Способы и методы обеспечения электробезопасности

Конструктивно заземляющее  устройство состоит из вертикальных электродов, которые соединяются между собой горизонтальным электродом (полосой).

В качестве вертикальных электродов обычно используют стальные стержни диаметром 10–16 мм и длиной до 10 м, угловую сталь от 40x40 до 60x60 мм и, как исключение, стальные трубы диаметром 50–60 мм с толщиной стенок не менее 3,5 мм длиной 2,5–3,0 м. Для электрического соединения вертикальных электродов применяют полосовую сталь шириной 20–40 мм и толщиной 4 мм, а также сталь круглого сечения диаметром 10–12 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншеи глубиной 0,7 – 0,8 м, после чего их заглубляют специальными механизмами (копры, гидропрессы, вибраторы и т.п.). Расстояние между соседними вертикальными электродами (если позволяют размеры, отведенные под заземление площадки) берут не менее 2,5 м. Для заземлителей, расположенных в ряд, отношение этого расстояния к длине электрода предпочтительно выбирать равным 2–3, а при расположении электродов по контуру – равным 3.

Расчет защитного заземления в установках до 1000 В выполняется по допустимому сопротивлению заземляющего устройства растеканию тока (4 или 10 Ом). При расчете определяют количество, размеры и схему размещения электродов в земле.

Если на территории проектируемого заземляющего устройства имеются естественные зеземлители, которые можно использовать, то общее сопротивление заземляющего устройства будет складываться из сопротивления естественных и искусственных заземлителей:

где – требуемое (допустимое) значение сопротивления заземляющего устройства.

Зануление представляет собой преднамеренное электрическое соединение к неоднократно заземленному защитному проводнику сети нетокопроводящих частей оборудования (например, металлического корпуса), которые могут оказаться под напряжением в результате замыкания электропитания на эти части или корпус.

При наличии зануления  опасность электропоражения при  прикосновении к зануленным частям (корпусу) оборудования и при замыкании на них питающего напряжения сети устраняется отключением оборудования от сети в результате срабатывания отключающего устройства (например, перегорания плавкой вставки предохранителя), вызванного большим током короткого замыкания.

Так как плавкие предохранители и автоматические выключатели с  тепловой защитой срабатывают в  течение нескольких секунд, то для  снижения напряжения, действующего на человека в течение этого времени, обязательно применение повторного заземления защитного проводника . При этом напряжение прикосновения уменьшится до значения:

где – ток, протекающий через повторное заземление; – коэффициент напряжения прикосновения.

Для надежной работы зануления  необходимо обеспечить следующие требования:

а) Ток короткого замыкания  должен в несколько раз превышать номинальный ток срабатывания защиты, т.е.

где – коэффициент кратности.

б) Полная проводимость защитного проводника должна составлять не менее 50% проводимости фазных проводов.

в) Чтобы обеспечить непрерывность  цепи зануления, запрещается установка  в зануляемый проводник предохранителей  и выключателей.

г) Для уменьшения опасности  поражения персонала током, возникающей при обрыве защитного проводника, обязательно применение повторного его заземления.

Сопротивление току растекания повторных заземлений не должно превышать 5, 10 или 20 Ом при напряжениях в сети соответственно 660/380, 380/220 и 220/127 В.

д) Зануление однофазных потребителей должно осуществляться специальным проводником (или жилой кабеля), который не может одновременно служить проводником для рабочего тока. Его сопротивление, как и заземляющего проводника при защитном заземлении не должно превышать 0,1 Ома.

Зануление применяется  только в сетях с заземленной  нейтралью (или заземленным полюсом и проводом в двухпроводных сетях), т.к. в противном случае при аварийном режиме работы сети, когда одна из фаз сети замыкает на землю через незначительное сопротивление , человек, касающийся корпуса зануленной установки окажется под фазным (в трехфазных сетях), а при пробое питающего напряжения (одной фазы) на корпус (до срабатывания защиты) – под линейным напряжением

Применение защитного  заземления в сетях с заземленной нейтралью (заземленным полюсом или проводом в двухпроводных сетях) малоэффективно, так как при замыкании питающего напряжения (одной фазы в трехфазных сетях) на корпус напряжение на нем по отношению к земле достигнет значения превышающего или равного половине фазного (в трехфазных сетях при ):

Для определения условия  надежной работы зануления производится расчет его на отключающую способность  и на безопасность прикосновения  к корпусу при замыкании фазы на землю (в этом случае производится расчет заземления нейтрали) и замыкании на корпус (в этом случае производится расчет повторного заземления нулевого провода – защитного проводника).

Расчет заземлений осуществляется по методике, аналогичной расчету защитного заземления.

