Способи і засоби захисту від дії електричного струму

На іспитових стендах та інших установках з підвищеною напругою, де часто працюють люди, застосовуються блокування: механічні й електричні. Механічні блокування знаходять застосування в електричних апаратах – рубильниках, пускачах, автоматичних вимикачах та ін., що працюють в умовах, до яких існують підвищені вимоги безпеки. Електричні блокування здійснюють розрив ланцюга спеціальними контактами, що встановлюються на дверях загорож. При дистанційному керуванні електроустановкою блокувальні контакти включаються в ланцюг керування пускового апарата, а не в силовий ланцюг електроустаткування [48].

Розташування частин, що проводять струм на недоступній висоті або в недоступному місці дозволяє забезпечити безпеку без загорожі. При цьому враховується можливість випадкового дотику до частин під струмом за допомогою довгих предметів, які людина може тримати в руках. Тому поза приміщеннями неізольовані проводи при напрузі до 1000 В повинні бути розташовані на висоті не менше 6 м, а всередині приміщень – не нижче 3,5 м. А для вимкнення перекриття при напрузі 110 кВ люди повинні знаходитися не ближче 1,0 м від струмоведучих частин, при 220 кВ – не ближче 2,0 м, при 400-500 кВ – 3,5 м, при 750 кВ – 5,0 м і 1150 кВ – 8,0 м.

Електричний поділ мереж – це поділ електричної мережі на окремі незв’язані між собою ділянки за допомогою розділювальних трансформаторів. Ця міра захисту застосовується в розгалуженій електричній мережі, що має значну ємність і відповідно невеликий опір ізоляції щодо землі.

Небезпеку ураження можна зменшити, якщо єдину розгалужену мережу з великою ємністю і малим опором ізоляції розділити на ряд невеликих мереж такої ж напруги, що будуть мати невелику ємність і високий опір ізоляції.

Мала напруга – це номінальна напруга не більш 42 В, яка застосовується з метою зменшення небезпеки ураження електричним струмом. Для підвищення безпеки в умовах з підвищеною небезпекою, а також в особливо небезпечних умовах роботи з ручним електроінструментом (дриль, гайковерт та ін.) застосовується напруга 42 В і нижче, а для ручних ламп 12 В. Крім того, у шахтарських лампах і деяких побутових приладах застосовуються дуже малі напруги, аж до 2,5 В.

Як джерела малої напруги застосовуються батареї гальванічних елементів, акумулятори, випрямляючі установки, перетворювачі частоти і знижувальні трансформатори. Застосування автотрансформаторів для цієї мети неприпустиме, тому що в цьому випадку відсутня гальванічна розв’язка з мережею.

Надійним засобом захисту людини від ураження електричним струмом є подвійна ізоляція, що складається з основної і додаткової. Основна (робоча) електрична ізоляція струмоведучих частин електроустаткування забезпечує нормальну її роботу і захист від ураження електричним струмом, а додаткова електрична ізоляція передбачається додатково до основної для захисту від ураження електричним струмом у випадку ушкодження робочої ізоляції [117].

Область застосування подвійної ізоляції обмежується електроустаткуванням невеликої потужності – електрифікованим ручним інструментом, деякими переносними пристроями, побутовими приладами і ручними електричними лампами.

До захисних заходів належать контроль і профілактика ушкоджень ізоляції. Безпосередньо контроль ізоляції полягає у вимірі її активного й омічного опору для виявлення дефектів і попередження замикання на землю і коротких замикань.

У порядку профілактики ушкоджень ізоляції, при яких виникає небезпека уражень електричним струмом, а також виходить з ладу устаткування, періодично проводяться іспити підвищеною напругою і контроль опору ізоляції. Вимір опору ізоляції здійснюють мегомметром. Щоб не зашкодити ізоляцію проведення іспитів, правила експлуатації регламентують напругу мегомметра в залежності від номінальної напруги електроустаткування. Виявлені ділянки з дефектною ізоляцією підлягають ремонту. На сьогодні для контролю стану ізоляції широко застосовують пристрої автоматичного (безперервного) контролю активного опору ізоляції мережі або електроустановки відносно землі.

Вирівнювання потенціалів – це спосіб зниження напруги дотику і кроку між точками електричного ланцюга, до яких можливо одночасний дотик або на яких може одночасно стояти людина.

Вирівнювання потенціалів використовується насамперед при експлуатації установок вище 1000 В. Найбільше поширення серед технічних мір захисту людини в мережах до 1000 В одержали захисне заземлення, занулення, захисне вимкнення.

Захисне заземлення – це навмисне електричне з’єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмопровідних частин електроустаткування, які можуть виявитися під напругою.

