Для обеспечения электробезопасности применяют отдельно или в сочетании один с другим следующие технические способы и средства:

1.защитное заземление, зануление;

2.защитное отключение;

3.выравнивание потенциалов;

4.малое напряжение;

5.изоляцию токоведущих частей;

6.электрическое разделение сети;

7.оградительные устройства;

8.блокировка;

9.предупредительную сигнализацию;

10.знаки безопасности;

11.предупредительные плакаты;

12.электрозащитные средства.

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

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам. Задача зануления состоит в устранении опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим частям электрической установки, оказавшейся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Решается эта задача быстрым отключением поврежденной электроустановки от сети. Принцип действия зануления состоит в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с целью вызвать большой ток, способный вызвать срабатывание защиты.

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается отключением аварийного участка в течение 0,1-0,2 секунды.

Выравнивание потенциалов – это метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек. Для выравнивания потенциала в землю укладывают стальные полосы в виде сетки по всей площади, занятой оборудованием.

Малое напряжение – это номинальное напряжение не более 42 В, примененное в цепях для уменьшения опасности поражения электрическим током.

Для изоляции токоведущих частей применяют следующие изоляции:

Рабочую – это электрическая изоляция токоведущих частей электрооборудования, обеспечивающая его нормальную работу и защиту от его поражения электрическим током;

Дополнительную – предусматривается дополнительно к рабочей в случае ее повреждения (пластмассовый корпус);

Двойную – это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной;

Усиленную – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от повреждения электрическим током, как и двойная изоляция.

Электрическое разделение сети – разделение сети на отдельные, электрически несвязанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Разделяющий трансформатор изолирует электрические приемники от первичной сети и сети заземления. Вторичная обмотка трансформатора и корпус электрического приемника не должны иметь ни заземления, ни связи с сетью зануления.

Предупредительная сигнализация выполняется световой или звуковой. Для световых сигналов применяются следующие цвета: красный – запрещающие и аварийные сигналы; желтый – для привлечения внимания, сигнализирует о достижении предельных значений, о переходе на автоматическую работу; зеленый – для сигнализации безопасности, сообщает о нормальном режиме работы, разрешение о начале действия; белый – для обозначения включенного состояния, используется когда нерационально использование красного, желтого и зеленого цветов; синий – используется в специальных случаях, когда не могут быть применены остальные цвета.

В данной статье будут приведены примеры тех способов и методов защиты, благодаря которым возможно значительно обезопасить себя и других при выполнении электротехнических работ, тем самым снизив до минимума вероятность несчастного случая.

Применение защитных ограждений

Прикосновение человека к неизолированной токоведущей части, находящейся под напряжением, является опасным - это факт. Даже зная о наличии напряжения в тех или иных местах, существует вероятность случайного прикосновения.

Во избежание подобных случаев для обеспечения электробезопасности рабочего персонала принято делать защитные ограждения вокруг опасных зон (систем, оборудования, частей и т.д.).

Использование защитных блокировок

Блокировки, пожалуй, больше относятся к электротехнической защите от случайного поражения человека электрическим током или от внезапного включения оборудования, что также может повлечь за собой несчастный случай.

При их установке учитываются те случаи, которые могут произойти в случае ошибочного и неправильного поведения людей, работающих либо обслуживающих электрические системы и устройства.

При срабатывании блокировки происходит принудительное отключение и обесточивание электрооборудования с целью предотвращения аварийной ситуации.

Заземлители переносные

Переносные заземлители представляют собой временные средства защиты. Они применяются для обеспечения дополнительной безопасности (защиты рабочего персонала от поражения электрическим током) при работах на отключённых участках электрических систем, оборудования, устройств и т.д. В том случае, когда вдруг появится напряжение на данных участках, где ещё работают люди, эти переносные заземлители (проводники, касающиеся земли) направят электроэнергию в землю.

