Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Основы электробезопасности и защиту работников

Основы электробезопасности и защиту работников

План

1. Опасность поражения в электрических сетях различного типа

2. Основные технические меры защиты в электроустановках. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты

Опасность поражения в электрических сетях различного типа

Оценка безопасности прикосновения к токоведущим частям сводится к определению тока, протекающего через человека, и сравнение его с допустимыми значениями.

Безопасность поражения при прикосновении к токоведущим частям зависит от номинального напряжения электроустановки и режима нейтрали источника питания.

По накалу ПУЭ различают электроустановки (сети) напряжением до 1 кВ и электроустановки напряжением выше 1 кВ. По режиму нейтрали бывают электроустановки (сети) с изолированной нейтралью источника питания (генератора или трансформатора) и глухозаземленной нейтралью источника питания.

Уровень безопасности и степень поражения зависят от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть. Различают двухфазный (одновременное прикосновение к двум фазам) и однофазовый ощупь (включение) человека к токоведущим частям. Статистка свидетельствует, что чаще случаются однофаз прикосновения. Опасность такого прикосновения в трехфазный сетях в основном зависит от режима нейтрали источника питания (изолированная или глухозаземленной).

Рассмотрим прикосновение к одной фазы в сети с изолированной нейтралью. Для упрощения расчетов считаем, что сеть симметрична, а именно: симметричные и одинаково активные сопротивления изоляции фаз, а также емкости и емкостные сопротивления, то есть для такой сети являются справедливыми следующие уравнения:

Ток, проходящий через тело человека при прикосновении к одной из фаз в нормальном режиме, определяется следующим уравнением в комплексной форме:

где U - фазное напряжение сети; Rh - сопротивление тела человека, Ом; Z - комплекс полного сопротивления относительно земли, Ом.

Анализ уравнения 4.47 показывает, что при симметричных впорах между фазными проводами и землей ток через человека тем меньше, чем больше эти опоры.

В сетях напряжением до 1 кВ малой длины емкость проводов относительно земли имела, С = 0, тогда Z = R, сопротивление фазы относительно земли равна активному сопротивлению изоляции и уравнение принимает вид:

где R - активное сопротивление изоляции фаз относительно земли, Ом.

Уравнение (4.48) показывает значение изоляции как фактора безопасности: чем выше сопротивление изоляции Я, тем меньше будет ток через человека. Поэтому короткие воздушные сети с изолированной нейтралью, малой емкостью, высоким сопротивлением изоляции не представляют значительной опасности при прикосновении к фазе.

Сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей Д0, поэтому при прикосновении человека к фазе ток через нее практически не зависит от сопротивления изоляции и емкости сети относительно земли (рис. 4.15).

В этом случае ток через человека

где R0 - рабочее заземление нейтрали, Ом.

Поскольку сопротивление тела человека не ниже 1 кОм, а сопротивление заземления нейтрали не превышает 10 кОм, человек в этом случае находится практически под фазовой напряжением, слишком опасным.

Учитывая все сказанное, можно сделать вывод, что в нормальном режиме значительно безопаснее является сеть с изолированной нейтралью, малой емкости и с надежной изоляцией по сравнению с сетью с глухозаземленной нейтралью.

В аварийном режиме сети с изолированной нейтралью является, наоборот, более опасными, потому что в этом случае человек попадает под линейное напряжение. При замыкании одной из фаз на землю в сети устанавливается режим, при котором одна из фаз приобретает потенциала земли, а две другие - линейные потенциалы Uл.

Увеличение напряжения двух "неповрежденных" фаз в v3 недопустимо, поскольку фазовая изоляция рассчитана на линейное напряжение Uл; однофаз потребители нагрузки подпадают под значительное напряжение, увеличивается опасность поражения электрическим током вследствие увеличения напряжения от фазного Uф к линейной Uл.

В период аварийного режима работы более безопасной являетсячотирипроводова сеть с глухозаземленной нейтралью, поскольку человек попадает в этом случае под фазовую напряжение.

