Охрана труда




страница13/32
Дата26.02.2016
Размер7.72 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   32

а в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше; б — в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В; 1 — заземленное оборудование; 2 — заземлитель защитного заземления; 3 — заземлитель рабочего заземления; — сопротивления соответственно защитного, рабочего заземлений, изоляции фаз; — ток замыкания на землю
Принцип действия защитного заземления — уменьшение напряжения прикосновения при замыкании на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленной установки.

Заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления. В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В заземление неэффективно, т. к. ток замыкания на землю зависит от сопротивления заземления и при его уменьшении ток возрастает.
Поэтому защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Поясним на упрощенных примерах эти основные положения применения заземления. В сети с изолированной нейтралью ток замыкания на землю () в соответствии с законом Ома будет равен (см. схему рис. 3.45, а). При хорошей изоляции равно десяткам килоом, поэтому ток будет не­большим. Так, при фазном напряжении 220 В = 4 Ом, = 40 000 Ом, = 220/(4 + 40 000) = 0,0055 А. Падение потенциалов распределится следующим образом: на заземлении — между корпусом и основанием В, между основанием и фазами (падение потенциалов на изоляции фаз) — В. Таким образом, напряжение прикосновения, равное U3, очень незначительное и безопасное для человека, т. е. обеспечивается надежная защита человека от поражения электрическим током. Это положение будет выполняться только при хорошей изоляции фаз, при нарушении изоляции фаз или значительном уменьшении защитные свойства заземления резко снижаются.

В сети с заземленной нейтралью (рис. 3.45, б) А, а напряжение прикосновения В, что представляет опасность для человека. Как видно, в этом случае существенно возрастает при снижении , и эффективность заземления невысока. Чем меньше будет электрическое сопротивление заземления корпуса установки по сравнению с сопротивлением заземления нейтрали, тем выше будут защитные свойства заземления.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя — металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземленные части электроустановки с заземлителем. Заземляющие устройства бывают двух типов: выносные, или сосредоточенные, и контурные или распределенные.

Выносное заземляющее устройство (рис. 3.46) характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Рисунок 3.46 Схема выносного заземления
При работе выносного заземления потенциал основания, на котором находится человек, равен или близок к нулю (в зависимости от удаленности человека от заземлителя). Защита человека осуществляется лишь за счет малого электрического сопротивления заземления, т. к. в соответствии с законом Ома больший ток будет протекать по той ветви разветвленной цепи, которая имеет меньшее электрическое сопротивление. Такой тип заземляющего устройства обеспечивает в ряде случаев недостаточно высокую степень защиты человека, а лишь уменьшает опасность или тяжесть поражения электрическим током. Поэтому его применяют лишь при малых значениях тока замыкания на землю и, в частности, в установках напряжением до 1000 В. Достоинством такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т. п.).

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют на всей площадке (зоне обслуживания оборудования) равномерно. Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциала основания и его повышением до значений, близких к потенциалу корпуса оборудования. В результате обеспечивается высокая степень защиты от прикосновения к корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, и от шагового напряжения. Поэтому контурное заземление применяют при высокой степени электроопасности и при напряжениях свыше 1000 В. На рис. 3.47, 3.48 представлены схемы контурного заземления и заземления с выравниванием потенциала внутри контура (кривые показывают распределение электрического потенциала внутри и за пределами контура).

Рисунок 3.47 Контурное заземление:

а — разрез по вертикали; б — вид в плане; в — распределение потенциалов; — ток замыкания на землю; — сопротивление защитного заземления; шаговое напряжение; — напряжение прикосновения

Рисунок 3.48 Заземлитель с выравниванием потенциалов внутри контура (сетка):

а — вид в плане; б — форма потенциальной кривой
Как видно из показанных кривых, за пределами контура потенциал основания быстро снижается с увеличением расстояния, что может явиться причиной появления больших значений шагового напряжения в этих зонах. Чтобы уменьшить шаговые напряжения за пределами контура вдоль проходов и проездов, в грунт закладывают специальные шины, как показано на рис. 3.49. Внутри помещений выравнивание потенциала происходит естественным путем через металлические конструкции, трубопроводы, кабели и другие проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.