Использование защитной изоляции

Ещё одним важным способом технической защиты от поражения электрическим током является использования защитной изоляции на своём рабочем месте.

Изолирование рабочего места предполагает некую организацию мероприятий, направленную на предотвращение появления электрической цепи «человек-земля».

Основной задачей этого метода является увеличение сопротивления (переходного) по данной электроцепи.

Этот вариант предполагает использование резиновых ковров, изоляции токоведущих частей электрооборудования в наиболее электрически опасных местах и т.д.

Технические меры по защите от поражения электрическим током

Технические меры по защите можно разделить на 2 основные группы.

К первой можно отнести разделение электросетей, использование невысоких напряжений, своевременный контроль над изоляцией, защитное заземление, усиленную изоляцию (использование двойной изоляции) и прочее. Использование подобных мер защиты дает человеку максимальную защиту от поражения электрическим током.

Ко второй группе отнесём защитное отключение и зануление:

1. Разделение электросетей. Для разделения электросети используют трансформаторы. Они позволяют разбить общую цепь на отдельные цепи и участки (электрически не связанные между собой). В электросетях, где применяется изолированная нейтраль, это повышает изоляционное сопротивление и понижает ёмкость относительно земли, сравнивая с электросетью в целом. При разделении электросетей недопустимо применение автотрансформаторов.
2. Использование невысоких напряжений электропитания. В соответствии с ГОСТом невысоким напряжением можно считать напряжение до 42 В. Оно используется в целях повышения безопасности от поражения электричеством. Невысокие напряжения обычно получают при помощи трансформаторов (понижающих).
3. Изоляция, её контроль, обнаружение повреждений, профилактика.
4. Контроль над состоянием изоляционного покрытия осуществляется путём периодического измерения её сопротивления. Целью данной процедуры является обнаружение дефективных мест и своевременное предупреждение коротких замыканий на землю.
5. Защитное заземление. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землёй (либо её эквивалентом). Задачей заземления является понижение значений напряжения относительно самой земли. Оно используется в электросетях с напряжениями до 1000 в (с изолированной нейтралью). Защитное заземление предполагает перераспределение падений напряжения на участках электрической цепи: «корпус – земля» и «фаза – земля».
6. Использование двойной изоляции. Под двойной изоляцией понимается объединение рабочей и дополнительной изоляции вместе. Это значительно повышает общую надёжность защиты от поражения током. Электрическое оборудование, делаемое с такой изоляцией, как правило, маркируется особыми знаками. Эффективно себя проявляет двойная изоляция в различном электрическом инструменте.
7. Применение защитного отключения. Защитное отключение является довольно эффективной мерой защиты от поражения электрическим током. Оно представляет собой быстродействующую защиту, что обеспечивает преждевременное автоматическое срабатывание и отключает электрооборудование.
8. Зануление. Защитное зануление - это преднамеренное (специальное) электрическое соединение с нулевым проводником нетоковедущих металлических частей, которые потенциально могут быть под напряжением (при неисправностях, пробоях изоляции и т.д.). Оно используется в электросетях с напряжением до 1000 В (с глухо заземлённой нейтралью). Основной задачей такого зануления является снижение вероятности поражения электрическим током человека при аварийном пробое электрооборудования на корпус по одной из фаз электросети.

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Они регламентированы действующими правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и средства электрозащиты:

Изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный контроль;

Установка оградительных устройств;

Предупредительная сигнализация и блокировки;

Использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;

Использование малых напряжений;

Электрическое разделение сетей;

Защитное заземление;

Выравнивание потенциалов;

Зануление;

Защитное отключение;

Средства индивидуальной электрозащиты.

