Защитные меры в электроустановках

В соответствии с ГОСТ 12.1.009-76 (1999), ГОСТ 12.1.019-79 (2001), ГОСТ 12.1.030-81 (2001)

электробезопасность обеспечивается:

1) конструкцией электроустановки;

2) техническими способами и средствами защиты;

3) организационными мероприятиями.

Конструкция электроустановки должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала от соприкосновения с токоведущими и движущими частями. К техническим способам и средствам относятся: изоляция токоведущих частей, защитное заземление, зануление, защитное отключение, малое напряжение и др.

При выполнении данной лабораторной работы рассматриваются изоляция токоведущих частей и защитное заземление.

1.3.1. Изоляция токоведущих частей

Изоляция токоведущих частей является одной из основных мер, обеспечивающих электробезопасность при эксплуатации электроустановок. Для изоляции токоведущих частей применяют несколько видов изоляции: рабочую, дополнительную, двойную и усиленную.

Рабочая изоляция — это изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током. Рабочей изоляцией являются эмаль и оплетка обмоточных проводов, пропиточные лаки, компаунды и др.

Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей в случае её повреждения. Такой изоляцией могут быть пластмассовый корпус машины, изолирующая втулка и др.

Двойная изоляция — изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Разрешается пользоваться электроинструментом и другими устройствами с двойной изоляцией без применения других защитных средств.

Усиленная изоляция — улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты, как и двойная изоляция.

Согласно ПУЭ сопротивление изоляции для большинства электроустановок напряжением до 1 кВ должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу. Измерения проводят на отключенной электроустановке обычно между каждой парой фаз в каждой фазе относительно земли или корпуса. Существует также контроль сопротивления изоляции под рабочим напряжением. Замер изоляции осуществляют при вводе в эксплуатацию вновь смонтированных и вышедших из ремонта электроустановок, а также периодически.

1.3.2. Защитное заземление

Защитное заземление – наиболее распространенная, весьма эффективная и простая мера защиты от поражения током. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления – снижение напряжения между корпусом или другими частями электроустановки, оказавшимися под напряжением, и землей до безопасного значения. Это достигается созданием между корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения с достаточно малым сопротивлением. Область применения защитного заземления – трехфазные трехпроводные сети напряжением до I кВ с изолированной нейтралью и выше 1 кВ с любым режимом нейтрали.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030.81 (2001г.) защитное заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

- при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех случаях;

- при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от

110 до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных по ГОСТ 12.1.013-78.

Во взрывоопасных помещениях защитное заземление выполняется независимо от величины напряжения.

На рис. 1.1 приведена принципиальная схема защитного заземления.

Рис 1.1 Принципиальная схема защитного заземления:

1 – электроустановка; 2 – заземлитель; 3 – заземляющий проводник; 4 – плавкие предохранители

Как видно из рис. 1.1, корпус заземляющего электрооборудования в случае его контакта может оказаться под напряжением, равным

,

где I_З – ток замыкания на землю;

R_З – допустимое значение сопротивления заземления.

Наибольшие допустимые значения сопротивления заземляющих устройств, установленные ПУЭ, приведены в табл.1.1.

Наибольшее значение силы тока однофазного замыкания на землю в сетях напряжением 380 или 220 В с изолированной нейтралью может быть . Поэтому имеем при наличии защитного заземления , и ток, проходящий через человека, будет равен

Из этого выражения следует, что для обеспечения электробезопасности заземленной установки необходимо, чтобы сопротивление заземления было как можно меньше.

Таким образом, эффективность защитного заземления состоит в уменьшении напряжения, под которым может оказаться заземленный корпус до сравнительно небольшой величины. Поэтому оно называется защитным.

