Системи засобів і заходів щодо електробезпеки

Виділяють три системи засобів і заходів забезпечення електробезпеки:

− система технічних засобів і заходів;

− система електрозахисних засобів;

− система організаційно-технічних заходів і засобів;

− система технічних засобів і заходів електробезпеки.

Технічні засоби і заходи а електробезпеки реалізуються в конструкції електроустановок при їх розробці, виготовленні і монтажі відповідно до чинних нормативів. За своїми функціями технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки поділяються на дві групи:

− технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок;

− технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок.

Основні технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають:

− ізоляцію струмовивідннх частин; недоступність струмовивідннх частин;

− блоківки безпеки;

− засоби орієнтації в електроустановках; виконання електроустановок, ізольованих

під землі;

− захисне розділення електричних мереж;

− компенсацію ємнісних струмів замикання па землю; вирівнювання потенціалів.

Із метою підвищення рівня безпеки, залежно під призначення, умов експлуатації і конструкції, в електроустановках застосовується одночасно більшість з перерахованих технічних засобів і заходів.

Ізоляція струмовивідних частин.Забезпечує технічну працездатність електроустановок, зменшує вірогідність потраплянь людини під напругу, замикань на землю і на корпус електроустановок, зменшує струм черезлюдину при доторканні до по ізольованихструмовивідних частин в електроустановках, що живляться від ізольованої від землі мережі за умови відсутності фаз із пошкодженою ізоляцією. ТОСТ 12.1.009-76 розрізняє ізоляцію:

− робочу забезпечує нормальну роботу електроустановок І захист від ураження електричним струмом;

− додаткову − забезпечує захист від ураження електричним струмом на випадок пошкодження робочої Ізоляції;

− подвійну − складається з робочої і додаткової;

− підсилену поліпшена робоча ізоляція, яка забезпечує такий рівень захисту, як і подвійна.

При розробці електроустановок опір ізоляції приймається в межах 1 кОм/В. Якщо технічними умовами по передбачені більш жорсткі вимоги відповідно до чинних актів. З метою забезпечення працездатності електроустановок і безпечної їх експлуатаціїпроводиться контроль стану ізоляції, який характеризується електричною міцністю ізоляції, її електричним опором і діелектричними втратами. В установках, на­пругою більше 1000 В, проводять всі види випробування ізоляції, а при напрузі до 1000 Б − контролюється тільки електричний опір і електрична міцність. Виділяють приймально-здавальні випробування, після ремонтні (реконструкція і капітальний ремонт) і міжремонтні в терміни, встановлені чинними нормативами залежно від тину електроустановки і умов її експлуатації.

Забезпечення недоступності струмовивідних частин. Статистичні дані щодо елекгротравматизму свідчать, то більшість електротравм пов'язані з дотиком до струмовивідних частин електроустановок (близько 55%). Основними заходами забезпечення недоступності струмовивідних частин є застосування захисних огороджень, закритих комутацій них апаратів (пакетних вимикачів, комплектних пускових пристроїв, дистанційних електромагнітних приладів управління споживачами електроенергії тощо), розміщення неізольованих струмовивідних частин на недосяжній для ненавмисного доторкання до них інструментом висоті, різного роду пристосуваннями тощо, обмеження доступу сторонніх осіб в електротехнічні приміщення. Застосування блоківок безпеки. Блоківки безпеки застосовуються в електроустановках, експлуатація яких пов'язана з періодичним доступом до огороджених струмовивідних частин (випробувальні і дослідні стенди, установки для випробування ізоляції підвищеною напругою), в комутаційних апаратах, помилки в оперативних переключеннях яких можуть призвести до аварії і нещасних випадків, в рубильниках, пусковій апаратурі, автоматичних вимикачах, які працюють в умовах підвищеної небезпеки (електроустановки па плавзасобах. в гірничодобувній промисловості).

Призначення блоківок безпеки: унеможливити доступ до неізольованих струмовивідних частин без попереднього зняття з них напруги, попередити помилкові оперативні та керуючі дії персоналу при експлуатації електроустановок, не допустити порушення рівня електробезпеки та вибухозахисту електрообладнання без попереднього відключення його від джерела живлення. Основними видами блоківок безпеки с механічні, електричні і електромагнітні.

