2.2.2. Методи і засоби захисту від ураження електричним струмом
Електробезпека – це система організаційних і технічних заходів, що забезпечують захист людей від небезпечної і шкідливої дії електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля, статичної електрики. Вимоги електробезпеки викладено в ГОСТ 12.1.019-79 «ССБП. Електробезпека. Загальні вимоги і номенклатура видів захисту» (СТ СЭВ 4830-84). Зміни 1986.
Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є:
· забезпечення недоступності струмопровідних частин для випадкового дотику;
· застосування електроенергії з безпечними величинами напруги;
· усунення небезпеки ураження людей струмом у разі появи напруги на частинах конструкцій електроустаткування;
· застосування індивідуальних захисних засобів від ураження електричним струмом.
Недоступність струмопровідних частин для випадкового дотику досягається ізоляцією їх струмонепровідними матеріалами. Провідники електричного струму повинні мати робочу ізоляцію. Передбачено застосування в деяких випадках додаткової, підсиленої чи лінійної ізоляції.
Недоступність розташування струмопровідних частин досягається розміщенням їх на висоті, під підлогою чи приховано в стінах. Незахищені струмопровідні частини, до яких можливий дотик людей, надійно огороджують у всіх випадках, якщо напруга перевищує:
o 65 В – в приміщеннях без підвищеної небезпеки;
o 42 В – в приміщеннях з підвищеною небезпекою;
o 12 В – в приміщеннях особливо небезпечних.
У випадку напруги понад 250 В огороджують не тільки незахищені, але й ізольовані струмопровідні частини.
Застосування малих напруг – дуже ефективний захист від ураження електричним струмом. Для живлення кіл управління технологічним обладнанням, встановленим в особливо небезпечних приміщеннях і приміщеннях з підвищеною небезпекою; кіл управління пересувного устаткування і для живлення ручного інструменту використовують напругу не вище 42 В. На шафах і пультах управління обладнанням розміщують штепсельні розетки з напругою не вище 12 В для включення переносних світильників, які використовуються під час періодичних оглядів наявних в них важкодоступних місць.
Захисне заземлення, занулення і відключення – основні заходи захисту людей від ураження електричним струмом у разі появи напруги на частинах конструкцій електроустаткування.
Захисне заземлення – свідоме електричне з’єднання з землею чи її еквівалентом металевих частин електроустаткування. Вимоги до захисного заземлення викладено в ГОСТ 12.1.030-81 «ССБП. Електробезпека. Захисне заземлення, занулення». Зміни 1987.
Дотик до незахищеного корпусу, який виявився під напругою, рівнозначний однофазному ввімкненню людини в електричну мережу. Мета заземлення – понизити до безпечної величини напругу відносно землі на металевих частинах електроустаткування, які випадково виявилися під напругою, і цим усунути небезпеку ураження людей електричним струмом.
В установках напругою до 1000 В опір захисного заземлення в будь-яку пору року не повинен перевищувати 4 Ом (з потужністю джерела струму 100 кВА і менше опір заземлення допускається не більше 10 Ом). Оскільки опір заземлення значно менший за опір тіла людини (1000 Ом), то у випадку її дотику до пошкодженого електроустаткування найбільший за величиною струм пройде через заземлюючий пристрій. При цьому в найнесприятливішому випадку, коли опір тіла і взуття рівні нулю, через тіло людини пройде струм :
де UЛ – лінійна напруга в мережі, В;
RТ, RІЗ, RЗ – відповідно опір тіла людини, ізоляції провідників електричної мережі та заземлюючого пристрою, Ом.
Приймаючи UЛ = 380 В; RІЗ = 500000 Ом; RЗ = 4 Ом; RТ = 1000 Ом, знаходимо J = 0,005 мА. Такий за величиною струм безпечний для людини.
Заземлюючим пристроєм називається сукупність заземлювачів – металевих провідників, які з’єднані з землею, і заземлюючих провідників, які з’єднують заземлювані частини електроустаткування з заземлювачами.
Заземлювачі бувають штучні та природні.
Як штучні заземлювачі використовують стальні стрижні, які забивають в грунт вертикально і з’єднують між собою стальною шиною зварюванням.
Як природні:
§ прокладений у землі водопровід;
§ арматуру залізобетонних конструкцій будівель і споруд, яка має з’єднання з землею;
§ свинцеві оболонки кабелів, прокладених у землі.
Розрізняють заземлюючі пристрої:
· контурні (заземлення знаходиться у безпосередній близькості від електроустаткування);
· виносні (заземлення розміщені на спеціально виділеній ділянці території підприємства).
Для заземлення електроустаткування у виробничих та інших приміщеннях використовують здебільшого виносні заземлюючі пристрої з штучними заземлювачами. При цьому металеві елементи кожного електрообладнання під’єднують окремими заземлюючими пристроями до транзитної шини, яка прокладається всередині будівлі і не менше, ніж у двох місцях під’єднується до заземлювачів.
Захисне заземлення електричних установок обов’язкове згідно з ГОСТ 12.1.013-78:
· у разі номінальної н ги 380 В і вище змінного струму і 440 В і вище постійного струму – у всіх випадках;
· у разі номінальної напруги 42 В і вище змінного струму і 110 В і вище постійного струму – під час роботи в умовах з підвищеною небезпекою та особливо небезпечних.
У вибухонебезпечних зонах заземлюють електричні машини і апарати, незалежно від величини напруги.
Занулення – свідоме електричне з’єднання з нульовим захисним провідником металевих струмонепровідних частин, які можуть виявитися під напругою. Занулення повинно відповідати вимогам ГОСТ 12.1.030-81.
У електричних мережах розрізняють нульовий захисний (NЗ) і нульовий робочий (NР) провідники. Нульовий захисний провідник служить для з’єднання занулюваних частин устаткування з глухо заземленою нейтраллю джерела струму; нульовий робочий провідник – для підключення до основної мережі напругою 380 В освітлювальних приладів, машин і електроапаратів, які працюють за фазової напруги (220 В).
Як нульовий захисний провідник можна використовувати стальні смуги, алюмінієві оболонки кабелів, звичайні проводи. Згідно з галузевими правилами, не допускається використовувати як нульовий захисний провідник нульові робочі провідники.
Занулення електротеплового, холодильного, іншого устаткування, а також касових апаратів, електронних ваг проводиться за допомогою нульових захисних провідників. Нульові провідники (робочі та захисні) належно заземлюють. У мережах з лінійною напругою 380 В опір заземлюючих пристроїв, до яких під’єднуються нульові проводи, не повинен перевищувати 4 Ом.
Мета занулення – перетворити витік струму на корпус в однофазне коротке замикання між фазовим і нульовим заземленням, коли пошкоджене устаткування автоматично вимикається від мережі, яка його живить. Для захисту від струмів короткого замикання можуть використовуватися плавкі запобіжники чи автоматичні вимикачі з часом спрацьовування відповідно 5,7 і 1,2 с.
Зануленню підлягають ті ж машини і апарати, що і заземленню. Із облаштуванням заземлення повинна забезпечуватися безперервність нульового захисного проводу від корпусу кожного електрообладнання до нейтралі джерела живлення.
В електричних мережах з нульовим проводом електроустаткування можна занулювати, заземлювати чи одночасно занулювати і заземлювати. На підприємствах не допускається одне електроустаткування тільки занулювати, інше тільки заземлювати.
Заземлення чи занулення пересувних (переносних) машин і апаратів здійснюється за допомогою спеціального провідника електричного кабеля. В кабелях, які живлять переносні електроприймачі однофазного струму (касові апарати, електронні ваги тощо), крім фазного і нульового робочого провідника, наявний заземлюючий чи нульовий захисний провідник.
Із заземленням чи зануленням машин і апаратів один кінець захисного провідника, що знаходиться в кабелі, під’єднують до металевого корпусу струмоприймача, другий – до найдовшого контакту штепсельної вилки, який має умовний знак заземлення. Відповідний захисний контакт розетки під’єднують до кола заземлення чи занулення.
Таким чином, через штепсельний роз’єм вмикаються металеві конструкції елементів машин і механізмів у наявний на підприємстві пристрій заземлення чи занулення.