Таблица 1.1

Допустимые значения сопротивления защитного заземления

Характеристика электроустановок	Наибольшие допустимые значения сопротивления RЗ, Ом
1. Электроустановки напряжением до 1 кВ сети с изолированной нейтралью	RЗ ≤ 4,0
2. То же при суммарной мощности питающих генераторов или трансформаторов не более 100 кВА	RЗ ≤ 10,0
3. Электроустановки напряжением выше 1 кВ с большими токами замыкания на землю (IЗ ≥ 500 А)	RЗ ≤ 0,5
4. Электроустановки напряжением выше 1 кВ с малыми токами замыкания на землю (IЗ < 500 А)	но не более 10
5. При одновременном использовании заземлителей для электроустановок до и выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью

3аземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлитель – это металлический проводник или группа, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землёй. Различают искусственные и естественные заземлители.

Искусственные заземлители в основном выполняются в виде вертикально погруженных стальных труб диаметром 30...50 мм, уголков размером от 40 х

40 мм до 60 х 60 мм и стержней диаметром 10... 12 мм, сваренных по верхним концам горизонтальной соединительной полосой (сечением не менее 4 х 12 мм или круглого сечения диаметром не менее 6 мм).

Естественные заземлители – это находящиеся в земле металлические предметы (водопроводы, подземные металлические конструкции зданий и сооружений, обсадные трубы скважин и т.д.).

По расположению заземлителей относительно заземленных корпусов различают выносное (заземлители располагаются на некотором удалении от заземляющего оборудования) и контурное заземление (заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования на некотором расстоянии друг от друга).

Измерение сопротивления защитного заземления производится после монтажа, через год после включения в эксплуатацию, а в последующем – после ремонта электроустановки, ежегодно – цеховых электроустановок и через 3 года – на подстанциях потребителей. Испытания проводятся летом при наибольшем просыхании почвы и зимой при наибольшем её замерзании. Проверку оформляют актом. Внешний осмотр проводят не реже 1 раза в 6 месяцев, а в помещении с повышенной опасностью и особо опасных не реже 1 раза в 3 месяца.

1.3.3. Зануление

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Недопустимый к применению термин – синоним «защитное зануление».

Задача зануления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Разрешается эта задача отключением поврежденной электроустановки сети.

Рис. 1.2. Схема зануления

Принцип действия зануления (смотри рисунок 1.2) – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами), с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводных сетях с изолированной нейтралью, а также в трехпроводных сетях постоянного тока с глухозаземленной средней точкой.

В сети с заземлением корпус приемника нельзя заземлять, не присоединив его к нулевому защитному проводу.

При занулении необходимо выполнение двух условий:

1) ,

где К=1,4...1,6 – для автомата;

К=3...6 – для взрывоопасных помещений;

- ток срабатывания плавкой вставки;

2) нулевой провод повторно заземляют (R_П) через каждые 250 м, что позволяет снизить напряжение на корпусе относительно земли в момент короткого замыкания и особенно при обрыве нулевого провода.

Одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса, а точнее – заземление зануленного корпуса не только не опасно, а напротив, улучшает условия безопасности, т.к. создает дополнительное заземление нулевого защитного провода.

1.3.4. Защитное отключение

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током.

При применении этого вида защиты безопасность обеспечивается быстродействующим (0,1 – 0,2 с) отключением аварийного участка или всей сети при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением.

Защитное отключение может служить дополнением к системам заземления и зануления, а также в качестве единственной и основной меры защиты.

Схемы и конструкции устройств защитного отключения основаны на различных принципах действия. На рис.1.3 приведена наиболее простая схема защитного отключения, срабатывающего при появлении напряжения на корпусе относительно земли. В схемах этого типа датчиком может служить реле напряжения Р_З, включенное между корпусом и вспомогательным заземлителем.

Рис. 1.3. Схема защитного отключения, срабатывающего при появлении напряжения на корпусе относительно земли:

Р_З – защитное реле; К_З – замыкающие контакты Р_З; АВ – автоматический выключатель; К_Н – контрольная кнопка; R_З – защитное заземление; R_В – вспомогательное заземление

Защитное отключение - весьма перспективная мера защиты на предприятиях химической промышленности, особенно в помещениях, особо опасных в отношении поражения электрическим током, а также во взрывоопасных зонах.

Поиск по сайту: