Защита от электротока

- вспомогательные элементы – сигнальные лампы, измерительные приборы (вольтметр, амперметр и др.);

б) Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой (в нормальном режиме), и при коротких замыканиях (аварийный режим). Он должен надежно отключать электроцепь автоматически при поступлении сигнала от электрической части прибора защитного отключения.

Рисунок 4 – структурная схема УЗО:

Д – датчик, УС - усилитель сигнала, КПАС – канал передачи аварийного сигнала, АВ – автоматический выключатель питающей сети, АЭ – аварийная электроустановка.

Типы УЗО

Каждое устройство защитного отключения в аварийных ситуациях воспринимает изменение сигнала одного какого-либо электрического параметра, на который реагирует электрическая часть прибора защитного отключения, УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на появление:

1 – напряжения корпуса электроустановки относительно земли;

2 – тока, стекающего в землю с  корпуса электроустановки;

3[1] - напряжения нулевой последовательности;

41 - тока нулевой последовательности;

5 – напряжения фазы относительно земли.

По закону Кирхгофа геометрическая (векторная) сумма токов и напряжений в трехфазной сети равна нулю и нет никакого импульса на отключение электроустановки при ее нормальном режиме работы.

Если же в сети по каким-либо причинам электрическое равновесие нарушается, например, в результате замыкания одной из фаз на землю, или прикосновения человека к фазе, а также при утечке тока на землю через поврежденную изоляцию, то геометрическая сумма токов и напряжений будет уже не равна нулю (равновесие электросистемы нарушается), и тогда в сети по проводам течет разный по величине ток и напряжение. Это и есть, так называемый ток нулевой последовательности и напряжение нулевой последовательности. Результирующая этих токов (напряжений) и воспринимается датчиком отключающего устройства.

Если величина результирующего тока (напряжения) превысит допустимые Iдоп (Uдоп), датчик среагирует на это и подаст сигнал на автоматическое отключение аварийного участка сети или аврийной электроустановки, и они отключаются. Опасность поражения электротоком устраняется.

Рассмотрим схемы накоторых типов УЗО.

УЗО, реагирующее на появление напряжения корпуса электроустановки

относительно земли (рисунок 5)

Рисунок 5 – Схема УЗО, реагирующая на появление напряжения на корпус относительно земли:

1 - электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – заземлитель корпуса,

4 – вспомогательный заземлитель; РН – реле напряжения, ОК – отключающая катушка автоматического выключателя, Rз и Rв – сопротивление защитного и вспомогательного заземления, Iз и Iр – ток замыкания и ток, проходящий через реле напряжения РН.

Датчиком в этой схеме служит реле напряжения РН, включенное между защищаемым корпусом 1 и вспомогательным заземлителем 4. При замыкании одной из фаз на корпус в начале проявляется защитное свойство заземления (З), снижающее электрический потенциал корпуса до некоторого уровня к. Если к превысит допустимую по электробезопасности величину доп , при котором напряжение прикосновения к корпусу Uпр будет выше допустимого Uдоп , сработает устройство защитного отключения и поврежденная электроустановка автоматически отключается от сети.

Входная величина электрического параметра, при которой датчик УЗО реагирует на отключение аварийной электроустановки, называется уставкой.

Входная величина тока и напряжения датчика УЗО, при которой наступает отключение не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в таблице 1.

Таблица1 – Предельно допустимые значения

Примечание: в числителе  даны напряжения U,В; в знаменателе - токи I, мА.

УЗО, реагирующие на появление тока нулевой последовательности (ток

разбаланса электросистемы в аварийных ситуациях)

В устройствах защитного отключения этого типа импульсом, вызывающим отключение электроустановки, является возникновение тока нулевой последовательности в разбалансированной сети при аварийных ситуациях (рисунок 6).

Рисунок 6 – Схема УЗО, реагирующая на появление тока нулевой последовательности:

1 – электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – трансформатор тока нулевой последовательности, 4 – реле тока, 5 – заземление корпуса.

В устройстве защитного отключения датчиком, воспринимающим и преобразующим импульс на отключение электроустановки 1, служит трансформатор тока нулевой последовательности 3 (ТТНП), который своим токопроводом охватывает все провода данного участка питающего электрокабеля (рисунок 7).

Рисунок 7 – Схема трансформатора тока нулевой последовательности:

1 – магнитопровод (сердечник) разъемный; 2 – электрокабель; 3 – провода (фазы) кабеля – первичные обмотки трансформатора; 4 – вторичные обмотки.

Фазы кабеля в этом случае играют роль его первичных одновитковых обмоток.