Изоляция токопроводящих частей - одна из основных мер электробезопасности. Согласно ПУЭ сопротивление изоляции токопроводящих частей электрических установок относительно земли должно быть не менее 0,5-10 МОм 1 . Различают рабочую, двойную и усиленную рабочую изоляцию.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нормальную работу электрической установки и защиту персонала от поражения электрическим током. Двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента бытовых электрических приборов и т.д.). Сопротивление двойной изоляции должно быть не менее 5 МОм, что в 10 раз пре вышает сопротивление обычной рабочей. В ряде случаев рабочую изоляцию выполняют настолько надежно, что ее электросопротивление составляет не менее 5 МОм и потому она обеспечивает такую же защиту от поражения током, как и двойная. Такую изоляцию называют усиленной рабочей изоляцией.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства. Основными называют такие электрозащитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение. Дополнительные электрозащитные средства усиливают изоляцию человека от токопроводящих частей и земли. В табл. 20.2 приведены основные сведения об изолирующих электрозащитных средствах.

Неизолированные токопроводящие части электроустановок, работающих под любым напряжением, должны быть надежно ограждены или расположены на недоступной высоте, чтобы исключить случайное прикосновение к ним человека. Конструктивно ограждения изготавливают из сплошных металлических листов или металлических сеток.

Для предупреждения об опасности поражения электрическим током используют различные звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, устанавливаемые в зонах видимости и слышимости персонала. Кроме того, в конструкциях электроустановок предусмотрены блокировки - автоматические устройства, с помощью которых преграждается путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности (в соответствии с ГОСТом 12.4.026-76 «Цвета сигнальные и знаки безопасности»). Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.

Таблица 2. Классификация изолирующих электрозащитных средств

Для уменьшения опасности поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.

Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах на электростанциях и др.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Если произошло замыкание и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (У пр ), которое определяется выражением:

(9)

где V 3 - полное напряжение на корпусе электроустановки, В;

Vх - потенциал поверхности земли или пола, В.

Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере трехфазной сети с изолированной нейтралью (рис. 3).

Если человек прикоснется к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по Формуле:

где а пр - коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения (а пр < 1 и зависит от вида заземлителя);

Iз - ток замыкания, А;

Rз - сопротивление защитного заземления, Ом.

Ток, проходящий через тело человека, попавшего под напряжение прикосновения (I А чел, А), составит:

где Rс - сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Если человек находится в условиях высокой влажности (Rс -> 0), предыдущую формулу можно упростить:

Рассчитаем I А чел для случая, если Iз= 4 А, Rз = 4 Ом и апр = 0,4 (контурный заземлитель):

Этот ток безопасен для человека, так как не превышает значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.

Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителей - металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 4).

Контурное заземляющее устройство (рис. 5), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее.

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.

Требования к сопротивлению защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

4 Ом - в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВ*А и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;

0,5 Ом - в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью. Наибольшее сопротивление заземляющего устройства (R , Ом) не должно быть более 250/ Iз (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью. При использовании заземляющего устройства одновременно для ус­тановок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/ Iз (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах Iз - ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного зануления подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью (рис. 6).

Если в такой схеме одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (Iз, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:

(14)

где Vф - фазное напряжение, В;

Ro - сопротивление заземления нейтрали, Ом;

Iз - сопротивление корпуса электроустановки, Ом.

При этом на корпусе электроустановки возникает напряжение относительно земли (Vк), определяемое следующей формулой:

(15)

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (1к, А) для значений V ф = 220 В и R 0 = Rз = 4 Ом:

Ток короткого замыкания / 3 может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:

(17)

где а пр - коэффициент напряжения прикосновения.

Если а пр = 1 и V K = 110 В, то I чел = 110/1000 = 0,11 А = 110 мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление - это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 7).

Проводник (1), который соединяет зануляемые части элекроустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I - II - III - IV - V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения повреждения от сети. Это достигается срабатыванием элемента защиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот элемент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I - II - III - IV - V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замыкания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатывние элементов защиты.