Захисна дія заземлення полягає у зниженні напруги дотику при потраплянні напруги на неструмоведучі частини (унаслідок замикання на корпус або інші причини), що досягається зменшенням різниці потенціалів між корпусом електроустаткування і землею як через малий опір заземлення, так і підвищення потенціалу поверхні землі. Чим менший опір заземлення, тим вищий захисний ефект.

Занулення – це навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмопровідних частин, що можуть виявитися під напругою. Захисна дія зануления полягає в наступному. При ушкодженні ізоляції на корпус утворюється ланцюг з дуже малим опором: фаза-корпус-нульовий провід-фаза. Отже, пробій на корпус при наявності занулення перетворюється в однофазне коротке замикання (КЗ). Струм, що виникає у ланцюзі, різко зростає, внаслідок чого спрацьовує максимальний токовий захист і селективно вимикає ушкоджену ділянку мережі. Для забезпечення надійного вимкнення необхідно, щоб струм КЗ перевищував номінальний струм захисту.

Захисне вимкнення – це швидкодіючий захист, який забезпечує автоматичне вимкнення електроустановки при виникненні небезпеки ураження струмом. Така небезпека може виникнути, зокрема, при замиканні фази на корпус електроустаткування; при зниженні опору ізоляції фаз щодо землі нижче визначеної межі; з появою в мережі більш високої напруги; при дотику людини до струмоведучої частини, що знаходиться під напругою.

Будь-який з цих параметрів, а точніше – зміна його до визначеної межі, при якому виникає небезпека ураження людини струмом, може служити імпульсом, який викликає спрацьовування пристрою автоматичного відключення небезпечної ділянки ланцюга.

У процесі експлуатації електроустаткувань нерідко виникають умови, за яких навіть найдосконаліше їх виконання не забезпечує безпеки працівникові і потребує застосування спеціальних засобів захисту.

Такими засобами захисту, що доповнюють стаціонарні конструктивні захисні пристрої електроустаткувань, є переносні прилади і пристосування, що служать для захисту персоналу від ураження струмом, від впливу електричної дуги, продуктів горіння, падіння з висоти і т.п.

До електрозахисних засобів належать: ізолюючі штанги, електровимірювальні кліщі, покажчики напруги, слюсарно-монтажний інструмент з ізолюючими рукоятками для роботи з напругою до 1 кВ, ізолюючі пристрої і пристосування для ремонтних робіт з напругою понад 1 кВ, діелектричні рукавички, боти, коврики, накладки і підставки, індивідуальні комплекти, переносні заземлення, загороджувальні пристрої і діелектричні ковпаки, плакати та знаки безпеки.

Крім електрозахисних засобів для гарантування безпечних і високопродуктивних умов роботи застосовуються інші ЗІЗ: окуляри, каски, рукавиці, протигази, запобіжні монтерські пояси і страхові канати.

Засоби захисту, використовувані в електроустановках, за своїм призначенням поділяються на дві категорії: основні і додаткові.

Основні електрозахисні засоби – це засоби захисту, ізоляція яких довгостроково витримує робочу напругу електроустановок і які дозволяють торкатися до струмоведучих частин, що знаходиться під напругою.

Додаткові електрозахисні засоби – це засоби захисту, що доповнюють основні засоби, а також ті, що служать для захисту від напруги дотику і напруги кроку, що самі по собі не можуть при такій напрузі забезпечити захист від ураження струмом, а застосовуються разом з основними електрозахисними засобами.

Електрозахисні засоби варто використовувати за їх прямим призначенням і тільки в тих електроустановках, на напругу яких вони розраховані. Перед застосуванням електрозахисних засобів проводиться перевірка їхньої справності, огляд на відсутність зовнішніх ушкоджень, очищення від пилу, перевірка за штампом терміну придатності і напруги.

1.4.4. Статична електрична енергія

Під статичною електричною енергією розуміють сукупність явищ, пов’язаних із виникненням і релаксацією вільного електричного заряду на поверхні, або в обсязі діелектриків, або на ізольованих провідниках.

Утворення і нагромадження зарядів на матеріалі, що переробляється, пов’язано з двома умовами. По-перше, повинен відбутися контакт поверхонь, внаслідок якого утвориться подвійний електричний шар. По-друге, хоча б одна з контактуючих поверхонь повинна бути з діелектричного матеріалу. Заряди будуть залишатися на поверхнях після їхнього поділу тільки в тому випадку, якщо час руйнування контакту менший за час релаксації зарядів. Останнє в значній мірі визначає величину зарядів на розділених поверхнях [54].

