Федорчук А. Охрана труда при эксплуатации электроустановок

Подождите немного. Документ загружается.

Принцип действия зануления - превращение замыкания на кор-

пус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым

проводником) с целью вызвать большой ток, способный обеспе-

чить срабатывание защиты и автоматически отключить поврежден-

ное электрооборудование от питающей сети. В качестве отключаю-

щих аппаратов используются: плавкие предохранители, автомати-

ческие выключатели, магнитные пускатели.

Для эффективного срабатывания зануления необходимо, чтобы

I > К • I,

где К - коэффициент кратности тока (чувствительность защи-

ты) зависит от вида и характеристик отключающего аппарата; 1

ток уставки отключающего аппарата.

К = 3 - для предохранителей и автоматических выключателей

с зависимой времятоковой характеристикой (с тепловым расцепи-

телем).

К = 4 - для предохранителей во взрывоопасных помещениях.

К = 1,4 - для автоматических выключателей с независимой

характеристикой (с электро.%1агаитным рас целителем) при

< 100 А.

К = 1,25 - для автоматических выключателей с независимой

характеристикой (с электромагнитным расцепителем) при

> 100 А.

Допустимые значения параметров схемы зануления в соответст-

вии с ПУЭ устанавливаются в зависимости от напряжения сети.

Так, в электроустановках напряжением 220 В; 380 В; 660 В сопро-

тивление R

принимается (не более) 2 Ом; 4 Ом; 8 Ом, а сопротив-

ление R.i 15 Ом; 30 Ом; 60 Ом соответственно.

Область применения зануления:

Трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с

заземленной нейтралью.

Сети постоянного тока, если средняя точка источника за-

землена.

Однофазные сети переменного тока с заземленным выводом.

Экспериментально проверять эффективность зануления необ-

ходимо перед приемкой в эксплуатацию нового или после капи-

тального ремонта зануленного электрооборудования, но не реже

1 раза в 3 года.

1к

WWW

ffl

W W W W W

WW WW W ///

ffl

ЖЩЩ

Рис.

5.2. Принципиальная схема зануления (система TN-C)

1 - корпус (открытая проводящая часть); 2 - аппараты зашиты от токов

короткого замыкания (предохранители, автоматические выключатели); R

- со-

противление заземления нейтрали источника

тока;

R - сопротивление повтор-

ного заземления нулевого провода;

- ток короткого замыкания;

- часть тока

короткого замыкания, протекающая через нулевой проводник;

1з

- часть тока

короткого замыкания, протекающая через

землю;

РЕ - нулевой защитный про-

водник; PEN - проводник, совмещающий функции защитного

нулевого рабо-

чего проводников

5.8. Защитное отключение

Защитное отключение - это система защиты, автоматически

отключающая электроустановку при возникновении опасности по-

ражения человека электрическим током. Защитное отключение

должно осуществлять: защиту от глухих и неполных замыканий на

землю (корпус), автоматический контроль изоляции, защиту при

прикосновении человека к фазе. Кроме этого, некоторые устройства

осуществляют защиту от перехода напряжения с высшей стороны

на низшую и предварительный контроль изоляции перед каждым

включеним электроустановки.

Устройство защитного отключения (УЗО) состоит из двух ос-

новных элементов: прибора-датчика и автоматического выключа-

теля. В первый входит непосредственно датчик, реагирующий на

какой-то входной сигнал (напряжение, ток), усилитель для усиле-

ния входного сигнала датчика, цепь контроля исправности УЗО,

элементы сигнализации.

Повреждение электроустановки приводит к изменениям вели-

чин, которые могут быть использованы как входные величины УЗО.

Так, при замыкании на корпус последний оказывается под напря-

жением относительно земли. Если корпус заземлен или замыка-

ние произошло непосредственно на землю, возникает ток замыка-

ния на землю. Замыкание на землю, даже неполное, приводит к сни-

жению общего сопротивления сети относительно земли. Это сопро-

тивление уменьшается также при снижении сопротивления изоля-

ции без замыкания на землю, даже если сопротивление фаз относи-

тельно земли остается симметричным.

