Заходи захисту від ураження електричним струмом

Виконання, розміщення, вибір, спосіб установки і клас ізоляції застосовуваних машин, апаратів та іншого електроустаткування проводять відповідно до вимог державних стандартів і правил експлуатації електроустановок відповідно до НПАОП 40.1-1.21-98 “Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів”. Розглянемо загальні заходи захисту від дії електричного струму.

Застосування ізоляції. Ізоляція струмопровідних частин електроустановок, а в особливих випадках подвійна чи посилена, перешкоджає появі струму на металевих неструмопровідних частинах електроустаткування, протіканню на землю, а також забезпечує захист людини від впливу електричного струму під час випадкового дотику її до струмоведучих частин. Розрізняють наступні види ізоляції.

Робоча ізоляція – електрична ізоляція струмопровідних частин електроустановки, що забезпечує її нормальну роботу і захист від ураження електричним струмом.

Допоміжна ізоляція – ізоляція, передбачена як допоміжна до робочої ізоляції для захисту від ураження електричним струмом у випадку ушкодження робочої ізоляції.

Подвійна ізоляція – ізоляція, що складається з робочої і допоміжної ізоляції.

Посилена ізоляція – поліпшена робоча ізоляція, що забезпечує такий же ступінь захисту від ураження електричним струмом, як і подвійна ізоляція.

Від стану ізоляції, який згодом погіршується, залежить безпека експлуатації електроустановок і систем електропостачання. Стан ізоляції зменшується, знижується еластичність, тому з’являються тріщини, розриви та інш.

Причини погіршення ізоляції електроустановок і мереж:

• – вплив низьких і, навпаки, високих температур повітря й устаткування;
• – нагрів ізоляції від струмів, що протікають головним чином під час перевантаження і короткого замикання;
• – механічні впливи ударного, вібраційного і розривного характеру;
• – вплив хімічно активних речовин, підвищеної і зниженої вологості повітря.

Підтримання ізоляції електроустановок в належному стані, її опір вимірюють або періодично, або безперервно. Приймально-здавальні випробування ізоляції проводяться при уведенні в експлуатацію нових і відремонтованих електроустановок.

Контроль ізоляції періодичний проводять, зазвичай, на вимкненій електроустановці за допомогою мегометра, який дозволяє визначати опір ізоляції електроустановок під номінальною чи близькою до неї напругою, на відміну від виміру опору ізоляції за допомогою омметра, де напруга, під якою проводиться вимір опору ізоляції, складає одиниці вольт. У мегометра джерелом струму є індуктор, що обертається рукою.

Більш надійна подвійна ізоляція застосовується в електроустановках і електроприймачах, де тільки одна робоча ізоляція не може забезпечити безпеку людей від впливу електричного струму. Наприклад, у ручних електричних машинах ізоляція інтенсивно зношується через великі перевантаження, перегрів, удари, вібрації і забруднення. Тому в машинах I класу всі деталі, що знаходяться під напругою, мають робочу ізоляцію, а окремі деталі подвійну і посилену ізоляцію. У той же час ці машини повинні заземлюватися, а штепсельна вилка повинна мати контакт, що заземлює. У машинах II класу всі деталі, що знаходяться під напругою, мають подвійну чи посилену ізоляцію. У них немає пристрою для заземлення, тому що подвійна ізоляція забезпечує безпеку їх експлуатації. Машини II класу використовуються в побуті. Машини I класу в продаж не допускаються як такі, що потребують заземлення, без якого їхнє застосування небезпечне.

Розміщення струмопровідних частин на недоступній для дотику висоті. Електропроводку усередині приміщень з незахищеними ізольованими проводами прокладають на ізоляторах і роликах на висоті не менше 2 м від підлоги при напрузі вище 42 В. у приміщеннях без підвищеної небезпеки На висоті не менше 2,5 м від рівня підлоги в приміщеннях з підвищеною небезпекою й особливо небезпечних при напрузі вище 42 В.

Відстань до вимикачів, розеток, щитків, світильників на стінах захищають від механічних впливів до висоти не менше 1,5 м від підлоги.

Внутрішні електропроводки усередині приміщень прокладають у трубах, коробах і гнучких металевих рукавах.

