Конспект лекций. Основы охраны труда

18.10. Системы средств и мероприятий по электробезопасности

Выделяют три системы средств и мер обеспечения электробезопасности:
- Система технических средств и мероприятий;
- Система электрозащитных средств;
- Система организационно-технических мероприятий и засобив.
Система технических средств / 'мероприятий електробезпеки
Технические средства и мероприятия по электробезопасности реализуются в конструкции электроустановок при их разработке, изготовлении и монтаже соответствии с действующими нормативами. По своим функциям технические средства и меры обеспечения электробезопасности разделяются на две группы:
- Технические мероприятия и средства обеспечения электробезопасности при нормальном режиме работы электроустановок;
- Технические мероприятия и средства обеспечения электробезопасности при аварийных режимах работы електроустановок.
Основные технические средства и меры обеспечения электробезопасности при нормальном режиме работы электроустановок включают:
- Изоляцию токоведущих частей;
- Недоступность токоведущих частей;
- Блокивкы безопасности;
- Средства ориентации в электроустановках;
- Выполнение электроустановок, изолированных от земли;
- Защитное разделение электрических сетей;
- Компенсацию емкостных токов замыкания на землю;
- Выравнивание потенциалив.
С целью повышения уровня безопасности в зависимости от назначения, условий эксплуатации и конструкции, в электроустановках применяется одновременно большинство из перечисленных технических средств и заходив.
Изоляция токоведущих частей. Обеспечивает техническую работоспособность электроустановок, уменьшает вероятность попаданий человека под напряжение, замыканий на землю и на корпус электроустановок, уменьшает ток через человека при прикосновении к неизолированным тока-щих частей в электроустановках, питающихся от изолированной от земли сети при отсутствии фаз с поврежденной изоляцией. ГОСТ 12.1.009-76 различает изоляцию:
- Рабочую - обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током;
- Дополнительную - обеспечивает защиту от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции
- Двойную - состоит из рабочей и дополнительной;
- Усиленная - улучшенная рабочая изоляция, которая обеспечивает такой уровень защиты как подвийна.
При разработке электроустановок сопротивление изоляции принимается в пределах 1 кОм / В, если техническими условиями не предусмотрены более жесткие требования в соответствии с действующими актов. С целью обеспечения работоспособности электроустановок и безопасной их эксплуатации проводится контроль состояния изоляции, который характеризуется электрической прочностью изоляции, ее электрическим сопротивлением и диэлектрическими потерями. В установках, напряжением более 1000 В, проводят все виды испытания изоляции, а при напряжении до 1000 В - контролируется только электрическое сопротивление и электрическая прочность. Выделяют приемо-сдаточные испытания, послестроительная (реконструкция и капитальный ремонт) и межремонтные в сроки, установленные действующими нормативами в зависимости от типа электроустановки и условий ее эксплуатации. Так, сопротивление переносных светильников, питаемых от электросети, электрифицированного ручного инструмента, контролируется каждые 6 месяцев, сварочного оборудования-каждые 12 месяцев. При этом сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм, а для электрифицированного инструмента - 1 МОм.
Обеспечение недоступности токоведущих частей. Статистические данные о электротравматизма свидетельствуют, что большинство электротравм связанные с прикосновением к токоведущим частям электроустановок (около 55%). Если в установках до 1000 В опасность электротравм связана, преимущественно, с прикосновением к неизолированных токоведущих элементов электроустановок, то при напряжении более 1000 В электро-травмы возможны и при прикосновении к изолированным токоведущим частям. Основными мерами обеспечения недоступности токоведущих частей является применение защитных ограждений, закрытых коммутационных аппаратов (пакетных выключателей, комплектных пусковых устройств, дистанционных электромагнитных приборов управления потребителями электроэнергии и т.п.), размещение неизолированных токоведущих частей на недосягаемой для непреднамеренного прикосновения к ним инструментом высоте, разного рода приспособлениями и т.д., ограничение доступа посторонних лиц в электротехнические примищення.