В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе ТТНП токами первичных обмоток складываются, а суммарный магнитный поток обусловливает возникновение тока во вторичной обмотке ТТНП. Ток вторичной обмотки проходит через токовое реле РТ и является тем импульсом, при котором срабатывает УЗО, отключая аварийную электроустановку

2.Организационные мероприятия по электробезопасности и средства индивидуальной защиты

К работе в электроустановках должны допускаться лица, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с занимаемой должностью применительно к выполняемой работе с присвоением соответствующей квалификационной группы по технике безопасности и не имеющие медицинских противопоказаний

Потенциальные опасности поражения током при работе оборудования

При эксплуатации этого оборудования и другого электрооборудования возможно поражение работающего персонала воздействием электрического тока.

Потенциальные опасности поражения током могут возникнуть при монтаже или эксплуатации электрооборудования.

Признаками повышенной опасности поражения электрическим током в помещениях являются:

Сырость (относительная влажность выше 70% или токопроводящая пыль);

Токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.);

Высокая температура (выше +30 °С);

Возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий и металлическим корпусам электрооборудования.

В помещениях существует опасность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий и металлическим корпусам электрооборудования. Для предотвращения этой опасности необходимо электрооборудование устанавливать не ближе 1 метра от металлоконструкций.

Технические средства электробезопасности

Для защиты от поражения электрическим током обслуживающего персонала на электроустановке применяются как индивидуальные, так и общие меры защиты. Наиболее простыми и достаточно эффективными средствами защиты являются заземление или зануление .

В зданиях система питания электроустановок осуществляется через трехфазное напряжение с глухо-заземленной нейтралью, также существует контур заземления.

В качестве меры защиты персонала от поражения электрическим током от корпусов электрооборудования используется заземление.

Меры и средства индивидуальной защиты от поражения током

К мерам и средствам индивидуальной защиты относятся инструменты контроля, наладки и ремонта. Можно выделить следующие группы средств:

Изоляционный инструмент широкой номенклатуры (отвертки, плоскогубцы, кусачки и др.);

Приборы для электрических измерений (ампервольтметры, мегом метры).

3 Средства защиты от поражения электрическим током

При эксплуатации ЭУ важную роль в обеспечении безопасности электротехнического персонала играют электротехнические средства защиты и предохранительные приспособления. 

Согласно ГОСТ 12. 009-76 электрозащитными средствами называются переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей, работающих с ЭУ, от поражения электротоком, от воздействия электрической дуги и ЭМП. 

Согласно правил применения и испытания средств защиты, используемых в ЭУ  все электрозащитные средства подразделяются на следующие группы:

а) штанги изолирующие ( 75, 76) (оперативные, измерительные, для наложения заземления), клещи изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные, указатели напряжения, указатели напряжения для фазировки б) изолирующие средства для ремонтных работ под напряжением выше 1000 В и слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками в) диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие накладки, изолирующие подставки. г) индивидуальные экранизирующие комплекты, 

приспособления для ремонтных работ ( лестницы, площадки и др. )
б)при напряжении до 1000 В кроме указанных (в па) диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками. 
Дополнительными электрозащитными изолирующими средствами называются такие, которые 1) являются дополнительной мерой к основным средствам 2) служат мерой защиты от напряжения прикосновения и шагового напряжения 3) они испытывают повышенным напряжением, не зависящим от напряжением, при котором они будут применяться. 

К дополнительным электрозащитным средствам относятся:
а) при напряжении выше 1000 В; диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические коврики, изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах, диэлектрические колпаки, переносные заземления, оградительные устройства. 
б) при напряжении до 1000 В; диэлектрические галоши, диэлектрические резиновые коврики и изолирующие подставки.

3. Поражение человека электрическим током и оказание  первой помощи

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое и биологическое воздействия. Тепловое действие проявляется в виде ожогов участков кожи тела, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон. Химическое действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма. Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма. В результате такого возбуждения они могут погибнуть.

Различают два основных вида поражения человека электрическим током: электрический удар и электрические травмы. Электрическим ударом называется такое действие тока на организм человека, в результате которого мышцы тела начинают судорожно сокращаться. При этом в зависимости от величины тока и времени его действия человек может находиться в сознании или без сознания, но при нормальной работе сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы, что ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов (сердца, мозга и пр.).

Электрической травмой называют такое действие тока на организм, при котором повреждаются ткани организма: кожа, мышцы, кости, связки. Особую опасность представляют электрические травмы в виде ожогов. Такой ожог появляется в месте контакта тела человека с токоведущей частью электроустановки или электрической дугой. Бывают также такие травмы, как металлизация кожи, различные механические повреждения, возникающие в результате резких непроизвольных движений человека. В результате тяжелых форм электрического удара человек может оказаться в состоянии клинической смерти: у него прекращается дыхание и кровообращение. При отсутствии медицинской помощи клиническая смерть (мнимая) может перейти в смерть биологическую. В ряде случаев, однако, при правильной медицинской помощи (искусственном дыхании и массаже сердца) можно добиться оживления мнимоумершего.