Захисні огородження і закриття струмопровідних частин

Захисні огородження і закриття струмопровідних частин у виробничих приміщеннях і електроприміщеннях виготовляють сітчастими чи дірчастими. У житлових і громадських будівлях, захисні огородження конструктивно виконують так, що зняти їх або відкрити можна лише за допомогою ключів чи інструментів.

Блокування. Електричні й механічні блокувальні пристрої застосовують в електроустановках, де небезпека дотику до струмоведучих частин велика. Також можливе проникнення сторонніх осіб на електроустановку, що знаходиться під високою напругою.

При електричному блокуванні ланцюг живлення високої напруги розривається, і електроустановка вимикається, коли відчиняються, наприклад, двері, або знімається захисний кожух чи відкривається панель випробувального стенда, на якому встановлюють нормально замкнуті електричні контакти при зачинених дверях і встановлених кожухах. Якщо електроустановка включається в мережу за допомогою магнітного пускача чи контактора, то доцільно ланцюг живлення обмотки керування магнітного пускача чи контактора підводити через блокувальні контакти.

Механічне блокування не дозволяє відкрити двері електроустановки, не вимкнувши рубильник чи пускач. При вимиканні рубильника механічне блокування замикального пристрою знімається.

Захисне вимкнення – швидкодіючий захист, що забезпечує автоматичне вимкнення електроустановки при виникненні в ній струму. Така небезпека виникає при:

• – повному чи неповному замиканні фази на корпус електроустановки;
• – випадковому дотику людини безпосередньо до струмопровідної частини;
• – зниженні опору ізоляції мережі;
• – несправності захисного заземлення чи занулення.

Пристрій захисного вимкнення (ПЗВ) складається з чутливого елемента – датчика, що сприймає сигнал, і виконавчого пристрою, що забезпечує, власне, вимкнення електроустановки від мережі при сигналі заданого рівня.

Такі пристрої захисного вимкнення повинні мати: високу чутливість, малий час спрацьовування, селективність вимкнення, здатність до самоконтролю справності, достатню надійність.

Вимкнення захисне електроустановок застосовують головним чином у мережах напругою до 1000 В, коли захисне заземлення чи занулення їх зробити важко чи неможливо, а також коли в процесі експлуатації існує висока ймовірність випадкового дотику до струмопровідних частин.

Захисне вимкнення ефективне в пересувних електроустановках, а також при експлуатації ручного електроінструмента. Стаціонарні електроустановки із захисним вимкненням використовують у районах з великим питомим опором землі.

Розпізнають кілька типів схем захисного вимкнення. Датчики, що сприймають сигнал, можуть бути чутливі до:

• – напруги на корпусі щодо землі;
• – струму замикання на землю;
• – напруги нульової послідовності;
• – струму нульової послідовності;
• – напруги фази щодо землі;
• – постійного чи змінного оперативного струму.

Чутлива до напруги на корпусі щодо землі схема, показана на рис.12.4 у вимкненому стані. При пробої фази 1 на корпус електроустановки реле РН, включене між корпусом і допоміжним заземлювачем, спрацьовує і розмикає нормально замкнені контакти реле РН, включені в ланцюг живлення відмикальної котушки (ОК) магнітного пускача. Котушка знеструмлюється і магнітний пускач відмикає електроустановку.

Застосування малих напруг. Напруга не більше 42 В – мала напруга, застосовується для зменшення небезпеки ураження електричним струмом. Вона є ефективним заходом щодо зниження небезпеки обслуговування електроустаткування, де технічне обслуговування проводять за умов підвищеної й особливої небезпеки. При технічному обслуговуванні електроустаткування вночі широко застосовують лампи, що живляться малою напругою 24 і 36 В. У приміщеннях без підвищеної небезпеки (лабораторії хімічні) допустимо використовувати переносні лампи, що живляться напругою до 220 В включно без застосування будь-яких захисних засобів.

Для живлення таких електроінструментів, як дрилі, гайковерти, переносні лампи та інш., застосовується мала напруга, тому що в процесі виробництва людина має щільний і тривалий контакт з ними, і, отже, різко підвищується небезпека ураження її струмом при пробої чи ушкодженні ізоляції.

Як джерела малих напруг на підприємствах використовують кислотні й лужні акумулятори, знижувальні трансформатори.

Застосування розподільних трансформаторів.

