Какие бывают технические способы электрозащиты

Технические средства электрозащиты

Конструктивное исполнение электрооборудования выбирается в зависимости от условий его эксплуатации. Применяют защищенное, каплезащищенное, брызгонепроницаемое, взрывозащищенное и другие виды оборудования. Проводка должна иметь соответствующее сечение проводников и удовлетворяющее нормам сопротивление изоляции. Особые требования по электробезопасности предъявляются к установкам, работающим на открытых площадках и в помещениях, где велика опасность поражения током. Такие помещения делят на следующие группы. К помещениям с повышенной опасностью относят помещения, в которых имеет место одно из следующих условий: относительная влажность Y ≥ 75% токопроводящий пол, токопроводящая пыль, температура воздуха t ≥ 35°С, возможность прикосновения к корпусу электроустановок и металлоконструкциям. Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий: Y ≈ 100%, химически активная среда, выполняются два или больше условий повышенной опасности.

Важнейшим защитным средством от поражения электрическим током является электрическая изоляция. Ее допустимое сопротивление должно составлять 0,3. 1,0 МОм для различного оборудования. Двойная изоляция осуществляется посредством покрытия металлических корпусов, частей и рукояток электрооборудования и инструмента слоем электроизоляционного материала или изготовлением этих элементов из пластмассы.

К средствам защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям относятся: ограждения, блокировки, расположение токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

В случае нарушения изоляции и пробоя фазы на корпус электроустановки возникает опасность поражения током, если человек прикасается к корпусу, который обычно не находится под напряжением. Для уменьшения опасности поражения током корпус электроустановки заземляется (рис. 6.9), то есть соединяется е землей через небольшое по величине сопротивление R₃ = 4. 10 Ом/

Рис. 5.9. Схема защитного заземления

В этом устройстве используется принцип отвода опасной энергии электрического тока от человека в цепь заземления, При этом снижается напряжение прикосновения, то есть сравниваются потенциалы основания и оборудования, уменьшается до безопасных значений ток? проходящий через человека. Защитное заземление применяют в сетях с изолированной нейтральной точкой напряжением до 1000 В. Для того, чтобы получить небольшое по величине сопротивление R₃ заземляющее устройство выполняют в виде совокупности стержней или труб, забиваемых в землю, соединенных металлической полосой.

При пробое фазы на корпус электроустановки, питающейся от сети с заземленном нейтральной точкой, заземление корпуса не защищает человека. Поэтому в этом случае применяют зануление (рис. 6.10). Корпуса электроустановок соединяют с нулевым защитным проводником (О-О), а. в питающую сеть электроустановки включается автоматические выключатели (АВ) или плавкие предохранители (Пр).

В этом средстве используются принципы отвода энергии и слабого звена. Ток короткого замыкания J_кз отводится через нулевой защитный проводник, имеющий малое сопротивление, обратно в сеть, срабатывают автоматические выключатели или сгорают плавкие вставки предохранителей, и установка отключается. Недостатком зануления является достаточно большое время срабатывания защиты.

Рис. 6.10. Схема зануления

Например, для плавких предохранителей оно составляет 3. 6 с. Этот недостаток устраняется при использовании устройств защитного отключения, которые имеют время срабатывания = 0,05. 0,2 с. Эти устройства применяют как дополнительное средство защиты к заземлению и занулению и как самостоятельное средство. Схемы защитного отключения реагируют на замыкание фазы на корпус, землю на прикосновение человека к фазе.

Рис. 6.11. Схема защитного отключения

На рис. 6.11 показана схема отключения, реагирующая на изменение напряжения корпуса относительно земли. При пробое фазы на корпус срабатывает реле напряжения (РИ), настроенное на определенную величину напряжения, и установка отключается контактором (К). Для защиты человека от поражения электрическим током применяют также индивидуальные электрозащитные средства: диэлектрические перчатки и обувь, резиновые коврики, инструмент с изолированными рукоятками.

Дата добавления: 2015-07-24 ; просмотров: 1749 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Способы и средства электрозащиты

В соответствии с ГОСТами [2,9] в электроустановках должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие защиту как от непосредственного прикосновения к токоведущим частям (прямого контакта), так и от косвенного прикосновения, т.е. соприкосновения с открытыми проводящими частями, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения.

Способы и средства можно подразделить на три вида:

а) Организационные, снижающие вероятность прикос­новения человека к токоведущим частям электроустановки: инструктаж, применение индивидуальных среде защиты, правильная организация рабочего места и режима труда, применение предупреждающих плакатов, сигнализация о включении напряжения и т.д.;

б) Организационно-технические, препятствующие появ­лению напряжения на нетоковедущих частях электро­установки: ограждение и изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная) с уст­ройством непрерывного контроля, применение блокиро­вок, переносных заземлителей, изолированных рабочих мест, обеспечение безопасных режимов работы сети;

в) Технические, обеспечивающие защиту человека, при попадании под напряжение:

-компенсация емкостных токов утечки;

-защитное отключение с самоконтролем;

-применение малого напряжения (42В);

-электрическое разделение сетей;

-защита от перехода высокого напряжения на сторону низкого напряжения;

-защита от замыканий на землю.

Эти способы и средства применяют отдельно или в сочетании в зависимости от напряжения сети, рода то­ка, режима нейтрали трансформатора, возможных условий включения человека в цепь тока (двухфазное, однофаз­ное прикосновение к голым проводам или частях, ока­завшимся под напряжением, попадание под напряжение в зоне растекания тока и др.)