Механічні блоківки безпеки виконуються, переважно, у вигляді механічних конструкцій (стопори, замки, пружинно-стержневі і гвинтові конструкції тощо), які не дозволяють знімати захисні огородження електроустановок, відкривати комутаційні апарати без попереднього зняття з них напруги.

Електричні блоківки забезпечують розрив мережі живлення спеціальними контактами, змонтованими на дверях огородження, розподільчих щитів і шаф, кришках і дверцятах кожухів електрообладнання. При дистанційному управлінні електроустановкою ці контакти доцільно включати в мережу управління пускового апарата послідовно з органами пуску. В такому разі подача напруги на установку органами пуску буде неможливою до замикання контактів електричних блоківок.

До одного з варіантів електричних блоківок можна віднести поблокове виконання електричних апаратів, щитів і пультів управління з застосуванням закритих штепсельних рознімів. При видаленні такого блоку з загального корпуса пульта (стійки) штепсельні розніми розмикаються, і напруга з блоку знімається автоматично.

Електромагнітні блоківки безпеки вимикачів, роз'єднувачів, заземлюючих ножів використовуються на відкритих і закритих розподільних пристроях з метою забезпечення необхідної послідовності вмикання і вимикання обладнання. Вони виконуються, переважно, у вигляді стержневих електромагніті в. Стержень електромагніта при знеструмленні його обмотки під дією пружини заходить у гніздо корпуса органа управління електроустановки, що не дозволяє маніпулювати цим органом. При подачі напруги на обмотку електромагніта осердя останнього втягується в котру шку електромагніта, що забезпечує розблокування органа у правління електроустановкою і можливість необхідних маніпулювань ним органом.

Засоби орієнтації електроустановкахдають можливість персоналу чітко орієнтуватись при монтажі-виконанні ремонтних робіт і запобігають помилковим діям. До засобів орієнтації в електроустановках належать: маркування частин електрообладнання, проводів і струмопроводів (шин), бирки на проводах, кольорові рішення неізольованих струмовивідних частин, ізоляції, внутрішніх поверхонь електричних шаф і щитів керування, попереджувальні сигнали, написи, таблички, схеми, знаки високої електричної напруги, знаки постійно попереджу вальні тощо.

Попереджувальні сигнали використовують з метою забезпечення надійної інформації про перебування електрообладнання під напругою, про стан ізоляції та пристроїв захисту, про небезпечні відхилення режимів роботи від номінальних тощо. Світловою сигналізацією обладнуються в електроустановках напругою понад 1000 В комірки роз’єднувачів, масляних вимикачів, трансформаторів. У ввідних шафах комплектних трансформаторних підстанцій, незалежно від величини напруги, передбачається попереджувальна сигналізація станів «Увімкнено» і «Вимкнено».

Виконання електричних мереж, ізольованих під землі. Як зазначалось вище, в мережах, ізольованих від землі, при однофазному включенні людини під напругу і відсутності пошкодження ізоляції інших фаз, величина струму через людину визначається опором ізоляції фаз відносно землі, який, щонайменше, становить 10 Ом. Таким чином, виконання мереж, ізольованих від землі, обмежує величину струму через людину за рахунок опору ізоляції фаз відносно землі при умові забезпечення необхідного стану ізоляції. За наявності (раз з пошкодженою ізоляцією і до­торканні людини до фазного проводу з непошкодженою ізоляцією сила струму через людину значно зростає. Тому застосування мереж, ізольованих від землі, вимагає обов'язкового контро­лю опору ізоляції. В особливо небезпечних умовах такий контроль щодо електротравм повинен бути постійним, з автоматичним відключенням електроустановок з пошкодженою ізоляцією. Відповідно до чинних нормативів, наприклад у гірничодобувній промисловості і на торфорозробках, виконання електромереж, ізольованих від землі з постійним на відключення контролем опору ізоляції, є обов'язковим. На промислових підприємствах, підприємствах невиробничої сфери, у сільськогосподарському виробництві, побуті застосовуються, зазвичай, мережі з глухозаземленою нейтраллю.