Знижувальні трансформатори 220/12/36 В є простим і надійним джерелом малих напруг для живлення переносного електроінструменту, ламп переносного освітлення, паяльників та інш.

Недоліком знижувальних трансформаторів є можливість переходу високої напруги первинної обмотки у вторинну під час пробою ізоляції між обмотками. Для зниження небезпеки ураження людини електричним струмом вторинні обмотки понижувальних трансформаторів для живлення електроінструмента і ручних переносних ламп заземлюються (рис.12.5, а). При замикання між обмотками у такому випадку, людина може включитися в ланцюг з напругою, рівною сумі напруг первинної і вторинної обмоток трансформатора.

Більш велика ступінь безпеки досягається, якщо заземлити середню точку вторинної обмотки малої напруги (рис.12.5, б).

Для запобігання переходу напруги з високовольтної обмотки трансформатора в обмотку малої напруги між обмотками розміщують екран, який заземлюють (рис.12.5, в).

Методи й основні засоби захисту від ураження електрострумом

Електричний струм при дії на організм людини може викликати як місцеві, так і загальні ураження (електротравми). Місцеві електротравми – це опіки, перегрівання внутрішніх органів, розриви тканин м’язів, порушення біоелектричних процесів в організмі, електроліз органічних рідин тощо. Загальне ураження струмом відбувається при проходженні електричного струму через нервові центри дихання та серце.

Небезпека ураження тим більша, чим більший струм проходить через людину але, крім цього, впливають тривалість і шлях проходження струму через організм людини (поняття про шагову напругу), вид струму (постійний чи змінний), його частота та робочі умови.

Найбільша небезпека виникає при безпосередньому проходженні струму через життєво важливі органи: серце, легені, мозок. Найчастіше струм проходить такими шляхами: права рука-нога (через серце проходить – 6,7% струму, ліва рука – нога (3,7%), рука – рука (3,3%). Навіть короткочасна дія струму спричиняє судоми м’язів. Параліч дихання настає при порівняно тривалій дії струму (15-30 с) і не встигає розвинутись при менш тривалій дії.

Термічна дія електричного струму проявляється у вигляді опіків тіла, при цьому можуть виникати суттєві функціональні розлади в організмі людини.

Електролітична дія електричного струму проявляється у розшаруванні органічної речовини (особливо плазми крові) та у зміні П фізико-хімічного складу.

Механічна дія електричного струму призводить до розшарування тканин, їх розривів унаслідок електродинамічного ефекту й миттєвого утворення пари від перегрітої струмом тканинної рідини та крові.

Біологічна дія електричного струму полягає в подразненні та збудженні живих тканин організму й супроводжується порушенням внутрішніх біоелектричних процесів.

Як відомо, сила струму залежить від напруги й опору ділянки електричного кола, частиною якого стає потерпілий. Опір тіла людини вважається рівним 1 кОм. При дії великих напруг опір тіла з часом знижується, що призводить до збільшення сили струму і більш тяжких наслідків ураження електричним струмом.

Небезпека ураження електричним струмом виникає при безпосередньому контакті із струмоведучими частинами обладнання або ж при зіткненні з металевими елементами, які випадково опинились під напругою внаслідок пошкодження ізоляції чи з інших причин.

На ймовірність ураження електричним струмом і наслідки такого ураження суттєво впливають умови експлуатації електричного обладнання. Вони можуть бути трьох типів: без підвищеної небезпеки, з підвищеною небезпекою та особливо небезпечні.

Умови з підвищеною небезпекою ураження людини електричним струмом: висока вологість (відносна вологість перевищує 75%). струмопровідний пил. наявність струмопровідних підлог (металеві, залізобетонні тощо), підвищена температура (понад 35°С). а також можливість одночасного дотику людини до металевих частин електрообладнання і до частин обладнання і будівель, що сполучені із землею.

Особливо небезпечні умови – це підвищена вологість, хімічно активне середовище (ризик руйнування ізоляції), наявність одночасно двох або більше умов підвищеної небезпеки.

До технічних засобів електробезпеки включають електроізоляцію струмопровідних частин, захисне заземлення, занулення, захисне вимикання, зниження робочої напруги, вирівнювання потенціалів, загогюджувальні пристрої, запобіжну сигналізацію, блокування, знаки безпеки. Інші засоби захисту та запобіжні пристрої.