При определенном значении входной величины защитное отклю-

чение срабатывает и отключает электроустановку'. Это значение назы-

вается уставкой. В зависимости от того, что является входной вели-

чиной, на изменение которой реагирует защитное отключение, вы-

деляют следующие схемы: на напряжение корпуса относительно

земли; на ток замыкания на землю; на напряжение нулевой последо-

вательности; вентильные; на постоянном и переменном токе; комби-

нированные.

В качестве примера приведены схемы на напряжение корпуса

относительно земли (рис. 5.3). В схемах этого типа датчиком слу-

жит реле напряжения РЗ, включенное между корпусом и вспомо-

гательным заземлителем. Схема осуществляет защиту при замы-

кании на корпус и пригодна в сетях с изолированной и заземлен-

ной нейтралью любого напряжения. Напряжение (U

) уставки оп-

ределяется по напряжению прикосновения (U ) по формуле:

где а - коэффициент напряжения прикосновения; Unp - дли-

тельно допустимое напряжение прикосновения.

Достоинством схемы на напряжение корпуса относительно зем-

ли является ее простота, недостатком - необходимость применения

вспомогательного заземления, неселективность при общем зазем-

лении и отсутствие самоконтроля. Такие устройства могут приме-

няться только совместно с заземлением или другими мерами за-

щиты.

Рис.

5.3. Схемы защитного отключения на напряжение корпуса

относительно земли:

а -

отключающей катушкой автомата;

магнитным пускателем

В УЗО дифференциального типа, реагирующего на токи утеч-

ки,

возникающие при прикосновении человека к фазе или при сни-

жении сопротивления изоляции токоведущих частей ниже допус-

тимого значения, в качестве датчика используется трансформатор

тока тороидального типа. В нем роль первичной обмотки выполня-

ют фазные проводники. Вторичная обмотка имеет большое число

витков, равномерно расположенных по тороиду. Она подключает-

ся к управляющему органу (в электромеханических УЗО - к чув-

ствительному электромагнитному реле, в электронных - к проме-

жуточному усилителю и другим электронным элементам

исполнительного реле). Роль исполнительного механизма обычно

выполняет коммутационный аппарат.

Схема устройства УЗО и включения его в сеть TN-S приведена

на рис. 5.4 (система TN-S - нулевой рабочий N и защитный РЕ

проводники выполнены раздельно; система TN-C - нулевой рабо-

чий и нулевой защитный проводники PEN объдинены).

Геометрическая сумма токов, протекающих по первичной об-

мотке в нормальном режиме работы, равна нулю: I, + ^ + Ij + L = 0.

При утечке тока равновесие их в первичной обмотке нарушается:

I, + I

+ I

= 1

. Тогда в магнитопроводе создается магнитный

поток, который индуктирует ток во вторичной обмотке, отключаю-

щий цепь.

7 Злк 2510

Рис.

5.4. Схема устройства УЗО и включение в сеть TN-S:

1 - исполнительный механизм; 2 - блок управления; 3 - датчик

дифференциального тока; 4 - кнопка контроля работоспособности УЗО;

5 - трехфазный электропрнемник; 6 - однофазный электроприемник

Под I понимается ток, который протекает в сети с заземленной

нейтралью по участку цепи, параллельному нулевому рабочему

проводу, при снижении сопротивления изоляции фазного прово-

да, замыкании на открытые проводящие части через землю или

нулевой защитный проводник, а также в случае прикосновения

человека к токоведущим частям. Таким образом, устройства за-

щитного отключения данного типа способны защитить человека,

коснувшегося непосредственно токоведущих частей, отключить

поврежденный электроприемник при замыкании на открытые про-

водящие части и предотвратить пожары, возникающие при неисп-

равности изоляции или при снижении ее сопротивления.

Согласно межгосударственным стандартам ГОСТ 30331.(1 -9)-

95,

введенным в действие в Республике Беларусь, применение УЗО

обязательно на вновь строящихся и реконструируемых объектах

концерна «Белэнерго», имеющих помещения повышенной опас-

ности и особо опасные в отношении поражения электрическим током

(см.

раздел 3.2), а также на вновь строящихся и реконструируе-

мых объектах с дорогостоящей бытовой и компьютерной техни-

кой, на объектах животноводства (см. раздел 5.9) и в индивиду-

альных жилых домах.