Рисунок 3.49 Кривые изменения потенциала за пределами контура:

I — без выравнивания; II — с выравниванием
Выполнение заземляющих устройств. Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные — находящиеся в земле предметы, используемые для других целей.

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные либо горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов применяют обычно стальные трубы диаметром 3...5 см, уголки размером от 40x40 до 60x60 мм длиной 2,5...3,5 м, прутки диаметром 10...12 мм и длиной до 10 м. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода используют стальные полосы сечением не менее 4x12 мм или стальные прутки диаметром не менее 6 мм. Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0,7...0,8 м, после чего забивают электроды (рис. 3.50).

Рисунок 3.50 Установка стержневого заземлителя в траншее
В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные и другие трубы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией; металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций зданий; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и т. п.

Согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок, электрическое сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:

  • 4 Ом в установках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (при мощности источника тока — генератора или трансформатора менее 100 кВт допускается не более 10 Ом);

  • 0,5 Ом в установках напряжением свыше 1000 В с изолированной нейтралью;

  • в установках с заземленной нейтралью сопротивление заземления определяют расчетом исходя из требований по допустимому напряжению прикосновения.

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей и животных. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также наружных установках заземление является обязательным при напряжении электроустановки свыше 42 В переменного и свыше 110 В постоянного тока.

В помещениях без повышенной опасности заземление электроустановок необходимо при напряжениях свыше 380 В переменного и 440 В постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях заземление выполняют в любом случае независимо от напряжения установок.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением. Зануление применяют в четырехпроводных сетях с напряжением до 1000 В и с глухозаземленной нейтралью.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части установки с заземленной нейтралью источника тока (генератора, трансформатора) или с нулевым рабочим проводником, который в свою очередь соединен с нейтралью источника тока.

Принципиальная схема зануления показана на рис. 3.51. Принцип действия зануления заключается в том, что при замыкании фазы на корпус 1 между фазой и нулевым рабочим проводом создается большой ток (ток короткого замыкания), обеспечивающий срабатывание защиты и автоматическое отключение поврежденной фазы от установки. Такой защитой могут являться плавкие предохранители или автоматические выключатели 2, устанавливаемые перед электроустановкой для защиты от токов короткого замыкания. Кроме того, поскольку корпус 1 установки заземлен через нулевой защитный проводник 3 и заземление нейтрали, до срабатывания защиты проявляется защитное свойство заземления. При занулении предусматривается повторное заземление 4 нулевого рабочего провода на случай обрыва последнего на участке между точкой зануления установки и нейтралью сети.

Рисунок 3.51 Принципиальная схема зануления: 1 — корпус; 2 — аппараты для защиты от токов короткого замыкания (плавкие предохранители, автоматические выключатели и т. п.); 3 — нулевой защитный проводник; 4— повторное заземление; — сопротивления заземления нейтрали источника тока; — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; — ток короткого замыкания; — фазное напряжение
В этом случае ток короткого замыкания стекает по повторному заземлению в землю и через заземление нейтрали на нулевую точку источника питания, т. е. обеспечивается работа зануления. Хотя в этом случае время срабатывания защиты может возрасти за счет увеличения электрического сопротивления цепи замыкания и уменьшения при этом величины тока короткого замыкания.

Устройства защитного отключения (УЗО) — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения человека электрическим током. Опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус, при снижении электрического со­противления фаз относительно земли ниже определенного предела и по ряду других причин. В этих случаях происходит изменение определенных параметров электрической сети. При выходе контролируемого параметра за допустимые пределы подается сигнал на защитно-отключающее устройство, которое обесточивает установку или электросеть. УЗО должны обеспечивать отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 с. Типы применяемых УЗО разнообразны в зависимости от того, какой параметр электрической сети они контролируют.

Основными элементами всех типов УЗО являются: прибор защитного отключения — совокупность элементов, реагирующих на изменение контролируемого параметра сети (как правило, основным элементом является реле соответствующего типа, например реле напряжения или тока), и автоматический выключатель — устройство, служащее для соединения и разрыва цепей, он автоматически разрывает цепь питания электроустановки при поступлении сигнала от прибора защитного отключения.