Дії при загорянні електропроводки, короткому замиканні, механічному пошкодженні електроприладів. Як уникнути ураження електричним струмом? Виявивши, що загорівся електропобутовий прилад, необхідно насамперед знеструмити його (вийняти вилку з розетки, а якщо доступ до неї неможливий – викрутити пробку в електролічильнику та відключити загальний рубильник).

Викликати пожежно-рятувальну службу за номером 01. Якщо горіння після знеструмлення не припинилось, загасити вогонь підручними засобами. При виникненні будь-якої пожежі необхідно терміново викликати пожежну охорону. Це слід зробити навіть у тому випадку, коли пожежа вже погашена власними силами. Вогонь може залишитись непогашеним у недоступних місцях або тимчасово “зачаїтись” і через деякий час знову розгорітися вже сильніше.

Для профілактики уражень електричним струмом слід виконувати такі дії:

• – ніколи не використовуйте електричні прилади поблизу води:
• – зношені електричні шнури слід відремонтувати або викинути:
• – якщо у домівці є маленькі діти – надійно закривайте від них електророзетки.

Захисні засоби в електроустановках. Для захисту людини від впливу електричного струму розроблений комплекс технічних і організаційних зоходів Держстандартом 12.1.019-79 (СТ СЕВ). В електроустановках передбачені пристрої, які здійснюють такі функції: виключають зіткнення людини з елементами, які перебувають під напругою: захищають людину при її дотику до елементів, які перебувають під напругою, в нормальних умовах експлуатації установки: перешкоджають потраплянню напруги на не струмопровідні елементи установок: захищають людину при її дотику до елементів обладнання, які опинилися під напругою в результаті порушення нормального режиму роботи (замикання на корпус, землю).

Зіткнення людини з елементами електроустановок, які перебувають під напругою, виключається через застосування огороджень, блокувань, сигналізації, розміщення струмопровідних елементів на недоступній висоті, а також використання індивідуальних засобів захисту. Огородження передбачаються в тих випадках, коли їх використання не перешкоджає нормальному ходу технологічного процесу і застосовуються як суцільні, так і сітчасті з розміром осередків (у рос. – ячеек) не більше 25 X 22 мм. Суцільні огородження у вигляді кожухів і кришок влаштовуються в електроустановках напругою до 1000 В. Сітчасті огородження мають двері, що закриваються на замок. Висота таких огороджень у закритих розподілених пристроях (ЗРГГ) напругою понад 1000 В 1 складає не менше 1,9 м, а у відкритих – не менше 2 м.

Блокування (механічні, електромагнітні, електричні) встановлюються в електроустановках, в яких роботи виконуються на огороджуючих струмопровідних частинах, а також в електричних аларатах-рубильниках, автоматичних вимикачах та інших пристроях, які працюють з підвищеними потребами безпеки.

Електрична ізоляція є найбільш універсальним захисним засобом, який застосовують у всіх електроустановках. Рівень її встановлюється виходячи з технологічних 1 енергетичних параметрів установки. Стан Ізоляції значною мірою визначає ступінь безпеки експлуатації електроустановок.

Для виявлення дефектів і пошкодження ізоляції вживають такі заходи: приймально-здавальні випробування знову вводимого в експлуатацію або реконструйованого електрообладнання; випробування його при поточному та капітальному ремонтах; профілактичні випробування в терміни, встановлені правилами або при виявленні дефектів; постійний контроль, який здійснюється шляхом вимірювання опору ізоляції під робочою напругою протягом усього часу роботи установки.

В умовах підвищеної небезпеки ураження від первинної розподільчої мережі та мережі заземлення для живлення окремих споживачів або групи застосовуються розподільчі трансформатори, їх використання дозволяє зменшити провідність ізоляції захищеної ділянки по відношенню до землі. До розподільчих трансформаторів пред’являються підвищені вимоги, з точки зору рівня ізоляції та конструкційної надійності, визначені умовами електробезпеки. Як правило, вони не змінюють значення напруги, тобто виготовляються з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці. З метою зменшення небезпеки ураження електричним струмом у виробничих умовах застосовуються малі напруги – 12, 24, 36, 42 В. Такі напруги нормують для робіт підвищеної небезпеки (Держстандарт 12.1.013-78) для живлення таких електро-приймачів: ручних електрифікованих Інструментів; переносних ручних ламп: світильників місцевого стаціонарного освітлення з лампами накалювання. Напруга не більше 12 В включно має застосовуватися в особливо небезпечних місцях роботи. Джерелами малої напруги є батареї гальванічних елементів, акумулятори та трансформатори.

