Технические способы и средства защиты

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соеди­нение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, ко­торые могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус и по другим причинам.

Задача защитного заземления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим токоведущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением. Защитное заземление применяют в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.

Принцип действия защитного заземления – снижение напряжения между кор­пусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.

Если корпус электрооборудования не заземлен и оказался в контакте с фазой, то прикосновение к такому корпусу равносильно прикосновению к фазе. В этом случае ток, проходящий через человека (при малом сопротивле­нии обуви, пола и изоляции проводов относительно земли), может достигать опасных значений.

Если же корпус заземлен, то величина тока, проходящего через человека, безопасна для него. В этом назначение заземления, и поэтому оно называется защитным.

На Рис. 2.14 дана схема защитного заземления. При присоединенной мощности менее 100 кВА в низковольтных установках сопротивление заземления не должно превышать 10 Ом, при большей мощности – 4 Ом. Это значит, что сопротивление заземления должно не менее чем на два порядка быть меньше сопротивления тела человека. Если принять расчетное сопротивление тела человека 1000 Ом, то при сопротивлении заземления 10 Ом через тело человека, подключенного параллельно заземлению, будет протекать в 100 раз меньший ток, чем через заземление. Да и падение напряжения на корпусе относительно земли будет невелико.

Рис. 2.14 Схема защитного заземления.

Заземление электроустановок следует выполнять:

при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоя­нного тока – во всех электроустановках;

при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока – при работах в поме­щениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

В электроустановках заземлению подлежат:

корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светиль­ников и т.п.;

приводы электрических аппаратов;

вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока;

металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, коро­ба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с зазем­ленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;

металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и про­водов напряжением до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п. вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению или занулению;

металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;

электрооборудование, размещенное на движущихся час­тях станков, машин и механизмов.

Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть исполь­зованы естественные заземлители:

проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрыв­чатых газов и смесей;

обсадные трубы скважин;

металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, на­ходящиеся в соприкосновении с землей;

металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.;

свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей.

Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабе­лей не менее двух;

заземлители опор воздушных линий, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса, если трос не изолирован от опор;

нулевые провода воздушных линий до 1000 В с повторными заземлителями при количестве не менее двух;

рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

Для искусственных заземлителей следует применять сталь.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Наименьшие размеры стальных искусственных заземлителей следующие:

Диаметр круглых (прутковых) заземлителей, мм:

неоцинкованных................................................ 10

оцинкованных..................................................... 6

Сечение прямоугольных заземлителей, мм2........ 48

Толщина прямоугольных заземлителей, мм ...... 4

Толщина полок угловой стали, мм ...................... 4

Количество искусственных заземлителей определяют расчетом.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение за­землителей из электропроводящего бетона.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с ну­левым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

На рис. 2.15 приведена схема зануления.

Рис. 2.15 Схема зануления.

Задача зануления – устранение опасности поражения током в случае при­косновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электро­установки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети с помощью автоматов токовой защиты или перегорающих плавких предохранителей.

При занулении, если оно надежно выполнено, всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, при которой обеспечивается срабатывание защиты (предохранителя или автомата) и автоматичес­кое отключение поврежденной установки от сети.

Вместе с тем зануление (как и заземление) не защищает человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к токоведущим частям. Поэтому возникает необходимость (в помещениях, особо опасных в отношении поражения электрическим током) в использовании, помимо зануления, и других защитных мер, в частности, защитного отключения и выравнивания потенциала.

К основным электрозащитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся:

указатели напряжения;

диэлектрические перчатки;

слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками.

К дополнительным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся:

диэлектрические боты;

диэлектрические ковры;

переносные заземления;

изолирующие подставки и накладки;

оградительные устройства;

плакаты и знаки безопасности.

Рис. 2.16 Изолирующие электрозащитные средства; а) изолирующая подставка; б) диэлектрический коврик; в) диэлектрические перчатки; г) диэлектрические боты.

При напряжении выше 1000 В к основным электрозащитным средствам относятся:

изолирующие штанги;

изолирующие и электроизмерительные клещи;

высоковольтные указатели напряжения.

К дополнительным электрозащитным средствам относятся все применяемые в низковольтных установках, а также - диэлектрические перчатки.