Сети с глухозаземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить надежную изоляцию проводов по причине высокой влажности, агрессивности среды и т.д., или когда нельзя быстро найти и устранить повреждения изоляции, когда емкостные токи - большие (кабельные линии). Это городские и сельские сети, сети крупных предприятий и тому подобное.

Двухфазный прикосновение человека к сети, независимо от режима нейтрали, всегда опасен, потому что человек оказывается под линейным напряжением Uл.

В сетях напряжением выше 1000 В с технологическими требованиями и требованиями техники безопасности предпочтение следует предоставить сетям с глухозаземленной нейтралью (обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка реле защиты).

В сетях напряжением выше 1000 В через большую емкость между проводами и землей защитная роль изоляции проводов полностью теряется и для человека одинаково опасным прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и глухоизольованою нейтралью, то есть прикосновение к таким сетям равнозначно соприкосновения к обкладок трансформатора.

Основные технические меры защиты в электроустановках. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты

Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока:

случайное прикосновение, приближения на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

появление напряжения прикосновения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах и т.п.) в результате повреждения изоляции или по другим причинам;

появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;

возникновения напряжения шага на земле из-за замыкания провода на землю.

Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются:

обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;

электрическое разделение сети;

устранения опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, достигается защитным заземлением, занулением, защитным отключением;

применение малых напряжений;

защита от случайного прикосновения к токоведущим частям применением кожухов, ограждений, двойной изоляции;

защита от опасности при переходе с высшей на низшую напряжение;

контроль и профилактика повреждений изоляции;

компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;

применения специальных электрозащитных средств - переносных приборов и предохранительных устройств;

организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Применение малых напряжений. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимого напряжения прикосновения, снижается опасность поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при малых напряжениях 6-12 В при питании потребителей от аккумуляторов, гальванических элементов, выпрямительных установок, преобразователей частоты, понижающих трансформаторов на напряжение 12, 24, 36, 42 В. Использование малых напряжений ограничивается трудностями создания протяженной сети, поэтому они применяются в ручных электрифицированных инструментах, переносных лампах, лампах местного освещения, сигнализации.

Электрический распределение сети. Разветвленная сеть большой длины имеет значительную емкость и малый активное сопротивление изоляции относительно земли. Ток замыкания на землю в такой сети может быть значительным. Если единую сильно разветвленную сеть с большой емкостью и малым сопротивлением изоляции разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут иметь незначительную емкость и высокое сопротивление изоляции, опасность поражения резко снизится. Конечно электрический распределение сетей осуществляется путем подключения электроприемников через разделительный трансформатор отдельных электроприемников, питающихся от основной разветвленной сети.

Защита от опасностейодного раза в два года, а в опасных помещениях - каждые полгода проверяют соответствие сопротивления изоляции норме. При обнаружении дефектов изоляции, а также после монтажа сети, ее ремонта на отдельных участках, отключение сети между каждым проводом и землей и между проводами разных фаз проводят измерения. При этом в силовых цепях отключают электрические приемники, аппараты, приборы; в осветительных - отвинчивают лампы, а штепсельные розетки, выключатели и групповые щитки оставляют присоединенными. Перед началом измерений необходимо убедиться в том, что на исследуемом участке сети (между двумя предохранителями или за последним предохранителем) или на оборудовании никто не работает и оно отключено. Кабели, шины, электрические машины, воздушные линии, конденсаторы "разряжают на землю", то есть касаются заземленным проводом отключенных токоведущих частей каждой фазы, снимая остаточный емкостный заряд. Значение измеренного сопротивления изоляции должно быть не ниже нормы, указанную в ПУЭ (не менее 0,5 МОм / фазу участка сети напряжением до 1000 В).