Захисне вимкнення – швидкодійний захист, що забезпечує автоматичне відключення електроустаткування, коли в ньому виникає небезпека ураження струмом. Така небезпека може виникнути у випадку:
· замикання фази на корпус електроустаткування,
· пониження опору ізоляції фаз відносно землі,
· появи в мережі більш високої напруги,
· торкання людини до струмопровідних частин.
У цих випадках у мережі змінюються деякі електричні параметри (напруга, струм, опір), що може бути імпульсом, який викликає спрацьовування захисту – відключення пристрою. Принципову схему захисного вимкнення наведено на рисунку.
З появою напруги на корпусі електроустаткування спрацьовує електромагнітне реле, яке втягує сердечник, звільняючи шток вимикача. Останній під дією пружини вимикає устаткування від мережі. Вимоги до захисного вимикання викладено в ГОСТ 12.4.155-85.
Захист від електромагнітних випромінювань і електричних полів забезпечується виконанням вимог ГОСТ 12.1.006-84 і ГОСТ 12.4.154-85.
Захист від електричних статичних полів полягає в знятті з ізольованих від землі металевих частин устаткування електричної напруги, яка виникає внаслідок статичної електризації під час технологічних процесів, що супроводжуються тертям (змотування тканин, паперів, плівки), роздрібненням твердих тіл, пересипанням сипучих матеріалів, переливанням рідин-діелектриків (бензин, керосин). Дія статичної електрики на людину може проявлятися у вигляді слабкого, помірного чи навіть сильного уколу, який сам по собі не являє небезпеки, але може бути непрямою причиною нещасного випадку внаслідок рефлекторного руху людини до небезпечної зони.
Розряди статичної електрики на землю чи між частинами устаткування можуть бути причиною загорянь та вибухів газо-, паро- і пилоповітряних сумішей. Захист від статичної електрики забезпечується виконанням вимог ГОСТ 12.1.018-93, ГОСТ 12.4.144-83. Одним з найбільш ефективних і простих методів захисту від статичної електрики є заземлення не менше, ніж у двох місцях одного приміщення наявних трубопроводів і апаратів.
Захист від атмосферної електрики (блискавкозахист) – комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, які працюють з електроустаткуванням, від ураження електричним струмом, дії електричної дуги та електромагнітного поля.
Електрозахисті засоби бувають ізоляційні та огороджувальні.
Ізоляційні електрозахисні засоби поділяються на основні і додаткові.
Основні ізоляційні електрозахисні засоби здатні довгий час витримувати робочу напругу електроустаткування, тому ними дозволяється торкатися до струмопровідних частин. До таких засобів відносять: діелектричні гумові рукавиці, інструменти з ізольованими ручками та струмошукачі– в електроустаткуванні напругою до 1000 В; ізоляційні штанги, ізоляційні і струмовимірювальні кліщі, показники високої напруги – в електроустаткуванні з напругою вище 1000 В.
Додаткові ізоляційні електрозахисні засоби мають недостатню електричну міцність і призначені для підсилення дії основних ізоляційні засобів. До таких засобів відносять діелектричні гумові калоші, боти, килимки та ізоляційні підставки.
Огороджуювальні електрозахисні засоби призначені для тимчасового огородження струмопровідних частин (тимчасові переносні огородження – щити, клітки, ізоляційні накладки і ковпаки); для тимчасового заземлення відключених струмопровідних частин і усунення небезпеки ураження працівників струмом у разі випадкової появи напруги (тимчасове захисне заземлення).
Застосування і випробування електрозахисних засобів регламетується відповідними правилами.
Електрозахисні засоби перевіряють перед кожним їх застосуванням і, крім того, періодично піддають випробуванню змінним струмом частотою 50 Гц: гумові діелектричні рукавички 1 раз на 6 місяців, гумові діелектричні калоші – 1 раз на 12 місяців; гумові діелектричні боти – 1 раз на 36 місяців.
На електрозахисні засоби, що витримали періодичні електричні випробування, наносять спеціальний штамп. На електрозахисних засобах, що не витримали випробування струмом, або стали непридатними з інших причин, цей штамп перекреслюється червоною фарбою. Всі електрозахисні засоби з гуми (рукавички, боти, калоші, килимки, доріжки) слід зберігати в темному приміщенні за температури 5...20°С і вологості повітря не більше 70 %.