Для устранения опасности обрыва нулевого провода устраи­вают его повторное многократное рабочее заземление через ка­ждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

I K з >k I HOM , (18)

где Iном - номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты;

k - коэффициент, характеризующий кратность тока короткого за­мыкания относительно номинального значения тока, при котором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов защиты зависит от силы тока. Так, для плавких предохранителей и тепловых автоматов при k = 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3-0,2 с. Электромагнитный автоматический выключатель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями k должен находиться в пределах 1,2-3, а во взрывоопасных помещениях - k = 1,4-6.

Еще одна система защиты - защитное отключение - это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы - быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них, основанная на использовании реле напряжения, представлена на рис. 20.8.

При замыкании фазного провода на заземленный или зануленный корпус электроустановки на нем возникает напряжение корпуса V K . Если оно превышает заранее установленное предельно допустимое напряжение V K доп (т. е. если V K > У к доп), срабатывает защитное отключающее устройство. Схема работает следующим образом.

Вследствие разности потенциалов между корпусом электроустановки 1 и землей возникает ток I р, который, проходя через реле 5, замыкает его контакты, подавая питание на отключающую катушку 3. Под влиянием возникшего электромагнитного поля внутрь нее втягивается сердечник 4, вызывая отключение автоматического выключателя 2, и установка обесточивается.

В передвижных установках напряжением до 1000 В;

Для отключения электрооборудования, удаленного от источника питания, как дополнение к занулению;

В электрифицированном инструменте как дополнение к| защитному заземлению или занулению;

В скальных и мерзлых грунтах при невозможности выполнить необходимое заземление.

1 - корпус электроустановки; 2 - автоматический выключатель; 3 - отключающая катушка; 4 - сердечник катушки; 5 - реле максимального

напряжения; R з - сопротивление защитного заземления; I 3 - ток замыкания; I p - ток, протекающий через реле; R 1 - сопротивление вспомогательного заземления

Рис. 8. Схема защитного отключения

Рассмотрим кратко организационные мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электроустановок. К ним относятся оформление соответствующих работ нарядом или распоряжением, допуск к работе, надзор за проведением работ, строгое соблюдение режима труда и отдыха, переходов на другие работы и окончания работ.

Нарядом для проведения работы в электроустановках называют составленное на специальном бланке задание на ее безопасное производство, определяющее содержание, место, время начала и окончания работы, необходимые меры безопасности, состав бригад и лиц, ответственных за безопасность выполнения работ. Распоряжением называют то же задание на безопасное производство работы, но с указанием содержания работы, места, времени и лиц, которым поручено ее выполнение.

Все работы на токопроводящих частях электроустановок под напряжением и со снятием напряжения выполняют по наряду, кроме кратковременных работ (продолжительностью не более 1 ч), требующих участия не более трех человек. Эти работы выполняют по распоряжению.

К организационным мероприятиям также относятся обучение персонала правильным приемам работы с присвоением работникам, обслуживающим электроустановки, соответствующих квалификационных групп. Сведения о квалификационных груп­пах персонала представлены в табл. 3.

В ряде случаев существенную опасность для человека представляет статическое электричество, под которым понимают совокупность явлений, связанных с возникновением, сохране­нием и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования, причем возникающий на них электрический потенциал достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт. Воздействие статического электричества на организм человека проявляется в виде слабого длительно протекающего тока либо в форме кратковременного разряда через тело человека, в результате чего может произойти несчастный случай.

Вредное воздействие на организм человека оказывает и электрическое поле повышенной напряженности. Оно вызывает функциональные изменения центральной нервной, сердечнососудистой и некоторых других систем организма.

Защиту от статического электричества осуществляют по двум основным направлениям: уменьшение генерации электрических зарядов и устранение зарядов статического электричества. Для реализации первого направления необходимо правильно подбирать конструкционные материалы, из которых изготавливаются машины, агрегаты и прочее технологическое оборудование. Эти материалы должны быть слабо электризующимися или неэлектризующимися. Например, синтетический материал, состоящий на 40% из нейлона и 60% дакрона, не электризуется при трении о хромированную поверхность.

Таблица 3. Квалификационные группы персонала, обслуживающего электроустановки

Для снятия зарядов статического электричества с поверхности технологического оборудования его обязательно заземляют.

Кроме перечисленных способов защиты от статического электричества большое значение имеет снижение удельного поверхностного электрического сопротивления перерабатываемых материалов. Это достигается повышением относительной влажности в помещении, где производится обработка поглощающих воду материалов (древесины, бумага, хлопчатобумажной ткани и др.), до 65-70%, нанесением на их поверхность специальных антистатических составов, введением в состав твердых диэлектриков электропроводящих материалов (графита, углеродных волокон, алюминиевой пудры и т.д.). Существуют и другие методы защиты от статического электричества.

Электробезопасность (по ГОСТ 12.1.009–76 "ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения") обеспечивается организационными и техническими мероприятиями, конструкцией электроустановок, применением технических методов, средств защиты.

Организационные меры защиты. Применение защитных мер регламентируется нормативными документами по электробезопасности: Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденными приказом Минэнерго России от 8 июля 2002 г. № 204; Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТ Р М-016-01), утвержденными постановлением Минтруда России от 5 января 2001 г. № 3; Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП9-2003), утвержденными приказом Минэнерго России от 12 января 2003 г. № 6.

Электроустановками называются машины, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Меры защиты должны соответствовать виду электроустановки и условиям применения электрооборудования, обеспечивая достаточную безопасность.

Опасность поражения в электроустановках и его тяжесть зависят от номинального напряжения. Согласно ПУЭ электроустановки подразделяются на (а) работающие под напряжением более 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (чаще используются сети напряжением U = 110: 750 кВ) и с изолированной нейтралью (6, 10, 20, 35 кВ) и (б) работающие под напряжением менее 1 кВ с глухозаземленной и с изолированной нейтралью.

Электрические сети напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, трехфазными: 660, 380 и 220 В. Чаще применяют четырехпроводные сети напряжением 380/220 В. В ряде производств недопустимо использование сетей с глухозаземленной нейтралью. Силовые электроустановки напряжением 660, 380, 220 В, работающие с изолированной нейтралью, имеют меньшую опасность при однофазном прикосновении ввиду большого сопротивления изоляции проводов.

Классификация помещений. Безопасность при эксплуатации электроустановок существенно зависит от повышенной влажности и температуры воздуха, запыленности и загазованности помещений. Согласно ПУЭ все помещения по опасности поражения током делят на три категории : 1) помещения без повышенной опасности; 2) помещения с повышенной опасностью; 3) особо опасные помещения. При этом выделяют следующие признаки повышенной опасности :

• – наличие токопроводящих полов – металлических, железобетонных, кирпичных и т.п.;
• – сырость помещений при относительной влажности воздуха > 75%;
• – высокая температура воздуха (t > 35 °С);
• – токопроводящая пыль (металлическая, угольная и др.). Пыльными считаются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она проникает внутрь машин и оборудования;
• – возможность одновременного прикосновения человека к заземленной металлоконструкции и к металлическому корпусу электроустановки;
• – коэффициент заполнения помещения электрооборудованием > 0,2.

Признаки особой опасности :

• – особая сырость (ф ≈ 100% – стены, пол и потолок покрыты влагой);
• – наличие химически активной среды (агрессивные пары, газы, жидкости).

Классификация обслуживающего персонала по электробезопасности . Существует пять квалификационных групп по охране труда, зависящих от типа электроустановок и рода работы. Для эксплуатации ручного электрооборудования достаточна первая квалификационная группа. Для управления электрооборудованием с напряжением U менее 1000 В необходима квалификация персонала не ниже второй группы, для работы на электроустановках с U более 1000 В – не ниже третьей.

Способы и меры защиты от поражения электрическим током . Технические способы и средства защиты приведены в ГОСТ 12.1.019–79 "Электробезопасность. Общие требования". Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; защитное отключение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка; знаки безопасности; средства защиты и предохранительные приспособления.

Защита от прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям достигается дополнительной или усиленной изоляцией токоведущих частей; расположением токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте; использованием ограждений: сплошных в виде кожухов и крышек (в электроустановках U < 1 кВ) и сетчатых; применением блокировок, предупредительной сигнализации, знаков безопасности. По принципу действия блокировки делятся на механические и электрические. Например, в аппаратуре автоматики и ЭВМ применяют штепсельное соединение отдельных блоков, т.е. механическую блокировку. Электрическая блокировка осуществляет отключение электроустановки при открытии дверей, ограждений, крышек кожухов.

Малое напряжение и электрическое разделение сетей используют для повышения безопасности при работе в основном с ручным электрифицированным инструментом.

Малое напряжение – это номинальное напряжение ≤ 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжении до 10 В (сила тока при случайном прикосновении I h = 10/1000 = 0,01 А). Источники малого напряжения: батареи, аккумуляторы, трансформаторы – должны быть максимально приближены к потребителю. Для ручного электроинструмента и местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях используют напряжение 12, 36, 42 В.

Электрическое разделение сетей : разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции относительно земли; ток замыкания на землю в такой сети может достигать значительной величины, поэтому однофазное прикосновение в сети является опасным. Опасность поражения резко снизится, если единую сильно разветвленную сеть с большой емкостью и малым сопротивлением разделить на ряд небольших сетей с незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции с помощью специальных разделяющих трансформаторов.

Защитное заземление, зануление и защитное отключение являются наиболее распространенными техническими средствами для защиты персонала при прикосновении к токоведущим частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

Защитное заземление или зануление выполняют: а) во всех случаях при номинальном переменном напряжении ≥ 380 В и постоянном напряжении ≥ 440 В; б) в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при номинальном переменном U = 42: 380 В и постоянном U= 110 -5- 440 В. Таким образом, электроустановки, работающие иод напряжением до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока, не требуют защитного заземления и зануления, за исключением некоторых случаев, оговоренных в ПУЭ.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус (рис. 5.3). При заземлении корпуса происходит замыкание на землю; прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит на землю через тело человека. Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток, проходящий через тело человека I h, безопасен.

Рис. 5.3.

Область применения защитного заземления – трехфазные сети напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением более 1 кВ как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, которые соединяют заземляемое оборудование с заземлителем. В зависимости от расположения заземлителей относительно оборудования заземляющие устройства делятся на выносные и контурные. Выносное устройство располагается на некотором удалении от оборудования. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения, недостатком – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования. Контурное устройство, заземлители которого расположены по контуру вокруг заземляемого оборудования, обеспечивают лучшую защиту.

Основной элемент заземляющего устройства – естественный или искусственный заземлитель. Естественными заземлителями могут быть металлические и железобетонные части коммуникаций и других сооружений, имеющие надежное соединение с землей. Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные элементы. В качестве вертикальных элементов используют стальные трубы, уголки, прутки, которые соединяют прочно между собой горизонтальными элементами из полосовой стали. Для заземляющих проводников используют полосовую и круглого сечения сталь.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это основное средство обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью и U менее 1 кВ (обычно 220/127, 380/220, 660/380 В). В таких сетях уменьшить напряжение на корпусе, контактирующем с токоведущими частями, невозможно, но можно повысить безопасность оборудования, уменьшив длительность замыкания на корпус. В сети с занулением различают (рис. 5.4.): нулевой рабочий проводник HP (для питания током электроприемников) и нулевой защитный проводник НЗ (для зануления).

Рис. 5.4.

