Организация безопасной эксплуатации электроустановок

Условия эксплуатации электрического оборудования с точки зрения техники безопасности коренным образом отличаются от условий эксплуатации другого оборудования. Обычно угроза несчастного случая сопровождается некоторыми признаками, на которые могут реагировать органы чувств человека. Вид раскаленного куска металла или вращающейся части машины, запах ядовитого газа, шум падающего предмета или свист вырывающегося пара помогают ему принять какие-либо меры предосторожности. Иначе обстоит дело при обслуживании электрических установок. Электрический ток не проявляет подобных признаков, и органы чувств человека не обнаруживают грозящей ему опас­ности. Эти и другие приводимые ниже обстоятельства требуют при эксплуатации электрических установок большого внимания. В числе таких обстоятельств следует назвать;

а) случайное прикосновение к токоведущим частям;

б) неизбежные прикосновения к металлическим не токопроводящим частям, могущим оказаться под напряжением;

в) переход высшего напряжения трансформатора на сторону низшего;

г) образование электрических искр, дуг или высокого нагрева током частей электрической установки, размещенной в помещениях, опасных в отношении взрыва или пожара.

В связи с этим электротехническая практика разработала меры защиты, определяемые условиями эксплуатации электрического оборудования.

Выбор конструкции электрического оборудования делается с особой тщательностью и учетом допускаемого для него напря­жения и необходимых защитных приспособлений. От этих факторов зависит надежность самого устройства и безопасность для окружающих. Требования к электрическому оборудованию, установленному в каком-либо помещении, целесообразно рассматривать:

а) по характеру среды помещения с точки зрения опасности поражения током;

б) по характеру среды помещения с точки зрения опасности возникновения пожара или взрыва от электрических дуг, искр или чрезмерно нагретых током деталей:

в) по доступности электрического оборудования.

Безопасность обслуживания, прежде всего, зависит от характеристики того помещения, в котором установлено электри­ческое оборудование.

Влага, едкие пары или газы, высокая температура и проводящая ток пыль создают в помещении условия, опасные в отношении поражения током. Кожа человека в такой обстановке становится токопроводящей, и даже незначительное напряжение способно в связи с этим вызвать жизнеопасный ток. Влага, пыль, а в особенности едкие пары и газы одновременно разрушают изоляцию токоведущих частей, еще более ухудшая условия безопасности.

Повышенная опасность в помещении создается также наличием в нем большого числа металлических заземленных объектов. Это объясняется, с одной стороны, легкой возможностью создать цепь тока малого сопротивления через человека и землю (минуя сопротивление пола) при одновременном касании им токоведущей части и заземленного металла, а с другой - пониженным сопротивлением кожи человека ввиду хорошего контакта по большой площади металла.

Огромное значение в смысле безопасности имеет конструктивное выполнение здания, в частности, устройство пола. Дощатые без гвоздей, торцевые деревянные, паркетные и асфальтовые полы обладают значительным электрическим сопротивлением и являются надежной защитой при однополюсных прикосновениях. Сопротивление же кирпичных, каменных, бетонных, а в особенности железобетонных и земляных полов относительно мало и резко уменьшается даже при незначительном увлажнении. Для предупреждения перегорания проводов электрических установок, сечения проводов подбираются в зависимости от силы тока, а для защиты установки от воздействия чрезмерных токов корот­кого замыкания применяются плавкие предохранители. Плавкие предохранители размещаются перед агрегатами, потребляющими электроэнергию (электродвигателем, электропечью и т. п.), и в местах разветвления сети. Замена предохранителя случайным кусочком проволоки произвольного сечения ("жучком") не допускается. Смена предохранителей производится электромонтером, для этого рубильник устанавливается впереди предохранителя. Для обеспечения надежной и безопасной работы электродвигатели надлежащим образом защищаются от всяких повреждений и разрушающих влияний среды. В зависимости от этого они бывают открытыми и закрытыми, герметическими и взрывобезопасными. Тип электродвигателя подбирается в соответствии с характером помещения, в котором он устанавливается. Площадь пола около пусковых устройств, электродвигателей, распределительных щитов и других электрических установок должна быть свободна. Скопление в этих местах металла повышает опасность поражения электричеством. При зарядке аккумуляторов, помимо опасности электрического поражения, имеется опасность взрыва, так как к концу процесса зарядки выделяется водород, этому помещения аккумуляторных должны рассматриваться взрывоопасные с принятием всех вытекающих из этого мер.

Основой безопасной эксплуатации электроустановок является требование или совершенно закрыть, или сделать недоступными токоведущие части установок, или использовать устройства и приспособления, помогающие распознать наличие в них напряжения, или, наконец, применить автоматическое отключение, если токоведущие части почему-либо оказались доступными для человека.

Как показывает опыт, исключить ошибочное, случайное прикосновение к токоведущим частям возможно лишь путем надежного укрытия их с помощью тех или иных приспособлений. Конструктивное выполнение этих укрытий зависит от напряжения установки, типа электрического устройства, способа его применения и характера окружающей среды.

Токоведущие части рубильников, выключателей, плавких предохранителей, клемм, электродвигателей, сварочных агрегатов закрываются сплошными кожухами или щитами без отверстий и щелей, устраиваемыми так чтобы открывание или снятие их могло производиться специально проинструктированным лицом. Применяются блокировки кожухов и рубильников, которые не допускают его включения при снятом или незакрытом кожухе. На всех выключателях положение включения и отключения обозначается надписями "Включено" и "Отключено". Штепсельные соединения для напряжений 12 и 36В делаются отличными от штепсельных соединений 110-220 В как по конструкции, так и по цвету.

Арматура ручных переносных электрических светильников выполняется в соответствии со следующими требованиями: корпус и рукоятки светильника должны быть выполнены из теплостойких, влагостойких и механически прочных изолирующих материалов, патрон укреплен в корпусе светильника и не поворачивается при ввинчивании и вывинчивании ламп, лампа защищена сеткой от механических воздействий, сетка прикреплена к корпусу таким образом, чтобы снятие ее было невозможным без специальных приспособлений, арматура снабжена рефлектором, ввод провода в корпус осуществляется с расчетом предупреждения изломов провода в месте его ввода, провод в надежной изоляции присоединяется к сети при помощи питательной вилки, закрепление проводов в штепсельных розетках при помощи крючков, веревочек или проволочек не допускается.

Электропроводка в помещениях выполняется хорошо изолированными проводами. Изолированные провода, прокладываемые в производственных помещениях на высоте менее 2 м, кроме того, ограждаются от возможных механических повреждений, а при прокладке их на станках, грузоподъемных кранах и других агрегатах, а также под полом заключаются в специальные трубы. Прокладка проводов по полу не допускается. Некоторые электрические устройства, такие, как распределительные щиты, высоковольтные камеры и т.п. ограждаются решетчатыми перегородками, двери которых снабжаются электрической блокировкой снимающей напряжение с ограждаемых установок при их открывании. Открытые токоведущие части, находящиеся под напряжением до 1000 В,размещаются на высоте 3.5 м по отношению к земле или полу.

Устройства защитного заземления и зануления.

Переход напряжения в результате нарушения изоляции на нетоковедущие части оборудования опасен тем, что может послужить причиной поражения электричеством при прикосновении к оборудованию, которое в нормальных условиях не находится под напряжением. Неожиданность этого явления и неподготовленность к нему рабочего может привести к несчастному случаю.

Для устранения возможности поражения электричеством во всех электрических установках с напряжением проводов по отношению к земле в 150В и выше и установках с напряжением от 65В и выше, если они располагаются в помещениях особо опасных и повышенной опасности, применяется защитное заземление, зануление или отключение.

Защитным заземлением называется металлическое соединение с землей нетоковедущих металлических частей электричес­кой установки, которые, будучи расположены вблизи токоведущих частей, могут прийти с ними в соприкосновение. Заземление применяется в сетях с напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и во всех сетях с напряжением свыше 1000 В.

Защитному заземлению подлежат металлические части электроустановок доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты,

обеспечивающих электробезопасность. Если эти части при этом не имеют контакта с землей, прикосновение к ним так же опасно, как и фаза.

 

а) б)

Рис.1. Принципиальные схемы защитного заземления в сетях трехфазного тока.

а) в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В; б) в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше; 1 - заземленное оборудование; 2 - заземлитель защитного заземления; 3 - заземлитель рабочего заземления; rо, r3 -сопротивления рабочего и защитного заземлений.

 

 

Рис.2. Схема заземления электроустановки:

1- электроустановка; 2- заземляющие проводники; 3 - заземлитель

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников.

Согласно требованиям правил устройства электроустановок (ПУЭ) сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:4 Ом - в установках напряжением до 1000 В; 10 Ом - в установках напряжением до 1000 В, если мощность источника тока 100 кВ, и менее.

Заземлитель выполняет роль электрического контакта с грунтом (землей), который обладает свойством электрической проводимости

Заземляющие устройства состоят из двух частей; надземной и подземной. Надземная часть выполняется так, чтобы быть доступной для осмотра. Она состоит из заземляющей магистрали располагаемой внутри помещения вдоль стен, и проводов или шин, присоединяемых с одного конца к защищаемой металлической конструкции, а с другого конца к заземляющей магистрали. Подземная часть состоит из заземлителей, представляющих собой один или группу металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей и служащих для электрического соединения с ней.

Заземлители бывают искусственные и естественные. В качестве искусственных заземлителей используются стальные трубы (не менее двух) с толщиной стенок не менее 3,5 мм диаметром 25-30 мм, длиной 2-3 м и полосовая сталь толщиной полосы не менее 4 мм сечением от 48 мм² при напряжении до 1000В и не менее 100 мм² при нап­ряжении выше 1000 В. Заземлители в зависимости от числа их размещаются или по контуру помещения, где находится заземляемое электрооборудование, или группами и очагами

В качестве естественных заземлителей могут служить проложенные в земле водопроводные трубы, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей, металлические оболочки кабелей, проложенных в земле. Нельзя использовать в качестве естественных заземлителей проложенные в земле трубопроводы с горючими жидкостями и газами или взрывчатыми газами. Для обеспечения большей надежности надземная часть заземляющего устройства соединяется с подземной в нескольких местах. Защитное заземление считается обеспечивающим безопасность, если напряжение, под которым может оказаться человек, прикоснувшийся к заземленной установке, так называемое напряжение прикосновения, не будет более 40В.

Защитным занулением называются присоединение металлических нетоковедущих частей электрической установки к многократно заземленному нулевому проводу. Зануление применяется в сетях с наглухо заземленной нейтралью при напряжении до 1000 В. При осуществлении зануления металлические части электроустановки, нормально не находящиеся, но могущие оказаться под напряжением, соединяются проводами с заземленным нулевым проводом. В этом случае при замыкании на корпус возникает ток однофазного короткого замыкания, происходит перегорание предохранителей или отключение автомата и отключение от сети поврежденного электрооборудования. При повреждении заземления нейтрали и одновременном замыкании на землю одного из фазовых проводов все зануленные приемники тока окажутся под фазовым напряжением даже в том случае, если они отключены от сети. Для повышения эффективности зануления и предотвращения опасности, могущей возникнуть в связи с повреждением заземления нейтрали или обрывом нулевого провода, необходимо в воздушных сетях нулевой провод располагать над фазными проводами, заземлять нулевой провод не только в начале сети на подстанции, но и повторно на трассе через 1км. а также в конце и на разветвлениях, подвеску нулевого провода выполнять особенно тщательно, а нагрузку распределять равномерно на все три фазы. Одновременно устройство защитного заземления и зануления в одной и той же электрической системе не допускается.

 

Рис.3. Принципиальная схема зануления.

1-корпус; 2-аппараты защиты от токов (предохранители, автоматические выключатели и т. п.); rо - сопротивление заземления нейтрали; rn- сопротивление повторного сопротивления нулевого защитного проводника; Iк - ток.; Iн - часть тока., протекающая через нулевой проводник; Iз часть тока., протекающая через землю.

 

Защита от молний.

Разряды атмосферного электричества способны вызвать взрывы, пожары и разрушения зданий и сооружений, что привело к необходимости разработки специальной системы молниезащиты.

Молниезащита — комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от разрядов молнии.

Молния способна воздействовать на здания и соору­жения прямыми ударами (первичное воздействие), которые вызывают непосредственное повреждение и раз­рушение, и вторичными воздействиями — посредством явлений электростатической и электромагнитной ин­дукции. Высокий потенциал, создаваемый разрядами молнии, может заноситься в здания также по воздуш­ным линиям и различным коммуникациям. Канал главного разряда молнии имеет температуру 20000°С и выше, вызывающую пожары и взрывы в зданиях и сооружениях.

Выбор защиты зависит от назначения здания или сооружения, интенсивности грозовой деятельности в рассматриваемом районе и ожидаемого числа поражений объекта молнией в год.

Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним числом грозовых часов в году nч или числом грозовых дней в году nд.

Применяют и более обобщенный показатель — среднее число ударов молнии в год (n) на 1 км² поверхности земли, который зависит от интенсивности грозовой деятельности.

В зависимости от вероятности вызванного молнией пожара или взрыва, исходя из масштабов возможных разрушений или ущерба, нормами установлены три категории устройства молниезащиты.

В зданиях и сооружениях, отнесенных к I категории молниезащиты, длительное время сохраняются и систематически возникают взрывоопасные смеси газов, паров и пыли, перерабатываются или хранятся взрывчатые вещества. Взрывы в таких зданиях, как правило, сопровождаются значительными разрушениями и человеческими жертвами.

В зданиях и сооружениях II категории молниезащиты названные взрывоопасные смеси могут возникнуть только в момент производственной аварии или неисправности технологического оборудования, взрывчатые вещества хранятся в надежной упаковке. Попадание молнии в такие здания, как правило, сопровождается значительно меньшими разрушениями и жертвами.

В зданиях и сооружениях III категории от прямого удара молнии может возникнуть пожар, механические разрушения и поражения людей. К этой категории относятся общественные здания, дымовые трубы, водона­порные башни и др.

Здания и сооружения, относимые по устройству молниезащиты к I категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электро­магнитной индукции и заноса высоких потенциалов че­рез наземные и подземные металлические коммуника­ции по всей территории России.

Здания и сооружения II категории молниезащиты должны быть защищены от прямых ударов молнии, вто­ричных ее воздействий и заноса высоких потенциалов по коммуникациям только в местностях со средней интенсивностью грозовой деятельности n = 10.

Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические коммуникации, в мест­ностях с грозовой деятельностью 20 ч и более в год.

Здания защищаются от прямых ударов молнии молниеотводами. Зоной защиты молниеотвода называют часть пространства, примыкающую к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежнос­ти. Зона защиты А обладает степенью надежности 99,5% и выше, а зона защиты Б — 95% и выше.

Молниеотводы состоят из молниеприемников (воспринимающих на себя разряд молнии), заземлителей, служащих для отвода тока молнии в землю, и токоотводов, соединяющих молниеприемники с заземлителями.

Молниеотводы могут быть отдельно стоящими или устанавливаться непосредственно на здании или сооружении По типу молниеприемника их подразделяют на стержневые, тросовые и комбинированные. В зависимо­сти от числа действующих на одном сооружении молниеотводов, их подразделяют на одиночные, двойные и многократные.

Молниепрмемники стержневых молниеотводов устраивают из стальных стержней различных размеров и форм сечения. Минимальная площадь сечения молниеприемника — 100 мм², чему соответствует круглое сече­ние стержня диаметром 12 мм, полосовая сталь 35 х 3 мм или газовая труба со сплющенным концом.

Молниеприемники тросовых молниеотводов выполняют из стальных многопроволочных тросов сечением не менее 35 мм² (диаметр 7 мм).

В качестве молниеприемников можно использовать также металлические конструкции защищаемых сооружений — дымовые и другие трубы, дефлекторы (если они не выбрасывают горючие пары и газы), металлическую кровлю и другие металлоконструкции, возвышающиеся над зданием или сооружением.

Громоотводы устраивают сечением 25-35 мм² из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм или стали полосовой, квадратного или иного профиля. В качестве токоотводов можно использовать металлические конструкции защищаемых зданий и сооружений (колонны, фермы, пожарные лестницы, металлические направляющие лифтов и т. д.), кроме предварительно напряженной арматуры железобетонных конструкций. Токоотводы следует прокладывать кратчайшими путями к заземлителям. Соединение токоотводов с молниеприемниками и заземлителями должно обеспечивать непрерывность элек­трической связи в соединяемых конструкциях, что, как правило, обеспечивается сваркой. Токоотводы нужно располагать на таком расстоянии от входов в здания, чтобы к ним не могли прикасаться люди во избежание поражения током молнии.

Заземлители молниеотводов служат для отвода тока молнии в землю, и от их правильного и качественного устройства зависит эффективная работа молниезащиты. Конструкция заземлителя принимается в зависимости от требуемого импульсного сопротивления с учетом удель­ного сопротивления грунта и удобства его укладки в грунте. Для обеспечения безопасности рекомендуется ограждать заземлители или во время грозы не допускать людей к заземлителям на расстояние менее 5-6 м. Заземлители следует располагать вдали от дорог, тротуаров и т. д.

 

 

Список использованной литературы.

1) Организационные основы безопасности жизнедеятельности.

В.С. Свечников, М.Е. Любимов, В.Е. Танчик. Саратов СГТУ 1996

2)Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Москва 2003 г.

3)Безопасность жизнедеятельности. О.Русак, К. Малян, Н. Занько. СПб.: Лань 2000 г.

4)Защитное заземление. Саратов СГТУ 1995 г.