3. Анализ опасности электрических сетей с заземленной и изолированной нейтралью

Протекание тока через тело человека возможно при его включении в электрическую цепь, для чего необхо­димо прикосновение человека не менее чем к двум точ­кам цепи, .между которыми существует некоторая раз­ность потенциалов. Опасность поражения зависит от величины напряжения и условий включения.

Рассмотрим сети переменного тока. Для питания по­требителей используются однофазные и трехфазныесети, причем чаще всего трехфазные. Трехфазные сети могут быть выполнены по разным схемам, однако в нашей стра­не наибольшее применение имеют две: трехпроводная с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью. При этом в четырехпроводных сетях заземление нейтрали источника тока (трансформатора, генератора) выполняют, соединяя с заземлителем либо непосредственно, либо через малое сопротивление (напр, через трансформатор тока).

Нейтралью источниканазывают среднюю точку обмот­ки, напряжение которой относительно всех внешних вы­водов обмотки одинаково по абсолютной величине. За­земленная нейтральная точка называется нулевой точкой,а проводник, присоединенный к нулевой точке, называют нулевым проводником.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различными, однако наиболее характерны две схемы:между двумя фазами электрической сети и между одной фазой и землей. Во втором случае подразумевается электрическая связь между сетью и землей, которая мо­жет быть обусловлена несовершенством изоляции прово­дов относительно земли, наличием емкости между прово­дами и землей, заземлением нейтрали источника. Ниже рассмотрены эти схемы включения.

Двухфазное включение(одновременное прикосновение к двум фазам) в трехфазной сети. В этом случае чело­век попадает под междуфазное напряжение, которое и определяет величину тока через человека. В наиболее распространенных электрических сетях 220/380 В, это напряжение равно 380 В.

Рис.З. Путь тока при двухфазном прикосновении

Значение тока через тело человека при этом равно: I_h=U_л/R_h ; U_л = *U,тогда I_h=380/1000=380мА.Такой ток при времени протекания более 0,08с смертельно опасен. (см.стр.7)

Однофазное прикосновениев сети с заземленной нейтралью. Схема такого включения показана на рис.4.

Если не учитывать сопротивление пола (напр., пол металлический, Rà0) и сопротивление обуви (надо рассматривать наиболее тяжелый случай), то ток, про­текающий через человека в этом случае, является смер­тельно опасным при длительности около 0,2с (см.стр.7).

Рис.4. Однофазное прикосновение

Третий вариант включения — однофазное прикоснове­ниев сети с изолированной нейтралью.

Ток поражения в этом случае зависит от активного и емкостного сопротивления изоляции проводов, а также сопротивления тела человека.

Из-за несовершенства изоляции всегда имеют место утечки тока через ее активную и емкостную проводимос­ти (рис.5а). Эти параметры линии являются распреде­ленными по длине и растут с ее увеличением.

Рис.5.Схемы изоляции: а-рабочая; б-эквивалентная

Эквивалентная схема замещения состоит из двух вет­вей: активное сопротивление R_из и емкостное

Фактически распределенные по длине линии сопро­тивления изоляции условно на схемах заменяют сосредо­точенными параметрами.

Переходя от сопротивления к проводимости, получим: , где

Ток через человека, прикоснувшегося, напр., к фазе 1, стекает на землю и, далее, по распределенным проводимостям изоляции двух других фаз и по фазным проводам возвращается к трансформатору.

Рис.6 Схемы трехфазной сети с изолированной нейтралью

а) принципиальная схема; б) схема замещения Прикосновение человека к одной из фаз нарушает симметричный режим сети и вызывает так называемый перекос фаз — напряжения разных фаз относительно земли становятся неодинаковыми. На рис.7, показано как меняются вектора напряжений при прикосновении человека к 1 фазе. Значение тока I_h можно определить, напряжение этой фазы относительно земли.

Рассчитаем I_h в случае однофазного прикосновения. В симметричном режиме при Y₁=Y₂=Y₃=Y потенциал ней­трали (точка О) равен потенциалу земли (точка О ’ ), (рис.Та.) Симметрия нарушается, когда человек коснет­ся фазы (рис. 76) . В этом случае между указанными точками (двумя узлами схемы) появляется разность по­тенциалов, которую можно найти по известному методу

Рис.7. Векторная диаграмма напряжений фаз относительно земли

б — в случае прикосновения человека к фазе 1

Напряжение между двумя точками схемы О и О’ равно

С учетом того, что

Тогда ток, проходящий черед тело человека, можно найти следующим образом:

В действительной форме ток будет равен:

Рассмотрим частные случаи прикосновения к сети: а) В электропроводках небольшой протяженности емкость проводов относительно земли мала С_изà0. В этом слу­чае Z_из = R_из, тогда ток I_h равен:

Очевидно, что с увеличением R_из ток через человека при прикосновении к фазному голому проводу будет уменьшаться. Эта зависимость представлена на рис.8.

, кОм

Рис.8. Зависимость тока I_h от сопротивления R_из

б) Воздушные протяженные сети, кабельные линии даже при хорошей изоляции (R_из à ¥ ) представляют опасность для человека из-за больших значений емкостей относи­тельно земли. Напр., удельная емкость одной фазы ка­беля в зависимости от сечения составляет от 0,15 до 0, 45 мкФ/км. Пренебрегая активной проводимостью изоляции, ток I_h можно найти по формуле:

Зависимость тока поражения от емкости фаз относительно земли представлена на рис.9.

Рис.9. Зависимость тока I_h от емкости

Источник