Заземлення неструмопровідних елементів електрообладнання, які опинилися під напругою в результаті порушення нормального режиму роботи, широко застосовуються в мережах напругою біля 1000 В. Заземлення 1 занулення виконуються відповідно до ПУЕ і Держстандарту 12.1.030-81.

Для широко застосованих вертикальних заземлювачів використовуються стальні труби діаметром 3,0 см і кутова сталь розміром від 40 X 40 до 60 X 60 мм та довжиною 2,5-3,0 м. Для зв’язку вертикальних елементів і якості самостійний горизонтальний електрод застосовується смугова сталь площею перетину не менше 4X12 мм або сталь круглого перетину діаметром не менше 6 мм.

За Держстандартом 12.1.030-81, захисне заземлення (занулення) електроустановок виробляється: при номінальній напрузі 380 В і вище змінного струму і 440 В і вище постійного струму в усіх випадках; при номінальній напрузі 42-380 В змінного струму та 110-440 В постійного струму при роботах в умовах підвищеної небезпеки й особливо небезпечних (Держстандарт 12.1.013-78). Заземленню в цьому випадку підлягають усі мережі будь-якого роду струму й напруги.

Відповідно до Держстандарту 12.1.013-78, при виробництві будівельно-монтажних робіт в електроустановках напругою до 1000 В з наглухо заземлюваною нейтраллю або виводом джерела однофазного струму застосовуються одночасно захисні заземлення й занулення корпусів приймачів електричної енергії. Для електроустановок напругою в мережі до 1000 В с заземленою нейтраллю захисному заземленню або зануленню підлягають металеві частини електроустановок, доступні для доторкання людини й не мають інших видів захисту, які забезпечують електробезпеку (Держстандарт 12.1.030-81).

Опір заземлюючого пристрою, до якого приєднані нейтралі генераторів (трансформаторів) або виводи однофазного джерела живлення електроенергією, з урахуванням опору істотних і повторних заземлювачів нульового проводу, має бути не більше 2,4 і 8 Ом, відповідно, при міжфазних напругах 660, 380, 220 В трьох-фазного або 380,220,127 В однофазного джерела живлення. Якщо питомий опір землі перевищує 100 Ом, то припустиме збільшення вказаних норм у 100 разів.

Занулення ліній електропередачі здійснюється нульовим робочим проведенням, прокладеним на тих самих опорах, що й фазні проведення.

В електроустановках напругою до 1000 В. що живляться від мережі з ізольованими нейтраллю або виводами однофазного джерела живлення, опір заземлюючого пристрою в стаціонарних мережах має бути не більше 10 Ом. Якщо питомий опір землі перевищує 500 Ом. то допускається вводити підвищені коефіцієнти, які залежать від питомого опору землі.

Режим нейтралі, захист пересувних електроустановок і ручних електричних машин І класу в мережах напругою до 1000 В повинні відповідати вимогам Держстандарту 12.1.030-81.

Залізобетонні фундаменти промислових будинків можуть використовуватися як заземлювачі при дотриманні вимог Держстандарту і 2.1.030-81.

Як заземлюючі та нульові захисні пристрої звичайно застосовуються спеціально призначені для цієї мети провідники, а також металеві будівельні, виробничі й електромонтажні конструкції. Нульові робочі провідники як нульові захисні пристрої мають використовуватися в першу чергу. Для переносних однофазних приймачів електричної енергії постійного струму як заземлюючі та нульові захисні пристрої варто застосовувати провідники, призначені тільки для цієї мети.

При зануленні фазні й нульові захисні провідники підбираються таким чином, щоб при замиканні на корпус або нульовий провідник виникав струм короткого замикання, що забезпечує відключення автомата або руйнування плавкої вставки найближчого запобіжника. Цей струм має бути досить великої сили (в 1.5-3 рази більше номінального струму), що можливо за умови, якщо нульове проведення має провідність не менш половини провідності фазного. Використання в цих цілях нульового періоду, що йде в електроприймач. тобто який служить провідником робочого струму, заборонено, тому що при випадковому його обриві корпус виявиться під фазною напругою.