На рис. 3.52 и 3.53 показаны принципиальные схемы наиболее распространенных типов УЗО, первое из которых контролирует потенциал корпуса электроустановки, а второе — электрическое сопротивление изоляции фаз.

Основным элементом прибора защитного отключения УЗО, контролирующего потенциал корпуса 1, является реле напряжения 3, один контакт которого соединен с корпусом 1, а второй заземлен. При замыкании фазы на корпус на реле 3 подается напряжение, равное потенциалу корпуса относительно земли, т. к. заземленный контакт реле находится под нулевым потенциалом земли. При превышении напряжения на реле более того, на которое оно настроено, реле срабатывает, замыкая контакты обмотки катушки автоматического выключателя 2, разрывающего электрическую цепь и обесточивающего установку.

Рисунок 3.52 Принципиальная схема устройства защитного отключения, реагирующего на напряжение корпуса относительно земли: 1 — корпус; 2 — автоматический выключатель; КО — катушка отключающая; 3 — реле напряжения максимальное; сопротивление защитного заземления; — сопротивление вспомогательного заземления; — ток замыкания на землю; — ток через реле напряжения

Рисунок 3.53 УЗО, реагирующее на сопротивление изоляции фаз (УЗО оперативного тока): 1 — источник постоянного тока; 2 — реле; 3 — изоляция фаз; 4 — трехфазный дроссель; 5 — однофазный дроссель; 6 — автоматический выключатель; — оперативный ток; сопротивление замыкания на землю

Необходимо, чтобы заземлитель контакта реле находился под нулевым потенциалом. Для этого он должен быть удален от заземлителя корпуса электроустановки на расстояние не меньше 15...20 м.

УЗО, контролирующее сопротивление изоляции фаз, имеет источник 1 постоянного оперативного тока и реле тока 2. Оперативный постоянный и очень небольшой (безопасный) ток протекает через землю, изоляцию фаз 3, трехфазный дроссель 4, предназначенный для получения нулевой точки сети, однофазный дроссель 5 и реле тока 2. Дроссель 5 предназначен для ограничения утечки переменного тока в землю, так как обладает большим сопротивлением для переменного тока и малым для постоянного.

При замыкании какой-либо из фаз на землю или уменьшении сопротивления изоляции фаз 3 меньше допустимого предела (например, за счет старения изоляции или воздействия на нее агрессивных паров и газов) сопротивление цепи протекания постоянного тока снижается, и по закону Ома возрастет величина оперативного тока. При превышении величины тока, на которую настроено реле 2, оно срабатывает, замыкая контакты обмотки катушки автоматического выключателя 6, разрывающего цепь питания электроустановки.

Средства индивидуальной защитыэлектрозащитные средства (ЭЗС) (рис. 3.54). К СИЗ от поражения электрическим током относятся изолирующие средства, которые делятся на основные и дополнительные.

Основные ЭЗС — это средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, что позволяет с помощью их прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Для работы на электроустановках до 1000 В к ним относятся: изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками, указатели напряжения. При напряжении электроустановки свыше 1000 В основные средства включают изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения.

Дополнительные ЭЗС — это средства защиты, изоляция ко­торых не может длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановок. Они применяются для защиты от напряжения прикосновения и шага, а при работе под напряжением исключительно с основными ЭЗС. К ним относятся: при напряжении до 1000 В — диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки; свыше 1000 В — диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки.

ЭЗС (СИЗ) должны иметь маркировку с указанием напряжения, на которое они рассчитаны, их изолирующие свойства подлежат периодической проверке в установленные нормативами сроки.

Рисунок 3.54 Электрозащитные средства для работы на электроустановках: основные: 1 — клещи для вставки предохранителей; 2 — гаечный ключ; 3 — отвертка; 4, 6, 10— указатель напряжения; 5— пассатижи; 7 — резиновый коврик и дорожка; 8 — изолирующая подставка; 9 — токоизмерительные клеши; дополнительные: I — перчатки резиновые диэлектрические; 2, 3 — галоши и боты диэлектрические; 4 — туфли антистатические; 5 — сапоги диэлектрические
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   32


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница