Электро безопасность в электро установках

Введение 

     Продолжающаяся техническое оснащение сельского хозяйства на основе электрификации и широкого внедрения устройств автоматики, что способствует улучшению условий труда. Внедрение новой техники и прогрессивной технологии позволило исключить некоторые опасные для человека технологические операции и значительно изменить характер трудовых функций многих работников. Все более увеличивается доля высококвалифицированных рабочих, в трудовой деятельности которых преобладают элементы инженерно-технического труда.

     Большинство опасных и вредных производственных факторов воспринимаются органами чувств человека, поэтому их легко обнаружить и принять меры, чтобы предупредить последствия воздействия на организм. Некоторые из них (электрический  ток, излучения и др.) не могут  быть обнаружены органами чувств, это увеличивает опасность поражение. Для проверки и оценки условий труда широко применяют технические методы исследований и испытаний; измерение метеорологических условий, определение концентраций вредные веществ в воздушной среде, освещенности и уровня звукового давления шума и др.

1. Условия возникновения электротравматизма

 

     Система распределения и потребления  электроэнергии в сельском хозяйстве при соблюдении норм и правил охраны труда почти исключает возможность поражения электрическим током. Однако при нарушении их может создаться ситуация, опасная для жизни и здоровья работающих. С работниками электротравматизм происходит чаще всего в электроустановках напряжением до 1000 В при случайном прикосновении к токоведущим частям с поврежденной изоляцией или к корпусам электрооборудования, не имеющим защитного заземления.

Опасны  также: приближение к частям электрооборудования, находящимся под напряжением, на расстояние, достаточное для образования разряда (через воздушный промежуток); приближение к оборвавшемуся и касающемуся земли проводу контактной сети на расстояние менее 10 м.

     Хотя  сопротивление рабочей обуви  изменяется в широких пределах, но она, даже диэлектрическая, не может  обеспечить полную защиту человека от поражения током.

     Корпуса электрических машин, трансформаторов, переносного инструмента, светильников и другие металлические нетоковедущие  части электрических установок, нормально изолированные от токоведущих  частей, при повреждении изоляции оказываются под напряжением. В  этих аварийных условиях прикосновение  к ним равноценно прикосновению  к токоведущим частям. Ток, протекающий  через тело человека, при этом может  превысить опасное значение и  вызвать поражение со смертельным  исходом. Устраняет опасность поражения  током при переходе напряжения на нетоковедущие части электроустановки защитное заземление. При замыкании  на корпус заземленного электрооборудования  ток, возникающий в результате повреждения  изоляции, пройдет через место  замыкания, заземляющие провода  и заземлители в землю, растекаясь во все стороны по полусфере. Из-за небольшого объема земли у заземлителя плотность тока здесь наибольшая. По мере удаления от заземлителя объем земли, по которому растекается ток замыкания, увеличивается, а плотность тока уменьшается, достигая на некотором расстоянии (не менее 20 м) величины, которая практически может быть принята равной пулю.

     Пространство  вокруг заземлителя в радиусе 20 м, внутри которого наблюдается ток растекания в земле, называется полем растекания. Каждая точка почвы внутри поля растекания обладает определенным потенциалом, поэтому эти точки нельзя считать землей в электротехническом смысле слова. Землёй в электрическом понимании считают точки почвы, потенциал которых равен нулю. При замыкании на землю такие точки лежат на расстоянии 20 м от места замыкания на землю или от одиночного заземлителя. Расстояние явления справедливы при любой форме заземлителя, а также в случае грозового разряда молнии в землю или в случае обрыва голого провода воздушной сети и замыкания его на землю.

Напряжение  относительно земли называют напряжение между какой-либо частью электроустановки (проводом, корпусом, заземлителем и т. п.) и точками почвы, потенциал которых равен нулю, т. е. Точками почвы лежащими вне поля растекания тока в землю. Точки почвы, лежащие внутри поля растекания, сами имеют напряжение относительно земли. При случайном электрическом соединении токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановок (замыкании на корпус) все оборудование, связанное с корпусом электроустановок, приобретает потенциал относительно земли, равный потенциалу заземления:

φз=IзRз;

где, Із— ток замыкания на землю А;

Rз - сопротивление заземлителя, Ом.

     Если  человек касается рукой металлической  части, соединенной с заземлителем, то рука приобретает потенциал заземлителяφз, ноги же его могут касаться точки почвы с другим потенциалом φз, величина которого зависит от расстояния этой точки до заземлителя. В результате между рукой и ногами возникает разность потенциалов.

Uпр=φз–  φн.

     Эта разность называется напряжением прикосновения. Благодаря защитному заземлению напряжение прикосновения составляет лишь часть напряжения заземлителя или равного ему напряжения на корпусе U относительно точек земли с нулевым потенциалом

Uпр =кUк=кIзRз;

где к—коэффициент  прикосновения (меньший 1), который показывает, какую часть напряжения на корпусе составляет напряжение прикосновения.

Если  человек, касаясь оборудования, стоит  непосредственно над заземлителем, то φз=φни напряжение прикосновения Uпр=0

     По  мере удаления от заземлителя напряжение прикосновения увеличивается и достигает максимума в случае, когда человек, касаясь корпуса неисправной установки, находится вне зоны растекания тока, т. е. на расстоянии более 20 м от заземлителя. В этом случае

φн=0, а

Uпр =φз=кIзRз;

     К телу человека приложена лишь часть  напряжения прикосновения, потому что  последовательно сего сопротивлением включено электрическое сопротивление  обуви, пола и сопротивление растеканию тока в земле от ног человека. При существующем токе замыкания  на землю Із решающим фактором электробезопасности является величина сопротивления заземляющего устройства растеканию тока Rз. Уменьшая это сопротивление, можно исключить действие на тело человека опасного напряжения.

     Чтобы предупредить электротравматизм, необходимо также исключить возможность одновременного прикосновения человека к корпусу заземленного оборудования и незаземленным предметам, хорошо соединенным с землей вне зоны растекания тока, так как в этом случае человек окажется под действием полного напряжения относительно земли.

Если  человек в проводящей электрический  ток обуви даже не касается электрооборудования, замкнутого на корпус, то находится в зоне растекания тока, то он попадает под его действие. Это происходит потому, что удаленные на разные расстояния от заземлителя точки почвы, которых одновременно касаются ноги человека, имеют разные потенциалы.

     Напряжение  между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, называется напряжением шага.

     Напряжение  шага уменьшается по мере удаления от заземлителя на расстоянии 20 м оно практически приближается к нулю. Оно зависит от тока замыкания, сопротивления заземления, распределения потенциала на поверхности земли, длины шага и положения человека относительно заземлителя. При движении  по окружности, все точки которой расположены на одинаковом расстоянии от места замыкания (т. е. вдоль линии равного потенциала), напряжение равно нулю.

     Когда человек попадает под напряжение шага, ток проходит по пути нога—нога. При величине этого напряжения 100 В и выше начинаются судороги ног, человек может упасть па землю, что приводит к увеличению разности потенциалов и более опасному пути прохождения тока по телу. Наибольшая опасность от напряжений шага возникает при обрыве проводов воздушных линий и контактных сетей и контакте их с землей.

2. Влияние контактной сети переменного тока на металлические сооружения

 

     Однофазный  переменный ток промышленной частоты, проходящий в контактной сети, оказывает  электромагнитное влияние на проложенные  вблизи и отключенные участки  контактной сети, воздушные линии  связи и СЦБ, сети низкого напряжения, металлические сооружения, надземные  и подземные трубопроводы. Электрическое  влияние тока на металлические сооружения, не связанные с землей, возникает  из-за наличия в пространстве, окружающем контактную сеть, электрического поля. Силовые линии его перпендикулярны  поверхности земли и пересекают металлические сооружения, расположенные  параллельно тяговой сети. Напряжение, наводимое в них, не зависит от величины тока и его частоты, а  определяется только величиной напряжения в тяговой сети, взаимным расположением  сооружения или провода и земли.

     При расстоянии между контактной сетью  и проводом 40 м напряжение в проводе  относительно земли составляет 150—300 В, при расстоянии более 50 м электрическое влияние практически не представляет опасности. Если провод расположить на земле или заземлить, то напряжение в нем спадает до нуля. Все подземные сооружения свободны от электрического влияния.

     В случае прикосновения человека к  проводу, подверженному электрическому влиянию, через его тело пройдет  разрядный ток, величина которого зависит  в основном от частоты и напряжения тока в проводе, длины и сечения  последнего. Например, при длине  отключенного и незаземленного провода 600 м (расположенного на расстоянии 5 м  от контактной сети), напряжении относительно земли около 6600 В через тело человека проходит ток около 0,02 А, что превышает безопасную величину.

     В малогабаритных металлических сооружениях  при отсутствии заземления наводятся  значительные потенциалы, но прикосновение  к ним не опасно, так как разрядный  ток во много раз меньше допустимого. Так, при наведенном потенциале изолированного металлического кожуха печи, установленной  в будке дежурного стрелочного  поста, 1420 В разрядный ток при заземление равен 0,68 мА. Заземление таких сооружений полностью устраняет неприятные ощущения, возникающие при прикосновении к ним.

Электрическое влияние на небольшие изолированные  металлические сооружения, находящиеся  в непосредственной близости к контактной сети. Прикосновение к ним может  вызвать лишь неприятные ощущения.

     Все малогабаритные металлические сооружения, подверженные электрическому влиянию  и расположенные в зоне влияния  контактной сети переменного тока, рекомендуется соединять с двумя  специальными заземлителями, установленными для надежности в противоположных концах крыши здания, склада и др. В качестве заземлителей используют металлические стержни или угловую сталь, забитые в землю на глубину 1—1,5 м.

     Магнитное влияние тяговой сети на отключенные  и незаземленные провода воздушных  линий сказывается вследствие наличия  вокруг контактной сети переменного  тока магнитного поля. Силовые линии  его, пересекая параллельно расположенные  провода наводят в них дополнительное напряжение, которое в основном зависит от тока нагрузки в контактной сети и длины проводов. Например, в отключенном контактном проводе длиной 30 км при нормальном движении электропоездов по соседнему пути (І к.с —500 А) величина наведенного напряжения достигает 2850 В.

     Индуктивное влияние на трубопроводы, имеющиеся на территории, снижают заземление на концах зон сближения с тяговой сетью.

Для защиты от поражения наведенным напряжением  при производстве работ на проводах контактной сети, а также воздушных  и кабельных линий необходимо отключенные провода заземлить  с двух сторон заземляющими штангами, располагая их одна от другой на расстоянии не более 200 м (контактная сеть) и 100 м (другие провода).

3 .Обеспечение электробезопасности при обслуживании электроустановок 

     Электроустановками  называются также устройства, которые  производят, преобразуют, распределяют и потребляют электрическую энергию. Наружными или открытыми электроустановками называют электроустановки, находящиеся  на открытом воздухе, а внутренними  или закрытыми — находящиеся  в закрытом помещении. Электроустановки могут быть постоянные и временные. По условиям электробезопасности электроустановки разделяют на электроустановки напряжением до 1000В включительно и выше 1000 В.

     Электробезопасностью называется система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного ноля и статического электричества. Она достигается: конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями. Требования (правила и нормы) электробезопасности конструкции и устройства электроустановок изложены в системе стандартов безопасности труда, а также в стандартах и технических условиях па электротехнические изделия.

Технические способы и средства защиты, обеспечивающие электробезопасность, устанавливаются с учетом (ГОСТ 12,1.019—79): номинального напряжения, рода и частоты тока электроустановки; способа электроснабжения (от стационарной сети, от автономного источника питания электроэнергией); режима нейтрали (средней точки) источника питания электроэнергией (изолированная, заземленная нейтраль); вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные); условий внешней среды (помещения: особо опасные, повышенной опасности, без повышенной опасности, на открытом воздухе).

4. Технические способы и средства защиты

 

     Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности; расположение на безопасной высоте; малое напряжение; защитное заземление, зануление и защитное отключение; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; средства защиты и предохранительные приспособления.