Подвійний електричний шар – це просторовий розподіл електричних зарядів на межових зіткненнях двох фаз. Такий розподіл зарядів спостерігається на межі метал-метал, метал-вакуум, метал-газ, метал-напівпровідник, метал-діелектрик, діелектрик-діелектрик, рідина-тверде тіло, рідина-рідина, рідина-газ. Товщина подвійного електричного шару на межі двох фаз відповідає діаметрові іона (10^{-10 м}).

Основна величина, що характеризує здатність до електризації – питомий електричний опір поверхонь матеріалів. Якщо контактуючі поверхні мають низький опір, то при діленні заряди з них стікають, і окремі поверхні несуть незначний заряд. Якщо ж опір високий або велика швидкість відриву поверхонь, то заряди будуть зберігатися.

Отже, основні фактори, що впливають на електризацію речовин, – їх електрофізичні параметри і швидкість ділення. Експериментально встановлено, що чим інтенсивніше відбувається процес (чим вище швидкість відриву), тим більший заряд залишається на поверхні.

Умовно прийнято, що при питомому електричному опорі матеріалів менш 105 Ом заряди не зберігаються і матеріали не електризуються.

Встановлено, що при зіткненні (терті) двох діелектриків той з них, що має більше значення діелектричної постійної, заряджається позитивно, у той час як матеріал з меншої діелектричної постійної заряджається негативно.

Основна небезпека, що виникає внаслідок електризації різних матеріалів, полягає в можливості іскрового розряду як з діелектричної наелектризованої поверхні, так і з ізольованого провідного об’єкта.

Розряд статичної електрики виникає тоді, коли напруга електричного поля над поверхнею діелектрика або провідника досягає критичної (пробивної) величини. Для повітря ця величина становить приблизно 30 кВ/м.

Запалення пальних сумішей іскровими розрядами статичної електрики відбудеться, якщо енергія, що виділяється в розряді, буде більша за енергію, яка запалює пальну суміш, або загалом вище мінімальної енергії запалювання пальної суміші.

У ряді випадків статична електризація тіла людини і потім наступні розряди з людини на землю або на заземлене виробниче устаткування, а також електричний розряд із незаземленого об’єкта через тіло людини на землю можуть викликати небажані болючі і нервові відчуття і бути причиною різкого руху людини, внаслідок чого вона може одержати ту або іншу механічну травму.

Усунення небезпеки виникнення електростатичних зарядів досягається застосуванням ряду заходів: заземленням, підвищенням поверхневої провідності діелектриків, іонізацією повітряного середовища, зменшенням електризації пальних рідин [54, 56].

Заземлення використовується насамперед для виробничого устаткування й ємностей для збереження легкозаймистих і горючих рідин. Устаткування вважається електростатично заземленим, якщо опір у будь-якій його точці не перевищує 106 Ом. Значення опору пристрою, що заземлює, призначеного для захисту від статичної електрики, допускається до 100 Ом.

Поверхнева провідність діелектриків підвищується при збільшенні вологості повітря або застосуванні антистатичних домішок. При відносній вологості повітря 85% і більше електростатичних зарядів не виникає.

Антистатичні речовини (графіт, сажа) входять до складу гумовотехнічних виробів, з яких виготовляють шланги для наливу і перекачування легкозаймистих рідин, що різко знижує небезпеку запалення цих рідин при переливанні їх у пересувні ємності (автоцистерни, залізничні цистерни). Металеві кінцеві частини зливальних шлангів додатково заземлюють гнучким мідним провідником, щоб уникнути проскакування іскор на землю або заземлені частини устаткування.

Іонізація повітря призводить до збільшення його електропровідності, при цьому відбувається нейтралізація поверхневих зарядів іонами протилежного знака. Іонізація повітря здійснюється впливом на нього високовольтного електричного поля або впливом джерела радіоактивного випромінювання. У багатьох випадках ефективніше застосовувати комбіновані нейтралізатори, що представляють сполучений в одному пристрої радіоактивний та індукційний нейтралізатори. Індукційний нейтралізатор складається з основної конструкції, на якій закріплені заземлені голки. Під дією електричного поля, утвореного зарядами наелектризованого матеріалу, біля вістря голок виникає ударна іонізація повітря.

Зменшення електризації пальних і легкозаймистих рідин досягається: підвищенням електропровідності рідини, введенням у неї антистатичних домішок, зниженням швидкості руху рідин – діелектриків.

Для захисту працівників від статичного заряду, що може накопичуватися на них за рахунок ємності тіла, використовують взуття з електропровідною підошвою. Передбачаються також електропровідні підлоги. У сидячій роботі застосовують статичні халати в сполученні з електропровідною подушкою стільця або електропровідні браслети, з’єднані з пристроєм, що заземлює.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Сполуки сірки, фосфору й азоту	\|	Електромагнітні поля

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.