1 и 2 – корпусы одно- и трехфазного приемников тока; 3 – плавкие предохранители, I к – ток однофазного короткого замыкания, U ф – фазное напряжение

Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, возникает ток большой величины, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита, которая селективно отключает поврежденный участок. Для того чтобы быстро отключить аварийный участок, ток короткого замыкания, согласно ПУЭ, должен не менее чем в три раза превышать номинальный ток через плавкую вставку или в 1,25–1,4 раза номинальный ток автоматического выключателя. Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты. Если запуленный корпус одновременно заземлен, то это улучшает условия безопасности, так как обеспечивает дополнительное заземление нулевого защитного (НЗ) провода.

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Подобная опасность возникает при повреждениях установки, таких как замыкание на землю; снижение сопротивления изоляции; неисправности заземления, зануления или устройства защитного отключения.

Повреждение установки приводит к изменениям некоторых величин, которые можно использовать как входные величины автоматического устройства, осуществляющего защитное отключение. Например, напряжение корпуса относительно земли, напряжение нулевой последовательности (несимметрия напряжения фаз относительно земли), ток замыкания на землю, ток нулевой последовательности и другие параметры могут быть восприняты датчиком автоматического устройства как входная величина (время срабатывания менее 0,2 с). Защитное отключение можно использовать в качестве единственной или основной меры защиты совместно с дополнительным заземлением или занулением или в дополнение к заземлению или занулению.

Электрозащитные средства применяются для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По характеру применения электрозащитные средства подразделяются на две категории: средства коллективной и средства индивидуальной защиты.

Электрозащитные средства могут быть основными и дополнительными. Основными являются средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Средства защиты, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами, служат дополнительными средствами.

Сложно представить себе жизнь без электричества. Природа его до конца не изучена, но это не мешает везде применять электрические приборы и устройства. Поток заряженных частиц в проводнике - сила, способная приносить не только пользу, но и вред, особенно при несоблюдении правил защиты от поражения электрическим током.

Общие меры безопасности

Наиболее эффективное средство защиты от поражения электрическим током - понижение рабочего напряжения оборудования. Роговой слой кожи, в отличие от остальных тканей организма, имеет высокое сопротивление. Пробой кожи человека постоянным током происходит при напряжении выше 50 вольт. Величина может варьироваться в зависимости от толщины эпидермиса и прочих факторов.

Считается, что приборы с рабочим напряжением ниже 42 В вполне безопасны. Напряжение до 12 В, как в карманном фонарике, гарантирует максимальную степень безопасности. Бытовой электроинструмент, например, шуруповёрт, может работать с током в 36 В. Пониженное напряжение применяется в помещениях с повышенной опасностью. В быту такая мера защиты встречается нечасто. При работе с током применяются такие меры предосторожности:

Основные средства защиты от электрического тока описаны в ГОСТе. Рассмотрим детально каждый из методов.

Сетевые решения

Эффективный способ снизить риск поражения - разнести одну крупную электрическую сеть, сделав несколько меньших. Рабочее напряжение остаётся одинаковым, но понижается ёмкость сети, а общее сопротивление изоляции возрастает. Для этого устанавливают делительные трансформаторы, к которым уже подключается оборудование. Такое решение актуально для сетей с напряжением до 1000 вольт.

Токопроводящие части обязательно изолируются, то есть покрываются слоем диэлектрика, если предусмотрен контакт человека с ними. Защитным покрытием может выступать пластик, лак, краска, резина или эбонит. Двойная изоляция - это второй слой полимера , который выполняет защитную функцию, если основная изоляция будет повреждена. Обязательным является проведение контрольных замеров сопротивления. Также существуют бронированные коммуникационные кабели и усиленная изоляция.

Оборудование с высоким напряжением (>1000 вольт) представляет особую опасность. Поражение возможно не только в результате соприкосновения с фазой, но даже при близком нахождении рядом с токопроводящими элементами, поэтому такие установки должны быть огорожены, а доступ к ним ограничен. Подъём проводов на высоту, недоступную постороннему человеку, либо прокладка кабеля под землёй - типичные приёмы.

