Способы защиты от поражения электрическим током

Способы защиты от поражения электрическим током

 

 Способы защиты от  поражений электрическим током  подразделяют на две группы: защиту  от прикосновения к токоведу-щим  частям и защиту от опасности  перехода напряжения на нетоковедущие  части.

 Действующие Правила  техники безопасности для защиты  от прикосновения к токоведущим  частям требуют снабжать прочными  «закрытиями или ограждениями»  все голые токове-дущие части,  напряжение которых превышает  65 В в помещениях без повышенной  опасности, 36 В в помещениях с  повышенной опасностью и 12 В  в помещениях особо опасных.  Весьма важно обеспечить защиту  людей от опасности, которая  угрожает им в случае прикосновения  к нетоковедущим металлическим  частям, оказавшимся под напряжением  вследствие нарушения изоляции.

 

Пробой изоляции на корпус двигателя, пускателя, на металлическую  конструкцию распределительного устройства и т. п. влечет за собой переход  напряжения на корпус двигателя, пускателя, на металлические конструкции, установки  и т. д.

 

В этом случае оказываются  под напряжением такие части  механизмов, машин и аппаратуры, с которыми соприкасается обслуживающий  персонал при работе. В результате этого человек оказывается под  воздействием напряжения и при отсутствии соответствующих защитных устройств  происходит несчастный случай.

 Защита от поражения  электрическим током при пробое  изоляции на корпус может выполняться:  защитными заземлениями; защитными  отключениями; выравниванием потенциала; покрытием нетоковедущих частей  изоляцией или изготовлением  их из изолирующего материала;  применением изолирующих подставок;  применением пониженного напряжения.

 Вгорной промышленности, в шахтах и на открытых разработках применяют главным образом защитное заземление и: защитные отключения.

 Выравнивание потенциала  производят главным образом при  ремонте воздушных линий напряжением  свыше 1000 В без снятия напряжения. Пониженное напряжение (12 и 36 В)  применяют при электроосвещении  забоев и очистных выработок  в подземных разработках горнорудных  шахт.

 

Защитное заземление

 

 В соответствии с  требованиями правил безопасности  в шахте и на открытых разработках  должны заземляться корпуса и  наружные металлические части  всех машин и механизмов (конвейерные  приводы, лебедки, электробуры,  экскаваторы, буровые станки и  т. п.), корпуса трансформаторов  и измерительных приборов, каркасы  распределительных устройств, арматура  кабелей, трубопроводы и т.  п.

 Назначение защитного  заземления — снизить до безопасной  величины напряжение относительно  земли на металлических частях  электрооборудования, оказавшегося  под напряжением вследствие нарушения  изоляции. Этим устраняется опасность  поражения электрическим током  при прикосновении к оборудованию.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схемы защитных заземлений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зануление и заземление электрооборудования

а - схема зануления в  сети с глухо заземленной нейтралью;

б - схема заземления в  сети с изолированной нейтралью;

1 - зануляющий провод;

2 - пусковой аппарат;

3 - электродвигатель;

4 - пробивной предохранитель;

5 - заземляющий провод;

6 - заземляющее устройство .

 Принцип действия защитного  заземления в системе с изолированной  нейтралью:

 

Корпус приемника тока присоединен к заземлению с сопротивлением R3. Человек с сопротивлением R4 касается корпуса приемника при пробе  изоляции. Человек в этом случае включается параллельно сопротивлению Rs и сопротивлению изоляции первого  провода rl и последовательно с  сопротивлением изоляции второго провода  г2. Сопротивления г! и R4, включенные параллельно сопротивлению Ra, значительно  больше сопротивления заземления Rs, поэтому ими для упрощения  можно пренебречь. В этом случае получается упрощенная эквивалентная  схема.

 

 При пробое изоляции  на корпус в системе с глухозаземленной нейтралью получается однополюсное короткое замыкание. Под действием короткого замыкания срабатывает максимальная токовая защита и двигатель отключается от сети. Максимальная токовая защита в этом случае должна быть на всех трех фазах.

 При таком выполнении  защитного заземления необходимо  уделять особое внимание надежной  работе максимальной токовой  защите при однофазных замыканиях. Только правильна выполненная  и правильно настроенная максимальная  токовая защита обеспечивает  безопасность от поражения электрическим:  током.

 Устройство защитного  заземления в карьере. Защитное  заземление работающих в карьере  стационарных ю передвижных электрических  установок, машин и механизмов  напряжением до 1000 В и свыше  1000 В выполняется общин. Общая часть заземления стационарных и передвижных установок, машин и механизмов должна осуществляться путем непрерывного электрического соединения между собой заземляющих; проводов и заземляющих жил гибких кабелей, с помощью которых заземляющие части присоединяются к заземлителям.

Заземляющая сеть должна иметь  автоматический контроль ее непрерывности.

 Общее заземляющее  устройство карьера состоит из  центрального и местных заземляющих  устройств. Центральные заземляющие  устройства располагаются у ГПП  карьера или отдельно на борту  его. Местные заземляющие устройства  выполняют в виде заземлителей, сооружаемых у передвижных при-ключательных  пунктов, передвижных комплектных  трансформаторных подстанций напряжением  6—10/0,4 кВ и других установок.6000В.В районах со скалистым грунтом и вечной мерзлотой с удельным сопротивлением грунта более 500 Ом-м допускается увеличение нормируемого сопротивления защитного заземления, но не более десятикратного (т. е. не более 40 Ом).