В сельском хозяйстве нашли применение УЗО типа ЗОУП-25 (номи-

нальное напряжение 380 В, ток главной цепи 25 А, ток уставки 10 мА,

время срабатывания 0,05 с) и РУД-05УЗ (напряжение 380/220 В, ток

главной цепи 100 А, ток уставки 30 мА и более, время срабатывания

0,06 с), реагирующие на токи утечки.

5.9. Устройства выравнивания электрических

потенциалов на фермах

Отекание тока в землю может происходить через проводник (элект-

род, заземлитель), находящийся в грунте. В объеме земли, где прохо-

дит ток, возникает поле растекания тока. Потенциал на поверхности

земли вокруг заземлителя изменяется по закону гиперболы, умень-

шаясь от максимального значения в точке А до нуля по мере удале-

ния от земли (рис. 5.5).

Считается, что потенциал земли на расстоянии свыше 20 м от

заземлителя практически равен нулю. Тогда, если заземлитель со-

стоит из нескольких электродов (групповой заземлитель), распо-

ложенных на расстоянии более 40 м друг от друга, поля растекания

токов вокруг них практически не воздействуют и не влияют друг на

друга. В этом случае вокруг каждого электрода образуются само-

стоятельные потенциальные кривые, которые не пересекают друг

друга. Если же расстояние между электродами малое (менее 40 м),

Рис.

5.5. Потенциальные кривые

и поля растекания тока группового заземлителя

при расстояниях между электродами / > 40 м

поля растекания токов накладываются одно на другое. Складыва-

ясь,

эти поля образуют непрерывную суммарную потенциальную

кривую (рис. 5.6). При этом форма суммарной потенциальной кри-

вой зависит от расстояния между электродами, их взаимного рас-

положения, количества, форм и размеров. Таким образом, с умень-

шением расстояния между электродами группового заземлителя

(начиная от 40 м) проявляется эффект выравнивания потенциала на

поверхности земли.

Рассмотренное явление выравнивания потенциалов широко ис-

пользуется в электроустановках с целью обеспечения электро-

безопасности. На животноводческих фермах выравнивание по-

тенциалов осуществляется между участками пола, на которых на-

ходятся животные, и всеми доступными для прикосновения метал-

локонструкциями, которые могут оказаться под электрическим по-

тенциалом.

Рис.

5.6. Потенциальная кривая и поле растекания тока группового

заземлителя при расстояниях между электродами / <40 м:

- собственные потенциальные кривые электродов;

2 - суммарная потенциальная кривая

100

Для этого на фермах КРС привязного содержания устройства

выравнивания электрических потенциалов (УВЭП) выполняют в

виде протяженных проводников из оцинкованной стали диаметром

не менее 6 мм, прокладываемых в полу под передними или задни-

ми ногами животных, но обязательно со стороны нулевого потен-

циала (фундамента коровника). Можно выполнить УВЭП на этих

фермах путем забивки металлических стержней диаметром не ме-

нее 10 мм и длиной в половину длины стойла также под передни-

ми или задними ногами коров под углом 35-50°. Таким образом,

УВЭП - это по существу рассредоточенное заземление. В поме-

щениях беспривязного содержания КРС УВЭП монтируют только

в местах нахождения вблизи (до 2 м) стационарного электри-

фицированного оборудования. Во всех случаях в дополнение к

искусственным УВЭП необходимо использовать естественное вы-

равнивание потенциалов технологическими и строительными

металлоконструкциями фермы.

На свиноводческих и овцеводческих фермах защита животных

обеспечивается только за счет естественного выравнивания потен-

циалов и за счет стоек клеток, погруженных в пол на глубину не

менее 200 мм.

Во избежание пожара следует устанавливать на вводе в по-

мещение УЗО с уставкой по дифференциальному току не более

300 мА. Цепи штепсельных розеток должны быть также защище-

ны устройствами УЗО, реагирующими на дифференциальный ток

с уставкой не более 30 мА. Если же на вводе в помещение уставка

УЗО не превышает 30 мА, то дополнительная защита цепей штеп-

сельных розеток не требуется.

В крупных животноводческих помещениях (с числом скотомест

не менее 200 в одном строении) кроме того должно применяться

уравнивание потенциалов. Оно осуществляется путем объединения

УВЭП и системы зануления с металлическими частями строитель-

ных конструкщш, отопления, вентиляции.