Заземление и УЗО

Те части механизмов, которые не должны находиться под напряжением, заземляют. Проводник, обычно стальная проволока или арматура, подводится к частям корпуса, которые могут оказаться под напряжением. Другой конец заземляющего проводника замыкается на землю.

Один из вариантов - вкапывание в почву металлической болванки, которая называется заземлителем, и приваривание к ней арматуры либо проволоки. Количество заземлителей должно быть выше, если сеть является высоковольтной. В таком случае проводники вкапывают по периметру рабочей площадки или иным способом разносят их. Это нужно, чтобы заряд эффективно стекал в почву, при этом через тело человека пройдёт ток меньшей силы либо не пройдёт вовсе.

Лучше выбирать глинистый или сырой грунт, поскольку он имеет более низкое сопротивление. В качестве заземлителя используют также подземные трубопроводы, коммуникационные каналы, арматуру зданий.

Отключающая автоматика - устройство, быстро разрывающее цепь при возникновении опасной ситуации, например, при замыкании фазы на кожух устройства. Отключение питания должно происходить как минимум через 0,2 секунды.

Индивидуальная защита

Защитные средства от поражения электрическим током делятся на несколько типов: основные изолирующие, дополнительные, ограждающие, предохранительные. Основные средства предупреждают пробой напряжения заявленной величины в течение длительного времени. К токопроводящим частям можно прикасаться:

• измерителями напряжения;
• резиновой изолирующей одеждой;
• диэлектрическими штангами и клещами, не проводящими ток;
• инструментом с покрытыми диэлектриком ручками.

Дополнительная защита самостоятельно не предохраняет от удара электрическим током. Работает она в совокупности с другими способами защиты. К этому классу относятся изолирующие коврики, ботинки, калоши и подставки.

Ограждающие средства ограничивают доступ к электрифицированным элементам оборудования. К ним относятся предупреждающие плакаты и знаки, временное зануление, барьеры и переносные щиты. Предохранительная индивидуальная защита включает:

• страховочные системы и пояса;
• защитные очки, каски, перчатки;
• противогазы и респираторы;
• когти монтажника;
• экранирующие устройства;
• рабочие костюмы.

Эти средства обеспечивают защиту от прочих воздействий и факторов, например, предохраняют от падения с высоты, ожогов, механических повреждений.

Защитная изолирующая одежда

Диэлектрические перчатки бывают дву- и пятипалые, а также шовные и бесшовные. Они должны быть не короче 30 см. Надеваются поверх рабочей одежды и обычных тканевых рукавиц. Наличие повреждений, трещин и проколов обязательно определяют перед использованием такой экипировки. Для этого перчатку скатывают в трубочку от горловины к пальцам, при этом тщательно осматривая. Края изолирующих перчаток нельзя заворачивать.

Ковры для изоляции применяют только в помещениях. Допустимо использовать их в сухую погоду в открытых установках. Резина применяется как обычная, так и устойчивая к маслу и бензину. Верхняя сторона рифлёная, глубина рисок - до 3 мм.

Диэлектрическая обувь (боты и галоши) на сырой земле и в дождь не применяется. Ботинки имеют отворот для стока заряда. Они выше галош и считаются лучшим вариантом защиты. Галоши применяют только при работе с низковольтным оборудованием. Изолирующая одежда проходит испытания раз в год.

Правила работы

Перед любыми действиями с электрической установкой нужно проверить отсутствие напряжения на ней. Также нужно установить предупредительные плакаты, свидетельствующие о проводимых работах. Все действия осуществляют с применением измеряющих клещей и указателей.

Если отключить питание не представляется возможным, тогда работают без снятия напряжения, что сопряжено с дополнительной опасностью. Такие работы ведутся с особыми требованиями к безопасности. При напряжении до 1000 вольт:

При напряжении свыше 1000 вольт работать можно только со снятым напряжением. Запрещено дотрагиваться к изоляторам вышек и установок со включенным питанием.