Применение блокировок безопасности. Блокивкы безопасности применяются в электроустановках, эксплуатация которых связана с периодическим доступом к огражденных токоведущих частей (испытательные и исследовательские стенды, установки для испытания изоляции повышенным напряжением), в коммутационных аппаратах, ошибки в оперативных переключениях которых может привести к аварии или несчастному случаю, в рубильниках, пусковой аппаратуре, автоматических выключателях, работающих в условиях повышенной опасности (электроустановки на плавсредствах, в горнодобывающей промышленности).
Назначение блокировок безопасности: исключить доступ к неизолированным токоведущим частям без предварительного снятия с них напряжения, предупредить ложные оперативные и управляющие действия персонала при эксплуатации электроустановок, не допустить нарушения уровня электробезопасности и взрывозащиты электрооборудования без предварительного отключения его от источника питания. Основными видами блокировок безопасности являются механические, электрические и електромагнитни.
Механические блокивкы безопасности выполняются преимущественно в виде механических конструкций (стопоры, замки, пружинно-стержневые и винтовые конструкции и др.), которые не позволяют снимать защитные ограждения электроустановок, открывать коммутационные аппараты без предварительного снятия с них напруги.
Электрические блокивкы обеспечивают разрыв сети питания специальными контактами, смонтированными на дверях ограждения, распределительных щитов и шкафов, крышках и дверцах кожухов электрооборудования. При дистанционном управлении электроустановкой эти контакты целесообразно включать в сеть управления пускового аппарата последовательно с органами пуска. В таком случае подача напряжения на установку органами пуска будет невозможна до замыкания контактов электрических блокивок.
Одному из вариантов электрических блокировок можно отнести поблокове выполнения электрических аппаратов, щитов и пультов управления с применением закрытых штепсельных разъемов. При удалении такого блока из общего корпуса пульта (стойки) штепсельные разъемы размыкаются, и напряжение с блока снимается автоматично.
Электромагнитные блокивкы безопасности выключателей, разъединителей, заземляющих ножей используются на открытых и закрытых распределительных устройствах с целью обеспечения необходимой последовательности включения и выключения оборудования. Они выполняются преимущественно в виде стержневых электромагнитов. Стержень электромагнита при обесточивании его обмотки под действием пружины заходит в гнездо корпуса органа управления электроустановки, не позволяет манипулировать этим органом. При подаче напряжения на обмотку электромагнита сердечник последнего втягивается в катушку электромагнита, что обеспечивает разблокирования органа управления электроустановкой и возможность необходимых манипуляций этим органом.
Средства ориентации в электроустановках дают возможность персоналу четко ориентироваться при монтаже, выполнении ремонтных работ и предотвращают ошибочным действиям. К средствам ориентации в электроустановках относятся маркировки частей электрооборудования, проводов и токопроводов (шин), бирки на проводах, цветовые решения неизолированных токоведущих частей, изоляции, внутренних поверхностей электрических шкафов и щитов управления, предупреждающие сигналы, надписи, таблички, коммутационные схемы, знаки высокой электрического напряжения, знаки постоянно предупредительные тощо.
Предупредительные сигналы используют с целью обеспечения надежной информации о пребывании электрооборудования под напряжением, о состоянии изоляции и устройств защиты, о опасные отклонения режимов работы от номинальных т.д.. Световой сигнализацией оборудуются в электроустановках напряжением выше 1000 В ячейки разъединителей, масляных выключателей, трансформаторов. В вводных шкафах комплектных трансформаторных подстанций, независимо от величины напряжения, предусматривается предупредительная сигнализация состояний "Включено" и "Выключено".
Выполнение электрических сетей, изолированных от земли. Как отмечалось выше (18.9), в сетях, изолированных от земли, при однофазном включении человека под напряжение и отсутствии повреждения изоляции других фаз, величина тока через человека определяется сопротивлением изоляции фаз относительно земли, минимум составляет 1СР Ом. Таким образом, выполнение сетей, изолированных от земли, ограничивает величину тока через человека за счет сопротивления изоляции фаз относительно земли при условии обеспечения необходимого состояния изоляции. При наличии фаз с поврежденной изоляцией и прикосновении человека к фазному проводу с неповрежденной изоляцией сила тока через человека значительно возрастает. Поэтому применение сетей, изолированных от земли, требует обязательного контроля сопротивления изоляции.
В особо опасных условиях такой контроль по электро-травм должен быть постоянным, с автоматическим отключением электроустановок с поврежденной изоляцией. Соответствии с действующими нормативами, например в горнодобывающей промышленности и на торфоразработках, выполнение электросетей, изолированных от земли с постоянным на отключение контролем сопротивления изоляции, является обязательным. На промышленных предприятиях, предприятиях непроизводственной сферы, в сельскохозяйственном производстве, быту применяются, как правило, сети с глухозаземленной нейтраллю.
Защитное разделение электрических сетей. Общее сопротивление изоляции проводов электрической сети относительно земли и емкостная составляющая тока замыкания на землю зависят от протяженности сети и ее разветвленности. С увеличением протяженности и разветвленности сети ГИЗ уменьшается параллельная работа изоляторов (накопление дефектов) и увеличивается емкость. Разделение такой протяженной сети на отдельные, электрически не связанные между собой части с помощью трансформаторов с коэффициентом трансформации, равным единице, способствует повышению сопротивления изоляции и уменьшению емкости, и, как результат, приводит к повышению уровня безпеки.
Защитное разделение электрических сетей может реализовываться как в рамках электрических систем, так и в пределах отдельных предприятий. В частности, оно может реализовываться при использовании разделю-тельных трансформаторов как средства повышения електробезпеки.
Принципиальная схема разделительного трансформатора как средства защиты в установках напряжением до 1000 В при выполнении работ в особо опасных условиях по електротравм.
При реализации схемы разделительного трансформатора как средства защиты необходимо соблюдать следующие требования безопасности:
- Повышенная прочность самой конструкции и повышенное сопротивление изоляции
- От трансформатора разрешается питание только одного потребителя электроэнергии с номинальным током плавкой вставки не более 15 А;
- Заземление вторичной обмотки трансформатора не допускается;
- Корпус трансформатора заземляется или занулюеться зависимости от режима нейтрали сети питания трансформатора;
- Напряжение на низкий стороне трансформаторов ограничивается величиной 380 В.
Применение малых напряжений. В малых напряжений принадлежат напряжения 42 В и менее переменного тока частотой 50 Гц и 110 В и менее постоянного струму.
Действующие нормативные документы выделяют два диапазона малых напряжений переменного тока 12 В и 42 В. Напряжение до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока применяется в помещениях с повышенной опасностью электротравм, особо опасных и вне помещений для питания ручного электрифицированного инструмента, ручных переносных ламп , светильников местного освещения с лампами накаливания, в которых конструктивно не исключена возможность контакта посторонних лиц с токопроводящими частями, светильников общего освещения с лампами накаливания при высоте подвеса светильников менее 2,5 м.
Напряжение до 12 В переменного тока должна применяться для питания от сети переносных светильников в особо опасных условиях по электротравматизма: металлические, бетонные, железобетонные и другие емкости, кабельные и другие энергетические подземные коммуникации, смотровые ямы, вентиляционные камеры, теплопункты т.д.. Для питания таких светильников предпочтение следует отдавать стационарным электрическим сетям напряжением 12 В. Розетки для подключения светильников в таких сетях конструктивно должны отличаться от розеток на большие диапазоны напряжения. По нецелесообразности выполнения стационарных сетей напряжением 12 В допускается применение понижающих трансформаторов.
