірок стану заземлюючого пристрою, проведені ремонтні роботи і конструктивні зміни.

Опір захисного заземлення струму розтікання контролюється в терміни, встановлені чинними нормативами, з веденням відповідної документації: на вугледобувних шах

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Місцеві електричні травми	\|	Безпечні відстані до струмовідних частин, що перебувають під напругою, м

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.055 сек.