Обеспечение электробезопасности. 
Безопасность жизнедеятельности

Для предупреждения электротравматизма предусматривают защитные мероприятия двух видов [29]:

от токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением при нормальном (не аварийном) режиме работы электрооборудования;

нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.

К мероприятиям первого вида относятся:

• — изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, двойная, усиленная) является основным методом защиты. При U_раб 10³В сопротивление изоляции R_из 0,5 МОм; если U_раб 10³В, R_из 10 МОм;
• — применение малых напряжений. Согласно ГОСТ 12.2.007−75 [30] безопасным является переменное напряжение менее 42 В и постоянное напряжение величиной менее 110 В. В особоопасных помещениях U_без 12 В для f =50 Гц;
• — укрытие токоведущих частей в сочетании с блокировкой;
• — расположение токоведущих частей (проводов) на недоступной для соприкосновения высоте;
• — использование специального инструмента;
• — организационные мероприятия (вывешивание плакатов, инструктаж, допуск и т. п.).

К мероприятиям второго вида относятся защитное заземление оборудования, зануление и защитное отключение в соответствии с ГОСТ 12.1.030−81 [31]:

• — защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением. Его назначение: превращение «замыкания на корпус» в «замыкание на землю» с тем, чтобы уменьшить U_пр или U_ш до безопасных величин (выравнивание потенциала). Заземление бывает выносное или сосредоточенное (заземлитель находится за пределами площадки, на которой расположено оборудование) и контурное (одиночные заземлители размещены по контуру площадки, на которой находится электрооборудование). При контурном заземлении достигается максимальная безопасность работающих;
• — зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установки. Принцип действия защиты занулением заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители, автоматические выключатели). Назначение заземления нейтрали — снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода при случайном замыкании фазы на землю;
• — защитное отключение — это быстродействующее (0,2с) автоматическое отключение электроустановки при пробое фазы на корпус, снижающее сопротивление изоляции фаз относительно земли, при появление в сети более высокого напряжения и возникновении опасности поражения электрическим током.

Задания и порядок их выполнения

Задание № 1. Оценить исправность двухфазного и трехфазного электродвигателя.

Порядок выполнения работы

Проверить работу вольтамперметра. Для этого включить прибор в сеть и дать ему прогреться (35 мин). Соединить клеммы друг с другом — при этом на табло должно высветиться малое сопротивление (несколько Ом). При разомкнутых клеммах прибор должен показывать максимальное сопротивление (20 кОм).

Нарисовать на бумаге верхнюю панель двухфазного (трехфазного) электродвигателя и наметить цифрами выходы обмоток. В 2-х фазном двигателе таких выходов четыре, в 3-х фазном — шесть. В обоих двигателях в середине находится вывод, соединенный с корпусом двигателя.

Попеременно переставляя клеммы вольтамперметра по выводам на панели электродвигателя записать показания прибора. Анализируя полученные результаты измерений, найти по минимальным значениям сопротивлений начало и конец первой обмотки, второй (третьей). Если сопротивление между началом и концом обмотки большое, это говорит о том, что обмотка двигателя разорвана, при малом сопротивлении обмотка исправна.

Определить наличие замыкания обмоток на корпус электродвигателя. Для этого одну клемму вольтамперметра присоединить к корпусу электродвигателя (центральный вывод на панели двигателя), а другую к началу или концу обмотки. Если при таком присоединении прибор показывает большое сопротивление, это указывает на отсутствие замыкания обмотки на корпус двигателя. В противном случае — обмотка закорочена на корпус.

Сделать заключение об исправности двигателя: двигатель исправен, если все обмотки не разорваны (малое сопротивление между началом и концом обмотки) и отсутствует замыкание обмоток на корпус (большое сопротивление в системе обмотка-корпус).

Задание № 2. Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и сопротивление изоляции 2-х фаз относительно земли в двухпроводной цепи.

Порядок выполнения работы

Установка состоит из панели, на которой находятся восемь гнезд. Каждая пара имитирует сопротивление изоляции проводника. Попеременно вставляя клеммы вольтамперметра в гнезда, записать показания прибора — сопротивление изоляции проводников.

Измерить сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли в 2-проводной сети. Для этого одну клемму вольтамперметра установить в гнездо «земля», а вторую, сначала в гнездо верхнего провода, а затем нижнего. Записать показания — сопротивление фаз относительно земли.

Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и изоляции фаз относительно земли (2 замера), путем сравнения полученных сопротивлений с нормативными по ПУЭ[23]: R_из 0,5 МОм при U 1000 В и R_из 10 МОм при U 1000 В.

Задание № 3. Оценить степень опасности однофазного включения человека в электрическую сеть с изолированной нейтралью источника питания. Установить исправность электрической сети, в которую включился человек.

Порядок выполнения работы

Подключить стенд к сети и включить тумблеры на передней панели установки. Записать показания миллиамперметра (мА), т. е. величины тока, проходящего через человека, и показания вольтметра, указывающего фазовое напряжение в сети. Оценить степень опасности такого тока для человека.

Рассчитать величину тока, проходящего через человека, при однофазном включении в исправную сеть с изолированной нейтралью источника питания [см. ур-е (6.3)] и в аналогичную сеть, работающую в аварийном режиме [см. ур-е (6.5)]. В расчетах сопротивление человека принять равным 1000 Ом, сопротивление изоляции фаз по ПУЭ [23]: R_из 0,5 МОм при U 1000 В и R_из 10 МОм при U 1000 В.

Полученные значения токов сравнить с измеренной величиной на стенде и сделать вывод об исправности изоляции фаз относительно земли.

Задание № 4. Определить на стенде сопротивление системы заземления, состоящей из соединительной полосы и одиночных заземлителей, и вид грунта, в котором эта системы расположена. Рассчитать, какое количество одиночных заземлителей, помещенных в найденный грунт (или иной — по заданию преподавателя), обеспечивают измеренное на стенде сопротивление заземляющей системы в целом.

Порядок выполнения работы Измерить вольтамперметром сопротивление системы заземления в целом (см. схему не стенде).

Измерить сопротивление грунта, в котором находится эта система. Удельное сопротивление грунта (_гр, Омм) рассчитывается по формуле:

_гр = 2^.Ra, (6.10).

где R — показания прибора;

а — расстояние между стержнями (в расчёте принять 20м).

По табл.6.3 определить природу грунта.

Таблица 6.3.

Удельное сопротивление грунта при влажности 10 — 20%.

Рассчитать сопротивление одиночного заземлителя по данным табл.6.4.

Таблица 6.4.

Данные для расчёта сопротивления некоторых одиночных заземлителей, Ом.

5. Задаваясь количеством одиночных заземлителей найти сопротивление соединительной полосы по формуле (6.11) и коэффициентов экранирования соединительной полосы и одиночных заземлителей по формулам (6.12 и 6.13):

R_п = (_гр /2l_пол)ln (2l_пол² /bh), (6.11).

где l_пол -длина полосы, соединяющей одиночные заземлители (l_пол = 1,05^.d^. (n-1);

d — расстояние между одиночными заземлителями (d = l 2м);

b — ширина полосы (b = 0,05м);

h — глубина залегания полосы (h = 0,8м);

n — число одиночных заземлителей.

_пол = 0,25 + 0,75 e ^{0.25 n}; (6.12).

= 0,35 + 0,65е ^-0,1n. (6.13).

6. Рассчитать сопротивление заземляющего устройства в целом по формуле:

r_з = 1/(n /R_з + _пол /R_п), (6.14).

и сравнить полученное значение с измеренным на стенде.

• 7. Если расчетное сопротивление получилось больше измеренного, то количество одиночных заземлителей следует увеличить и расчет повторить.
• 8. Этот расчет следует проводить до тех пор, пока расчетное сопротивление будет равно измеренному на стенде. Это и будет требуемое количество одиночных заземлителей в общей системе заземления, которое обеспечит исправность системы, размещенной в найденный грунт.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• 1. Виды воздействия электрического тока на организм человека.
• 2. Факторы, оказывающие влияние на степень поражения человека электрическим током.
• 3. Классификация помещений по степени возможного поражения электрическим током, их характеристика и назначение.
• 4. Оценка степени опасности включения человека в исправную электрическую цепь.
• 5. Оценка степени опасности включения человека в неисправную электрическую цепь.
• 6. Зона растекания тока. Шаговое напряжение и напряжение прикосновения.
• 7. Мероприятия по предупреждению поражения током от токоведущих частей электроустановок.
• 8. Мероприятия по предупреждению поражения током от частей электроустановок, оказавшихся под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.
• 9. Средства индивидуальной защиты и оказания первой помощи при электропоражениях.