Технічні засоби безпечної експлуатації електроустановок

Електрична ізоляція — це шар діелектрика або конструкція, виконана з діелектрика, котрим вкривається поверхня струмоведучих частин, або котрим струмоведучі частини відділяються одна від одної. Стан ізоляції характеризується її електричною міцністю, діелектричними втратами та електричним опором. Ізоляція запобігає протіканню струмів через неї завдяки великому опору.Встановлено норми опору ізоляції різних електроустановок. Наприклад, опір ізоляції силових та освітлювальних електропроводів повинен бути не менше 0,5 МОм. Дієвим захисним засобом є використання подвійної ізоляції.

Огороджувальні пристрої застосовуються тоді, коли напруга ізольованих частин обладнання перевищує 1000 В.

Блокування - автоматичний пристрій, який запобігає неправильним, небезпечним діям людини.

Розміщення струмопровідних частин обладнання на недосяжній висоті або в недоступному місці створює безпеку без огороджень та блокувань. Висота підвішування дротів повітряних ліній електропередач залежить від напруги та місця проходження лінії

Малі напруги застосовуються під час роботи з переносними електроінструментами та ручним переносними електролампами, коли у випадку пошкодження ізоляції та появи напруги на корпусі підвищується небезпека ураження струмом.

Вирівнювання потенціалів - зниження напруг дотику та кроку між точками електричної ланки з якими можливий одночасний контакт людини; застосовується під час пофазового ремонту високовольтних ліній електропередач під напругою.

Захисне розділення мереж досягається за допомогою роздільного трансформатора, у якого відсутній електрозв'язок між первинною і вторинною обмотками; застосовується в електроустановках напругою до 1000 В, експлуатація яких пов'язана з підвищеними вимогами щодо електробезпеки.

Захисне заземлення. Відповідно до ГОСТ 12.1.009-76, це навмисне електричне з'єднання з землею або з її еквівалентом металевих неструмоведучих частин, котрі можуть опинитись під напругою. Призначення захисного заземлення — усунення небезпеки ураження людей електричним струмом при появі напруги на конструктивних частинах електрообладнання, тобто при замиканні на корпус. Принцип дії захисного заземлення — зниження до безпечних значень напруг дотику та кроку, зумовлених замиканням на корпус. Це досягається зниженням потенціала заземленого обладнання, а також вирівнюванням потенціалів за рахунок підіймання потенціалу основи, но котрій стоїть людина, до потенціалу, близького за значенням до потенціалу заземленого обладнання.

Область застосування захисного заземлення — трифазові трипровідні мережі напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю та мережі напругою більше 1000 В з будь-яким режимом нейтраллі. Відповідно до вимог Класифікаційних товариств основним методом захисту на морських суднах є захисне заземлення.

Заземлювальний пристрій — це сукупність конструктивно об'єднаних заземлювальних провідників та заземлювача.

Заземлювальний провідник — це провідник, котрий з'єднує заземлювальні об'єкти з заземлювачем. Якщо заземлювальний провідник має два або більше відгалужень, то він називається магістраллю заземлення.

Заземлювач — це сукупність з'єднаних провідників, котрі перебувають в контакті з землею або з її еквівалентом. Розрізняють заземлювачі штучні, призначені виключно для заземлення, і природні— металеві предмети, котрі знаходяться в землі.

Опір заземлення добирається таким, щоб струм, який буде проходити через людину, був безпечним. Для ви­конання захисної ролі заземлюючі пристрої повинні мати досить ма­лий опір. Цей опір обчислюється з відношення напруги на заземлю­вачі до сили струму, який проходить у землю. Він складається з опо­ру заземлювача відносно землі, опору заземлювача як металевого провідника та опору заземлюючих провідників, які сполучають за­землювач з корпусом електрообладнання.

Опір заземлюючого пристрою залежить від питомого опору грунту, в якому його прокладено, типу, розмірів, кількості та взаєм­ного розміщення заземлювачів.

Відповідно до правил ПУЕ загальний допустимий опір зазем­люючих пристроїв в мережах напругою 380/220 В має бути не біль­ший за 4 Ом.

Захисне заземлення обов'язково потрібно влаштовувати в усіх електроустановках при напрузі 380 В і більше при змінному струмі та 440 В і більше при постійному струмі; в зовнішніх умовах, особ­ливо небезпечних та з підвищеною небезпекою — при напрузі 42 В перемінного і 110 В постійного струму. Лише у вибухонебезпечних приміщеннях заземлення виконується незалежно від значення на­пруги як постійного, так і змінного струму.

Захисне занулення. Відповідно до ГОСТ 12.1.009-76, занулення в загальному розумінні — це навмисне електричне з'єднання з нульо­вим захисним провідником металевих неструмовідних частин, які можуть опинитись під напругою в результаті пошкодження ізоляції.

Принцип дії занулення — перетворення пробивання на корпус в однофазове коротке замикання з метою викликати струм великої сили, здатний забезпечити спрацювання захисту і завдяки цьому автоматично відключити пошкоджену установку від електричної мережі. При пробиванні фази на корпус струм йде через трансформатор, фазовий провід, запобіжник, корпус електроустановки, нульовий провід. З огляду на те, що опір при короткому замиканні малий, струм досягає значних величин і захисний пристрій спрацьовує. Для того, щоб відбулося швидке та надійне вимкнення, необхідно, щоб струм короткого замикання перевищував струм установки вимкненого апарата

Провідники, що зануляють корпуси окремих струмоприймачів, з'єднують не безпосередньо з нульовою точкою, а зі спеціально про­кладеним нульовим провідником, який має надійне металеве з'єд­нання з нульовою точкою генератора або трансформатора.

Однак занулення як захисний засіб не забезпечує в повній мірі безпеки. Під час короткого замикання в нульовому проводі виникає небезпека ураження, котра буде існувати доти, доки не відбудеться вимкнення пошкодженого обладнання завдяки згорянню запобіжника або вимкнення аппарата захисту. Занулення використовується в трифазових чотирьохдротових електричних мережах напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю.

Захисне вимикання. Небезпека ураження людини струмом може виникати при зами­канні фази на корпус, зниженні опору ізоляції мережі нижче відпо­відної межі і, нарешті, у випадку дотику людини безпосередньо до струмопровідних частин, що знаходяться під напругою.

Заземлення і занулення не завжди гарантує безпеку людей від ураження струмом. Не завжди можна забезпечити також надійну ро­боту устаткування зануленням.

Отже, якщо при дотику людини до корпуса або фази мережі на­пруга дотику перевищить допустиме значення, то виникає реальна загроза ураження струмом і мірою захисту в цьому випадку може бути лише розрив кола струму через людину, тобто відключення відповідної ділянки мережі. Для виконання цього завдання викорис­товують захисне відключення.

Захисне відключення — це швидкодіючий захист, який забезпе­чує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження людини струмом.

Захисне вимикання виконується більш чутливими і швидкоді­ючими автоматичними вимикачами. Вони реагують на появу стру­му в нульовому провіднику, напругу на корпусі пошкодженого об­ладнання та ін. Вони спрацьовують за 0,1-0,05 с, в той час як занулення — за 0,2 с і більше. При такому нетривалому проходженні струму через тіло людини безпечним є навіть струм 500-650 мА. Якщо взяти до уваги те, що опір тіла людини становить 1000 Ом, струм наведеного значення може проходити через тіло людини ли­ше у тому випадку, якщо воно підпаде під напругу 500-600 В, а та­кої напруги в електроустановках 380/220 В із заземленою нейтраллю не може бути навіть в аварійному режимі. Тому захисні вими­каючі пристрої є надійним захистом людей від ураження електрич­ним струмом.

Захисне вимикання окремо чи сукупно з іншими засобами за­хисту виконує такі функції:

• захист при замиканні на землю або корпус обладнання;

• захист при появі небезпечних струмів витікання;

• захист при переході вищої напруги на сторону нижчої;

• автоматичний контроль кола захисного заземлення і занулення.

До влаштування захисного заземлення ставлять такі вимоги: самоконтроль і надійність, висока чутливість і малий час вими­кання. У цьому випадку захисне вимикання може використову­ватись як основний вид захисту, або разом із заземленням і зануленням.

Сфера застосування пристроїв захисного вимикання практич­но не обмежена: вони можуть використовуватись в мережах будь-якого призначення і з будь-яким режимом нейтралі. Однак, най­більше поширення вони отримали в мережах до 1000 В, особливо там, де важко здійснити ефективне заземлення або занулення, а та­кож коли є висока імовірність випадкового дотику до струмопровідних частин. Такі випадки частіше всього трапляються в пере­сувних електроустановках, де грунти мають погану провідність. Захисне вимикання є також незамінним для ручних електроінстру­ментів, які у величезній кількості використовуються в різних галу­зях предметної діяльності.

1