12.5. Заходи захисту від ураження електричним струмом
12.5. Заходи захисту від ураження електричним струмом
Виконання, розміщення, вибір, спосіб установки і клас ізоляції застосовуваних машин, апаратів та іншого електроустаткування проводять відповідно до вимог державних стандартів і правил експлуатації електроустановок відповідно до НПАОП 40.1-1.21-98 “Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів”. Розглянемо загальні заходи захисту від дії електричного струму.
Застосування ізоляції. Ізоляція струмопровідних частин електроустановок, а в особливих випадках подвійна чи посилена, перешкоджає появі струму на металевих неструмопровідних частинах електроустаткування, протіканню на землю, а також забезпечує захист людини від впливу електричного струму під час випадкового дотику її до струмоведучих частин. Розрізняють наступні види ізоляції.
Робоча ізоляція – електрична ізоляція струмопровідних частин електроустановки, що забезпечує її нормальну роботу і захист від ураження електричним струмом.
Допоміжна ізоляція – ізоляція, передбачена як допоміжна до робочої ізоляції для захисту від ураження електричним струмом у випадку ушкодження робочої ізоляції.
Подвійна ізоляція – ізоляція, що складається з робочої і допоміжної ізоляції.
Посилена ізоляція – поліпшена робоча ізоляція, що забезпечує такий же ступінь захисту від ураження електричним струмом, як і подвійна ізоляція.
Від стану ізоляції, який згодом погіршується, залежить безпека експлуатації електроустановок і систем електропостачання. Стан ізоляції зменшується, знижується еластичність, тому з’являються тріщини, розриви та інш.
Причини погіршення ізоляції електроустановок і мереж:
– вплив низьких і, навпаки, високих температур повітря й устаткування;
– нагрів ізоляції від струмів, що протікають головним чином під час перевантаження і короткого замикання;
– механічні впливи ударного, вібраційного і розривного характеру;
– вплив хімічно активних речовин, підвищеної і зниженої вологості повітря.
Підтримання ізоляції електроустановок в належному стані, її опір вимірюють або періодично, або безперервно. Приймально-здавальні випробування ізоляції проводяться при уведенні в експлуатацію нових і відремонтованих електроустановок.
Контроль ізоляції періодичний проводять, зазвичай, на вимкненій електроустановці за допомогою мегометра, який дозволяє визначати опір ізоляції електроустановок під номінальною чи близькою до неї напругою, на відміну від виміру опору ізоляції за допомогою омметра, де напруга, під якою проводиться вимір опору ізоляції, складає одиниці вольт. У мегометра джерелом струму є індуктор, що обертається рукою.
Більш надійна подвійна ізоляція застосовується в електроустановках і електроприймачах, де тільки одна робоча ізоляція не може забезпечити безпеку людей від впливу електричного струму. Наприклад, у ручних електричних машинах ізоляція інтенсивно зношується через великі перевантаження, перегрів, удари, вібрації і забруднення. Тому в машинах I класу всі деталі, що знаходяться під напругою, мають робочу ізоляцію, а окремі деталі подвійну і посилену ізоляцію. У той же час ці машини повинні заземлюватися, а штепсельна вилка повинна мати контакт, що заземлює. У машинах II класу всі деталі, що знаходяться під напругою, мають подвійну чи посилену ізоляцію. У них немає пристрою для заземлення, тому що подвійна ізоляція забезпечує безпеку їх експлуатації. Машини II класу використовуються в побуті. Машини I класу в продаж не допускаються як такі, що потребують заземлення, без якого їхнє застосування небезпечне.
Розміщення струмопровідних частин на недоступній для дотику висоті. Електропроводку усередині приміщень з незахищеними ізольованими проводами прокладають на ізоляторах і роликах на висоті не менше 2 м від підлоги при напрузі вище 42 В. у приміщеннях без підвищеної небезпеки На висоті не менше 2,5 м від рівня підлоги в приміщеннях з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних при напрузі вище 42 В.
Відстань до вимикачів, розеток, щитків, світильників на стінах захищають від механічних впливів до висоти не менше 1,5 м від підлоги.
Внутрішні електропроводки усередині приміщень прокладають у трубах, коробах і гнучких металевих рукавах.
Захисні огородження і закриття струмопровідних частин
Захисні огородження і закриття струмопровідних частин у виробничих приміщеннях і електроприміщеннях виготовляють сітчастими чи дірчастими. У житлових і громадських будівлях, захисні огородження конструктивно виконують так, що зняти їх або відкрити можна лише за допомогою ключів чи інструментів.
Блокування. Електричні й механічні блокувальні пристрої застосовують в електроустановках, де небезпека дотику до струмоведучих частин велика. Також можливе проникнення сторонніх осіб на електроустановку, що знаходиться під високою напругою.