Защиту животных от поражения электрическим током следует

предусматривать с таким расчетом, чтобы напряжение прикос-

новения и шага для животных не превышали 12 В, а для крупных

животноводческих ферм, комплексов и биофабрик с числом жи-

вотных 800 и более голов - не превышали 8 В. В зоне размещения

животных предельно допустимое напряжение переменного тока в

нормальном эксплуатационном режиме для исключения электро-

патологии не должно превышать 0,2 В.

Контроль исправности УВЭП проводится на новых фермах

перед заполнением помещения животными по окончании пуско-

наладочных работ и затем повторно через месяц после запуска

животных на ферму, т. е. в период, когда увлажнение пола стойл

выделениями животных достигает того состояния, которое имеет

место в нормальном эксплуатационном режиме содержания

животных. В процессе эксплуатации эффективность УВЭП и

зануления проверяют ежегодно при использовании в качестве

элементов УВЭП оцинкованной стали, а при использовании

неоцинкованной - не реже 1-го раза в квартал. Для этого

используют приборы типа ЭКО-200, НПШ-03 (измерение

напряжения прикосновения и шага) и др. В указанные выше сроки

необходимо проверять также с помощью калиброванного

нагрузочного резистора с водяным охлаждением НР-64/220

удовлетворяет ли сопротивление повторного заземления нулевого

провода на вводе в животноводческое помещение требованиям

действующих норм. Составляются соответствующие акты

измерения (приложение 7).

5.10. Правила применения и испытания

электрозащитных средств

Персонал, обслуживающий электроустановки, должен быть

снабжен всеми необходимыми средствами защиты, обеспечи-

вающими безопасность его работы.

Средства защиты должны находиться в цехах электростанций

и предприятий, на трансформаторных подстанциях и в рас-

пределительных пунктах электросетей или входить в инвентарное

имущество оперативно-выездных бригад, бригад централизован-

ного ремонта, передвижных лабораторий, а также выдаваться для

индивидуального пользования.

Инвентарные средства защиты распределяются между объекта-

ми,

оперативно-выездными бригадами в соответствии с системой

организации эксплуатации, местными условиями и нормами

комплектования. Такое распределение с указанием мест хранения

должно быть зафиксировано в списках, утвержденных главным

инженером предприятия.

102

Ответственность за своевременное обеспечение персонала и

комплектование электроустановок испытанными средствами защиты

в соответствии с нормами комплектования, организацию

правильного хранения и создание необходимого резерва, свое-

временное производство периодических осмотров и испытаний,

изъятие непригодных средств и за организацию учета средств

защиты несут начальник цеха, службы подстанции, участка сети,

мастер участка, в ведении которого находятся электроустановки

или рабочие места, а в целом по предприятию - главный инженер.

При обнаружении непригодности средств защиты, выданных

для отдельной электроустановки, обслуживающий ее персонал

обязан немедленно их изъять, поставить об этом в известность

одного из лиц, указанных выше, и сделать запись в журнале учета

и содержания средств защиты или в оперативной документации.

Лица, получившие средства защиты в индивидуальное поль-

зование, отвечают за их правильную эксплуатацию и своевремен-

ную отбраковку.

Порядок содержания средств защиты

Средства защиты необходимо хранить и перевозить в условиях,

обеспечивающих их исправность и пригодность к употреблению,

поэтому они должны быть защищены от увлажнения, загрязнения

и механических повреждении.

Средства защиты необходимо хранить в закрытых помещениях.

Находящиеся в эксплуатации средства защиты из резины

следует хранить в специальных шкафах, на стеллажах, в ящиках

отдельно от инструмента. Они должны быть защищены от

воздействия масел, бензина и других разрушающих резину

веществ, а также от прямого воздействия солнечных лучей и

теплоизлучения нагревательных приборов. Средства защиты из

резины, находящиеся в складском запасе, необходимо хранить в

сухом помещении при 0-25 °С.

Изолирующие штанги и клещи хранят в условиях, исключаю-

щих их прогиб и соприкосновение со стенами, указателями

напряжения. Электроизмерительные клещи содержат в футлярах

или чехлах,

Специальные места для хранения переносных заземлений

следует снабжать номерами, соответствующими указанным на этих

заземлениях.

103