С целью обеспечения надежной защиты понижающие трансформаторы как средства защиты должны иметь электрически не связанные обмотки высокой и низкой сторон (не типа автотрансформаторов с одной обмоткой), разделены экраном. Для защиты от перехода высокого напряжения на сторону низкого один из выводов вторичной обмотки заземляется через пробивной запобижник.
Компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю. Как отмечалось ранее (см. 18.9), в сетях с изолированной нейтрал-лю ток однофазных замыканий на землю, как и ток через человека при однофазном дотици к токоведущим частям, оценивается активной и емкостной составляющими. Так, емкость каждого провода воздушной сети 6 .., 35 кВ составляет примерно 5000 ... 6000 пФ / км, а емкостный ток на ИКВ линейного напряжения и на 1 км длины - 2,7 ... 3,3 мА для сетей на деревянных опорах. В сетях на металлических опорах этот ток на 10 ... 15% больше. В протяженных разветвленных сетях емкостная составляющая тока через человека может превышать активную и быть определяющей в тяжести поражения человека электрическим током. Кроме того, значительные емкости сетей напряжением свыше 1000 В негативно влияют на изоляцию сети, вызывают перенапряжение в изоляции, что может приводить к ее перекриття.
Активное сопротивление реактора г0 близок к rLj фазных проводов относительно земли, что обеспечивает изолированный от земли режим нейтрали. Кроме того, при определенных соотношений индуктивности реактора и емкости сети ее емкостный ток можно компенсировать. Для налаживания на емкость сети индуктивность реактора переменная. В конструкциях реакторов отдельных типов возможно автоматическое налаживание их индуктивности на емкость сети для обеспечения резонанса струмив.
Выравнивания потенциалов. Применяется с целью снижения возможных напряжений прикосновения (Ц ^ вот, В) и шага (UKp, В) при эксплуатации электроустановок или попадании человека под эти напряжения при других обстоятельствах. Выравнивания потенциалов достигается за счет намеренного повышения потенциала опорной поверхности, на которой может стоять человек, до уровня потенциала токоведущих частей, которых может касаться (уменьшение Vьдот), либо за счет уменьшения перепада потенциалов на поверхности земли или полу помещений в зоне возможного растекания тока (уменьшение UKp).
Примером выравнивания потенциалов с целью снижения Uьдот может быть временное электрическое соединение изолированной от земли колыбели телескопической передвижной автовышки с фазным проводом ВЛ электропередач при фазным выполнении профилактических работ без снятия напряжения.
Технические меры предупреждения электротравм при переходе напряжения на нетоковедущие части электроустановок. Появление напряжения на нетоковедущих частях электроустановок связана с повреждением изоляции и замыканием на корпус. Основными техническими мероприятиями по предупреждению электротравм при замыканиях на корпус является защитное заземление, зануление, защитное видключення.
Защитное заземление. Согласно ГОСТ 12.1.009-76, защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
При повреждении в установке изоляции фазного провода 1 (показано стрелкой на рис. 18.7) корпус установки может оказаться под напряжением. Если человек прикоснется в этом случае к корпусу установки, то это будет почти равноценно касания к неиз-ное провода. В результате этого возникнет сеть тока, аналогичная приведенной на рис. 18.2.
При наличии заземления параллельно человеку будет иметь место дополнительный токопровод, и ток замыкания на землю будет распределяться между этим токопроводов и человеком обратно пропорционально их сопротивлениям, что обеспечивает защиту человека от поражения электрическим током. Кроме того, при наличии защитного заземления имеет место растекания тока в земле, в результате чего на поверхности земли, согласно 18.8, возникает поле повышенных потенциалов относительно нулевого потенциала земли, распределение которых показано на рис. 18.7. В результате этого напряжение, под которую попадает человек (

<- 18.9. Физические основы электробезопасности 18.11. Освидетельствование состояния безопасности и экспертиза электроустановок потребителей ->