Захисне розділення електричних мереж. Загальний опір ізоляції проводів електричної мережі відносно землі і ємкісна складова струму замикання на землю залежать від протяжності мережі і її розгалуженості. Зі збільшенням протяжності і розгалуженості мережізменшується паралельна робота ізоляторів (накопичення дефектів) і збільшується ємкість. Розділення такої протяжної мережі на окремі, електрично не зв'язані між собою частини за допомогою трансформаторів з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці, сприяє підвищенню опору ізоляції та зменшенню ємкості, і, як результат, призводить до підвищення рівня безпеки. Захисне розділення електричних мереж може реалізовуватись як у межах електричних систем, так і в межах окремих підприємств. Зокрема, воно може реалізовуватись при використанні розділювальних трансформаторів як засобу підвищення електробезпеки.

При реалізації схеми розділювального трансформатора як засобу захисту необхідно дотримуватись таких вимог безпеки:

− підвищена міцність самої конструкції іі підвищений опір ізоляції;

− від трансформатора дозволяється живлення тільки одного споживача електроенергії з номінальним струмом плавкої вставки побільше 15 А;

− заземлення вторинної обмотки трансформатора не допускається;

− корпус трансформатора заземлюється чи занулюється залежно від режиму нейтралі мережі живлення трансформатора;

− напруга на низький стороні трансформаторів обмежується величиною 380 В.

Технічні заходи попередження електротравм при переході напруги па неструмовивідні маститі електроустановок і поява напруги на неструмовивідних частинах електроустановок пов’язана з пошкодженням ізоляції і замиканням па корпус. Основними технічними заходами щодо попередження електротравм при замиканнях на корпус с захисне заземлення, занулення, захисне відключення.

Захисне заземлення відповідно до ГОСТ 12.1.009-76. захисне заземлення − це навмисне електричне з’єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмовивідних частин електроустановок, які можуть опинитись під напругою.

При пошкодженні п установці ізоляції фазного проводу корпус установки може опинитися під напругою. Якщо людина доторкнеться у цьому випадку до корпуса установки, то це буде майже рівноцінно доторканню до проводу. За наявності заземлення паралельно людині буде мати місце додатковий струмопровід, і струм замикаїпія на землю буде розподілятися між цим струмопроводом і людиною обернено пропорційно їх опорам, що забезпечує захист людини від ураження електричним струмом. Захисному заземленню піддягають:

− електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму і 440 В і більше

постійного струму незалежно від категорії приміщень (умов) щодо небезпеки електротравм;

− електроустановки напругою більше 42 В змінного струму і більше 110 В постійного струму в приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою електротравм, а також електроустановки поза приміщеннями;

− всі електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах (з метою попередження вибухів).

Відповідно до зазначеного заземлюються:

− неструмовивідні частини електричних машин, апаратів, трансформаторів (каркаси розподільчих війтів, шаф, щитів управління, а також їх знімні частини і частини, що відкриваються, якщо на них встановлено електрообладнання напругою більше 42 В змінного і більше 110 В постійного струму);

− металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні коробки й інші кабельні конструкції, металеві кабельні муфти, металеві гнучкі рукави і труби електропроводки, електричні світильники;

− металоконструкції виробничого обладнання, на якому є споживачі електроенергії;

− опори повітряних ліній електропередач тощо.

Не заземлюються неструмовивідні частини електроустановок, розміщених па заземлених металоконструкціях, за умови надійного контакту між ними, за винятком електроустановок, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах. Ефективність захисного заземлення залежить від опору заземлюючого пристрою проходженню струму замикання на землю. Відповідно до чинних нормативів величина опору заземлюючого пристрою в установках напругою до 1000 В не повинна перевищувати: 10 Ом за сумарної потужності генераторів (трансформаторів) 100 кВт і менше:

− 4 Ом за сумарної потужності генераторів (трансформаторів) більше 100 кВт.