При електричному блокуванні ланцюг живлення високої напруги розривається, і електроустановка вимикається, коли відчиняються, наприклад, двері, або знімається захисний кожух чи відкривається панель випробувального стенда, на якому встановлюють нормально замкнуті електричні контакти при зачинених дверях і встановлених кожухах. Якщо електроустановка включається в мережу за допомогою магнітного пускача чи контактора, то доцільно ланцюг живлення обмотки керування магнітного пускача чи контактора підводити через блокувальні контакти.
Механічне блокування не дозволяє відкрити двері електроустановки, не вимкнувши рубильник чи пускач. При вимиканні рубильника механічне блокування замикального пристрою знімається.
Захисне вимкнення – швидкодіючий захист, що забезпечує автоматичне вимкнення електроустановки при виникненні в ній струму. Така небезпека виникає при:
– повному чи неповному замиканні фази на корпус електроустановки;
– випадковому дотику людини безпосередньо до струмопровідної частини;
– зниженні опору ізоляції мережі;
– несправності захисного заземлення чи занулення.
Пристрій захисного вимкнення (ПЗВ) складається з чутливого елемента – датчика, що сприймає сигнал, і виконавчого пристрою, що забезпечує, власне, вимкнення електроустановки від мережі при сигналі заданого рівня.
Такі пристрої захисного вимкнення повинні мати: високу чутливість, малий час спрацьовування, селективність вимкнення, здатність до самоконтролю справності, достатню надійність.
Вимкнення захисне електроустановок застосовують головним чином у мережах напругою до 1000 В, коли захисне заземлення чи занулення їх зробити важко чи неможливо, а також коли в процесі експлуатації існує висока ймовірність випадкового дотику до струмопровідних частин.
Захисне вимкнення ефективне в пересувних електроустановках, а також при експлуатації ручного електроінструмента. Стаціонарні електроустановки із захисним вимкненням використовують у районах з великим питомим опором землі.
Розпізнають кілька типів схем захисного вимкнення. Датчики, що сприймають сигнал, можуть бути чутливі до:
– напруги на корпусі щодо землі;
– струму замикання на землю;
– напруги нульової послідовності;
– струму нульової послідовності;
– напруги фази щодо землі;
– постійного чи змінного оперативного струму.
Чутлива до напруги на корпусі щодо землі схема, показана на рис.12.4 у вимкненому стані. При пробої фази 1 на корпус електроустановки реле РН, включене між корпусом і допоміжним заземлювачем, спрацьовує і розмикає нормально замкнені контакти реле РН, включені в ланцюг живлення відмикальної котушки (ОК) магнітного пускача. Котушка знеструмлюється і магнітний пускач відмикає електроустановку.
Застосування малих напруг. Напруга не більше 42 В – мала напруга, застосовується для зменшення небезпеки ураження електричним струмом. Вона є ефективним заходом щодо зниження небезпеки обслуговування електроустаткування, де технічне обслуговування проводять за умов підвищеної й особливої небезпеки. При технічному обслуговуванні електроустаткування вночі широко застосовують лампи, що живляться малою напругою 24 і 36 В. У приміщеннях без підвищеної небезпеки (лабораторії хімічні) допустимо використовувати переносні лампи, що живляться напругою до 220 В включно без застосування будь-яких захисних засобів.
Для живлення таких електроінструментів, як дрилі, гайковерти, переносні лампи та інш., застосовується мала напруга, тому що в процесі виробництва людина має щільний і тривалий контакт з ними, і, отже, різко підвищується небезпека ураження її струмом при пробої чи ушкодженні ізоляції.
Як джерела малих напруг на підприємствах використовують кислотні й лужні акумулятори, знижувальні трансформатори.
Застосування розподільних трансформаторів.
Знижувальні трансформатори 220/12/36 В є простим і надійним джерелом малих напруг для живлення переносного електроінструменту, ламп переносного освітлення, паяльників та інш.
Недоліком знижувальних трансформаторів є можливість переходу високої напруги первинної обмотки у вторинну під час пробою ізоляції між обмотками. Для зниження небезпеки ураження людини електричним струмом вторинні обмотки понижувальних трансформаторів для живлення електроінструмента і ручних переносних ламп заземлюються (рис.12.5, а). При замикання між обмотками у такому випадку, людина може включитися в ланцюг з напругою, рівною сумі напруг первинної і вторинної обмоток трансформатора.
Більш велика ступінь безпеки досягається, якщо заземлити середню точку вторинної обмотки малої напруги (рис.12.5, б).
Для запобігання переходу напруги з високовольтної обмотки трансформатора в обмотку малої напруги між обмотками розміщують екран, який заземлюють (рис.12.5, в).