Расчет на отключающую способность заключается в проверке правильного выбора проводимости защитного проводника (нейтрали) и всей петли «фаза-ноль», то есть соблюдения условия надежности срабатывания защиты:

Значение зависит от и сопротивления цепи «фаза-ноль» и определяется следующим выражением:

где – полное сопротивление трансформатора; – полное сопротивление фазного проводника; – полное сопротивление нулевого защитного проводника (нейтрали); – внешнее индуктивное сопротивление петли (контура) «фаза-ноль».

Комплексное значение полного сопротивления петли «фаза-ноль» равно:

Модульное значение этого  сопротивления определяется по формуле:

где R и X – соответственно активные и индуктивные значения сопротивлений фазного и нулевого проводников.

Теперь ток короткого замыкания можно рассчитать по формуле:

Сопротивление трансформатора зависит от его мощности, напряжения в сети и схемы соединения его обмоток, а также конструктивного его исполнения (выбирается из технических характеристик трансформатора).

Сопротивление и определяется по сечению S, длине l и материалу проводников. Для цветных металлов по формуле , а для стальных проводников – по справочнику (где – удельное сопротивление металла). Значения и для медных и алюминиевых проводников сравнительно малы (около 0,0156 Ом/км) и ими можно пренебречь.

Для стальных проводников и можно определить по справочникам.

Значение можно рассчитать по известной в электротехнике формуле:

Где – угловая частота ( ), рад/с; L – индуктивность линии, Г; – относительная магнитная проницаемость среды; – магнитная постоянная ( г/м); l – длина линии, м; D – расстояние между проводами линии, м; – диаметр проводника, м.

Для воздушной линии  длиной 1 км ( =1) при частоте =50 Гц ( =314 рад/с):

Из этого выражения следует, что в основном зависит от D (расстояния между проводами сети). Поэтому защитные проводники прокладываются совместно или в непосредственной близости от фазных проводников.

При малых значениях D, соизмеримых с d, сопротивлением можно пренебречь, так как оно в этом случае не превышает 0,1 Ом/км.

Защитное отключение представляет собой устройство, автоматически отключающее установку или участок электрической сети при возникновении в них опасности поражения человека электрическим током.

Такая опасность может возникнуть при замыкании электропитания установки на ее корпус, снижении сопротивления изоляции проводов электрической сети относительно земли ниже допустимого значения, появления в сети более высокого напряжения, при прикосновении человека к токоведущим частям при выполнении работ под напряжением и т.п. При этом происходит изменение некоторых электрических параметров сети или электроустановки. Например, могут измениться напряжение корпуса установки относительно земли, ток замыкания с корпуса на землю, напряжение фаз относительно земли и т.п.

 

Заключение

 

Электробезопасность —  система организационных и технических  мероприятий и средств, которые  обеспечивают защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Характерными  причинами  несчастных случаев, вызванных  поражением электрическим током, являются:

- случайные прикосновения  людей  к оголенным проводам  и оборванным  концам воздушной  сети, находящейся  под напряжением;

- появление напряжения  там, где его в нормальных  условиях не должно быть;

- выполнение работ  на распределительных  устройствах  и транспортных подстанциях   без отключения напряжения и   без соблюдения необходимых мер   безопасности;

- неудовлетворительное ограждение  токоведущих частей установок от случайного прикосновения;

- устройство электропроводки  и  осуществление ремонтных  работ  на воздушных сетях,  находящихся  под напряжением; 

- неудовлетворительное  заземление  электропроводок при  их эксплуатации;

- производство электросварочных  работ без соблюдения правил  безопасности;

- несогласование и  ошибочное действие  обслуживающего  персонала, например, подача напряжения, где работают  люди;

- оставление электроустановок  без  надзора; 

- несоблюдение элементарных требований  безопасности;

- шаговом напряжении;

- освобождении человека, находящегося  под напряжением;

- действии электрической дуги.

Список использованной литературы

 

1. ГОСТ 12.1.019-79* 2001 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ  СТАНДАРТ - Система стандартов безопасности труда – ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ - Общие требования и номенклатура видов защиты;
2. Медведев В.Т. «Электробезопасность. Теория и практика: учеб пособие для вузов», 2009 г.;
3. Ситникова Е. Безопасность жизнедеятельности // Кадровое дело. – 2011. – № 2;
4. Соловьев А., Фролов О. Принципы  управления охраной труда // Охрана  труда и социальное страхование.  – 2008. – № 4 – 5;
5. Смирнов О.С. Безопасность жизнедеятельности. Учебник. Издание 4-ое. – М., «Проспект», 2010 г.