Для измерения используют прибор - мегаомметр на напряжения 500, 1000, 2500 В с пределами измерений 0-100, 0-1000, 0-10000 МОм. Чтобы иметь представление еще и о сопротивлении изоляции всей сети, измерение нужно проводить под рабочим напряжением с подключенными потребителями. Такой контроль возможен только в сетях с изолированной нейтралью (в сети с заземленной нейтралью постоянный ток прибора контроля изоляции замыкается через заземление нейтрали, и мегаомметр показывать ноль).

Применяется также постоянный (непрерывный) контроль изоляции - измерение сопротивления изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения. Отсчет сопротивления изоляции осуществляется по шкале прибора. При снижении сопротивления изоляции до предельно допустимого или ниже, прибор подает звуковой или световой сигнал или оба сигнала вместе. Из отечественных приборов контроля изоляции наибольшее распространение получили ПКИ, РУВ, УАКИ, М-143,МКН-380, Ф-419. Самым простым средством контроля изоляции является вольтметр. В установках напряжением до 1000 В вольтметры подключают непосредственно к фазам, а в установках напряжением выше 1000 В - через измерительный трансформатор.

На предприятиях широко применяется испытание изоляции повышенным напряжением. Этот метод является наиболее эффективным для выявления местных дефектов изоляции и определения ее прочности, то есть способности длительно выдерживать рабочее напряжение. Электрические машины и аппараты испытывают током промышленной частоты, как правило, в течение 1 мин. Дальнейшее действие тока может повлиять на качество изоляции. Значение испытательного напряжения нормируется в зависимости от номинального напряжения электроустановки и вида изоляции.

Защита от случайного прикосновения к токоведущим частям. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к открытым токоведущим частям, следует обеспечить недоступность с помощью защитных средств, ограждений, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте в недоступном месте. Ограждения бывают как сплошные, так и сетчатые (сетка 25x25 мм). Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек используют для электроустановок напряжением до 1000 В. Сетчатые ограждения применяют в установках напряжением до 1000 В и выше.

С помощью блокировок защищают электроустановки напряжением более 250 В, в которых часто выполняют работы на огражденных токоведущих частях. Блокировка обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при проникновении в них без снятия напряжения. По принципу действия блокировки делятся на механические, электрические и электромагнитные. Электрические блокировки разрывают круг контактами, установленными на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов. Механические блокировки применяют в электрических аппаратах (рубильниках, пускатели, автоматы). В аппаратуре автоматики, вычислительных машинах и радиоустановках вы-пользуют блочные схемы: когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсЕльне разъем размыкается. Таким образом, блок отключается автоматически при открывании его токоведущих частей. Использование блокировок также целесообразным для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях в распределительных устройствах и на подстанциях.

Для защиты от прикосновения к частям, находящимся под напряжением, применяется двойная изоляция электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной. Рабочая изоляция изоляция токопроводящих частей электроустановки. Дополнительная изоляция выполняется изготовлением корпуса из изолирующего материала (электробытовые приборы).

Компенсация емкостей составляющей тока замыкания на землю. Ток замыкания на землю, как и ток через человека в сети с изолированной нейтралью, зависит не только от сопротивления изоляции, но и от емкости сети относительно земли. Контроль и профилактика повреждений изоляции позволяют поддерживать ее сопротивление на высоком уровне. Емкость фаз относительно земли не зависит от каких-либо дефектов; она определяется общей длиной сети, высотой подвеса проводов воздушной сети, толщиной фазной изоляции питающего кабеля, то есть геометрическими параметрами. Поэтому емкость сети не может быть снижена. В процессе эксплуатации емкость сети изменяется только за счет отключения и включения отдельных линий, определяется потребностями электроснабжения.