Опір заземлюючого пристрою електроустановок, що живляться від мережі напругою більше 1000 В, повинен бути:

− не більше 0,5 Ом в мережах з ефективно заземленою нейтраллю; в мережах, ізольованих від землі та приймається розрахунковим, але не більше 10 Ом.

Конструктивно захисне заземлення включаєзаземлюючий пристрій і провідник, що з’єднує заземлюючий пристрій з обладнанням, яке заземлюється − заземлюючий провідник.

Внутрішня магістралі, заземлення і заземлюючий пристрій з'єднуються між собою за допомогою зварювання не менше ніж у двох місцях.

На кожний діючий заземлюючий пристрій повинен бути паспорт, в якому наводиться його схема, дані про результати перевірок стану заземлюючого пристрою, проведені ремонтні роботи і конструктивні зміни. Опір захисного заземлення струму розтікання контролюється в терміни, встановлені чинними нормативами, з веденням відповідної документації: на вугледобувних шахтах кожні 6 місяців; цехові заземлюючі пристрої − кожні 12 місяців; заземлюючі пристрої підстанцій − раз у 3 роки.

Занулення відповідно до ГОСТ 12.1.009-76, занулення в загальному розумінні − це навмисне електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмовивідних частин, які можуть опинитись під напругою в результаті пошкодження ізоляції. Занулення в електроустановках − це навмисне з’єднання елементів електроустановки, які познаходяться під напругою, з глухо-заземленою централлю генератора чи трансформатора в мережах трифазного струму,з глухозаземленим вводом джерела однофазного струму.

Для забезпечення ефективності захисту при застосуванні занулення необхідно, щоб струм короткого замикання відповідав струму спрацювання захисту від короткого замикання. Останнє досягається обґрунтованим визначенням можливого струму короткого замикання, відповідним вибором каліброваних вставок плавких запобіжників, регулюванням автоматичних електромагнітних засобів захисту від короткого замикання, забезпеченням цілісності нульового проводу. Щоб створити умови для спрацювання замулення при обриві нульового проводи останній періодично.

Вимоги щодо застосування занулення залежно від величини напруги і категорії приміщень за небезпекою електротравм аналогічні вимогам до застосування захисного заземлення. За величиною напруги мережі живлення застосування занулення обмежується напругою до 1 кВ. Згідно з чинними нормативами можливі два варіанти реалізації занулення:

− заземлена через певні відстані (100...200 м) нейтралі мережі виконує функції нульового робочого і нульового захисного про­відника одночасно;

− для занулення обладнання прокладається окремий провідник, який виконує функції тільки нульового захисного.

Другий варіант є обов'язковим для житлових і адміністративних приміщень, приміщень масового перебування людей, що будуються.

Незалежно від розглянутих варіантів при застосуванні в приміщенні окремого нульового захисного провідника останній відгалужується від нейтралі мережі на щитку в воду в приміщення до роз'єднувальних контактів, а для забезпечення його цілісності і надійності захисту в мережі цього провідника не повинно бути будь-яких роз'єднувачів, запобіжників тощо.

Захисне відключення

Призначення захисного відключення − відключення електроустановки при пошкодженні ізоляції і переході напруги на неструмовідні її елементи. Застосовується в доповнення до захисного заземлення (занулення) для забезпечення надійного захисту, перш за все, в умовах особливої небезпеки електротравм. Ефективність захисного заземлення залежить від опору заземлюючого пристрою розтіканню струму замикання на землю.

Згідно з чинними нормативами захисне відключення є обов'язковим в гірничодобувній промисловості і на торфорозробках. Ефективність занулення залежить від опору мережі короткого замикання при переході напруги на неструмовідні частини. При значній протяжності мережі живлення її опір струму короткого замикання збільшується, а абсолютне значення струму короткого замикання може бути недостатнім для спрацювання захисту від КЗ.

У подібних випадках ефективний захист може бути забезпечений застосуванням пристроїв захисного відключення, спрацювання яких може бути спричинене струмами витоку на землю з корпуса електроустановки, зниженням опору ізоляції фази відносно землі, перерозподілом навантаження на фази тощо. Промисловістю серійно випускаються пристрої захисного відключення.