У мережі, де застосовується занулення. заборонено заземлювати корпус приймача, не приєднавши його до нульового проведення. Це пояснюється тим, що при замиканні фази на заземлений, але не приєднаний до нульового проведення корпус утвориться ланцюг струму через заземлення корпуса й нейтралі мережі. У результаті всі корпуси – як ушкоджений, так і справний – виявляться під деякою напругою. Небезпека буде тим більша, чим довший час Існуватиме зазначена напруга (до відключення ушкодженої установки від мережі вручну, оскільки захист цієї установки через малу силу струму, що стікає в землю, як правило, не здатний відключити її автоматично). Одночасні занулення й заземлення того самого корпуса (заземлення зануленого корпусу) дозволяють поліпшити умови безпеки, тому що створюють додаткове заземлення нульового проведення.

Захисне відключення – це система захисту, що забезпечує автоматичне відключення всіх фаз аварійної ділянки мережі та спрацьовує при однофазних замиканнях і доторканнях до елементів, що перебувають під напругою. Захисне включення складається з приладу, що реагує на небезпечні для людини параметри електроустановки, й апарата, що відключає небезпечну ділянку за сигналом, який надійшов із приладу.

В якості апарату, що вимикається, у схемах захисного відключення використовуються автоматичні вимикачі, магнітні пускачі й контактори. Застосування захисного відключення рекомендується для пересувних електроустановок і ручного електроінструмента.

Електрозахисні засоби для мереж до 1000 В за характером їх застосування підрозділяють на дві категорії: основні та додаткові.

До основних електрозахисних засобів, застосовуваних для роботи з електроустановками напругою до 1000 В, відносять: ізолюючі й електровимірювальні кліщі: покажчики напруги: діелектричні рукавички; слюсарно-монтажний інструмент із ізолюючими рукоятками. Додатковими засобами, використовуваними для роботи з електроустановками, є: діелектричні калоші й килими; переносні заземлення: ізолюючі підставки й накладки: огороджу вальні пристрої; знаки безпеки. Вибір необхідних засобів захисту для оперативних перемикань і для інших роботів виробляється на підставі нормативно-технічних документів з огляду на місцеві умови.

Приймально-здавальні й експлуатаційні випробування показників напруги до 1000 В включають випробування ізоляції підвищеної напруги, визначення напруги запалювання й вимір струму, що протікає через покажчик при найбільшій робочій напрузі, на яку він розрахований. Показники напруги випробовуються один раз на рік.

Діелектричні рукавички й калоші при приймально-здавальних і експлуатаційних випробуваннях випробовують підвищеною напругою з виміром струму, що проходить через відбір. Діелектричні рукавички випробовують один раз на 6 міс, калоші – один раз на 12 міс.

Підставки й килими в процесі експлуатації електричним випробуванням не піддаються, їх відбраковують при оглядах, які проводять не рідше одного разу на 6 міс. При виявленні дефектів (проколів, надривів) їх заміняють новими. Підставки оглядають один раз на 3 роки. Ізолюючі накладки випробовують один раз на 2 роки, слюсарно-монтажний інструмент – один раз на рік.

Питання для обговорення

• 1. Дія електричного струму на організм людини та фактори, які впливають на початок ураження.
• 2. Від чого залежить ступінь поразки людини електричним струмом?
• 3. Назвіть причини поразки людей електрострумом у туристському комплексі.
• 4. Охарактеризуйте класи приміщень по небезпеці поразки електричним струмом і захист людей від нього.
• 5. Схеми включення людини в ланцюг електричного струму.
• 6. У чому полягає небезпека поразки струмом у трьохфазних чотирьохпровідних мережах із заземленою нейтраллю?
• 7. Які особливості електричних мереж з Ізольованою від землі нейтраллю?
• 8. Що таке захисне заземлення і як воно діє?
• 9. Які частини електроустаткування підлягають заземленню?
• 10. Що таке занулення? Принцип його дії.
• 11. Назвіть основні вимоги безпеки при експлуатації пилососів, пральних машин, холодильників, теле- і радіоприладів, прасок і водонагрівачів.