Поскольку невозможно уменьшить емкость сети, снижение тока замыкания на землю достигается путем компенсации его емкостной составляющей индуктивности. При этом компенсационная катушка включается между нейтралью и землей, как показано на рис. 4.16. При замыкании на землю в трипроводовий сети с изолированной нейтралью ток проходит через переходное сопротивление r "(проводимость g ') и далее через сопротивление изоляции двух других фаз rb и rc (проводимости gb и gc) и параллельно через емкости Сb и Сс (проводимости bb и bс). Этот ток имеет две составляющие - активную Иr и емкостную Ic (рис. 4.16 б). На векторной диаграмме показано сумму токов до (рис. 4.16 б) и после (рис. 4.16 в) компенсации.

К активной и емкостной составляющих тока замыкания на землю добавляются активный и индуктивный токи компенсационной катушки (наличие активной составляющей объясняется активными потерями в катушке). Емкостная и индуктивная составляющие находятся в противофазе и при настройке в резонанс взаимно уничтожают друг друга. Активные составляющие складываются, то есть ток замыкания на землю Iзк = Иr + Ика и становится значительно меньше, чем в компенсации (здесь Ика - активный ток компенсационной катушки). В случае неполной компенсации емкости может быть некоторая емкостная составляющая тока замыкания на землю (при недокомпенсации) индуктивная - при перекомпенсация. Однако в обоих случаях ток замыкания на землю снижается.

Компенсационные катушки иногда называют дугогасительными, поскольку, уменьшая ток замыкания на землю, они способствуют тушению дуги между струмопровиднймы и заземленными частями и тем самым ликвидации повреждения, то есть способствуют замыканию на землю. Эта защита применяется как дополнение к защитного отключения или заземления.

Защитное заземление, зануление и защитное отключение. Однофаз замыкания тока, которые могут возникнуть в электрических машинах, аппаратах, приборах, на ЛБП, опасны тем, что на корпусах и опорах появляются напряжения, достаточные для поражения человека и возникновения пожара. Ток замыкания создает опасные напряжения не только на самом оборудовании, но и вблизи него, распространяясь через основания и фундаменты.

Защита от поражения электрическим током и возгорания можно осуществить защитным отключением (отключают поврежденные участки сети быстродействующим защитой) или защитным заземлением (снижают напряжения прикосновения и шага), или занулением (отключают оборудование и снижают напряжения прикосновения и шага на период, пока не сработает аппарат, отключающий). Рассмотрим эти важнейшие за ходы защиты в электроустановках (рис. 4.17).

Защитное заземление. Главное назначение защитного заземления - снизить потенциал на корпусе Электрооборудованния до безопасного значения.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, аппаратов и другие металлические нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании их токоведущих частей на корпус. Если корпус при этом не имеет контакта с землей, прикосновение к нему есть так же опасно, как и прикосновение к фазе. Если же корпус заземлен, он окажется под напряжением Uз = ИзRз, а человек, касается до этого корпуса, попадает под напряжение прикосновения Uдот = Uзб1б2. Ток через человека при этом определится из выражения:

С выражения 4.50 видно: что ниже rз и б1, тем меньше ток проходит сквозь человека, стоящего на земле и касается корпуса оборудования. Таким образом, безопасность обеспечивается путем заземления корпуса заземлителем, который имеет малое сопротивление заземления Rз и малый коэффициент напряжения прикосновения б1 (рис. 4.17). Из схемы замещения круга однофазного тока замыкания видно, что опоры тела человека и заземления являются параллельными.

Поэтому большая часть тока замыкания на землю пройдет через заземлитель (rз = 4 Ом), и только незначительная часть - через тело человека (сопротивление тела человека даже в худших условиях составляет Rh = 1000 Ом).

В этом заключается сущность применения защитного заземления.

Защитное заземление может быть эффективным в том случае, когда ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления. Это возможно в сетях с изолированной нейтралью, где при замыкании на землю или на заземленный корпус ток не зависит от проводимости (или сопротивления) заземления, а также в сетях напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последнем случае замыкания на землю является коротким замыканием, при этом срабатывает максимальная токовая защита. В сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В заземление неэффективно, так как даже при глухом замыкании на землю ток зависит от сопротивления заземления, и суменьшением

Загрузка...

Страницы: 1 2 3