 В качестве магистральных  заземляющих проводов, прокладываемых  на опорах воздушных линий  электропередачи в карьере, рекомендуется  применять для стационарных установок  стальные однопроволочные и сталеалюминиевые  провода,

Рис. 1. Принципиальная схема заземляющей сети в шахте:

 

1 - комплектные распредустройства  (КРУ); 2 - электродвигатели насосов; 3 - главный заземлитель в водосборнике; 4 - дополнительный заземлитель реле  утечки; 5 - местные заземлители; 6 - реле  утечки; 7 - автоматический выключатель; 8 - трансформатор; 9 - кабельная муфта; 10 - главный заземлитель в зумпфе; 11 - комбайн; 12 - магнитный пускатель

 

При применении кабелей с  заземляющими жилами непрерывная цепь создается путем соединения заземляющих  жил. Если эти кабели имеют металлические  оболочки и броню, то и в этом случае наличие перемычек обязательно.

Для обеспечения надежности электрических контактов в цепях  заземления и механической прочности  заземляющей проводки необходимо выполнять  следующие требования:

 

а) присоединение заземляющих  проводников к заземлителям должно осуществляться, как правило, сваркой, выполняемой на поверхности;

 

б) присоединение заземляющих  проводников к корпусам машин  и аппаратов и к различным  конструкциям, которые в процессе эксплуатации подвергаются перемещению, замене и т.п., должно выполняться  с помощью специальных заземляющих  зажимов (болтов, шпилек),

предусмотренных для этой цели на корпусах электрооборудования  и конструкциях;

 

в) присоединение заземляющих  проводников к заземляющей шине следует производить сваркой (если позволяют условия) с помощью  болта диаметром не менее 10 мм (рис. 2 и 3) или другими равноценными способами. Пример соединения двух отрезков заземляющих  тросов показан на рис. 4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Присоединение  заземляющего проводника из полосовой  стали к магистрали:

 

1 - болт; 2 - проводник; 3 - магистраль; 4 - гайка; 5 - шайба

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Присоединение заземляющего проводника из троса к магистрали:

 

1 - болт; 2 - трос; 3 - магистраль; 4 - гайка; 5 - шайба; 6 - наконечник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Схема соединения двух отрезков заземляющих тросов

ЗАЩИТНЫЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ОТКЛЮЧЕНИЯ

 

Надежно и правильно выполненное  защитное заземление является в условиях открытых горных работ мерой, гарантирующей  безопасность при прикосновении  к металлическим частям электромеханического оборудования, оказавшимся под напряжением  вследствие нарушения изоляции между  токоведущими частями и корпусом машины, механизма, аппарата и т.

 

Значительно повышается безопасность обслуживания электроустановок, если, кроме защитного заземления, будет  иметься защитное отключение.

 

В этом отношении большое  значение имеет, как уже указывалось  выше, правильное устройство и правильная эксплуатация защитных заземлений, а  также применение защитных отключений.

 

Защита от поражения электрическим  током при пробое изоляции на корпус может выполняться: защитными заземлениями; защитными отключениями; выравниванием  потенциала; покрытием нетоковедущих  частей изоляцией или изготовлением  их из изолирующего материала; применением  изолирующих подставок; применением  пониженного напряжения.

 

В горной промышленности, в  шахтах и на открытых разработках  применяют главным образом защитное заземление и: защитные отключения.

 

Защитное заземление

 

Назначение защитного  заземления — снизить до безопасной величины напряжение относительно земли  на металлических частях электрооборудования, оказавшегося под напряжением вследствие нарушения изоляции.

 

Схемы защитных заземлений: а — в системе с изолированной  нейтралью; б — в системе с  глухозаземленной нейтралью; / — пробивной  предохранитель; 2 — трансформатор; 3 — плавкие предохранители; 4 —  двигатель.

 

Принцип действия защитного  заземления в системе с изолированной  нейтралью: -а-схема заземления и  распределения тока: б - эквивалентная  схема цепи тока; а _ упрощенная эквивалентная  схема цепи тока

 

Защитное заземление устраивается и действует по-разному в сетях  с изолированной и заземленной  наглухо нейтралью трансформаторов.

 

1 приведены схемы защитных  заземлений в системах с изолированной  и глухозаземленной неи-•тралью  трансформатора.

 

Принцип действия защитного  заземления в сети с изолированной  нейтралью можно уяснить из рассмотрения схемы рис.

 

Корпус приемника тока присоединен к заземлению с сопротивлением R3.

 

При таком выполнении защитного  заземления необходимо уделять особое внимание надежной работе максимальной токовой защите при однофазных замыканиях.

 

 

 

Устройство защитных заземлений

 

Устройство защитного  заземления в карьере.

 

Защитное заземление работающих в карьере стационарных ю передвижных  электрических установок, машин  и механизмов напряжением до 1000 В  и свыше 1000 В выполняется общим.

 

Примерная схема устройства защитного заземления на карьере:

 

Примерная схема устройства защитного заземления на карьере приведена на

В районах со скалистым  грунтом и вечной мерзлотой с  удельным сопротивлением грунта более 500 Ом-м допускается увеличение нормируемого сопротивления защитного заземления, но не более десятикратного (т.

 

Схема защитного заземления в шахте при электроснабжении участков от ЦПП для передвижных  установок — алюминиевые и  сталеалюминиевые провода.

 

Устройство защитных заземлений в подземных выработках.

 

При электроснабжении участков очистных работ от центральной подземной  станции устраивают общую для  всей шахты сеть заземления, к которой  подключают главный и местные  заземлители и все подлежащие заземлению установки и аппараты.

 

Схема защитного заземления приведена на рис.

 

Отводом 9 (стальные проводники сечением не менее 50 мм2) все аппараты и установки, подлежащие заземлению, соединяются с заземляющими шинами.

 

Все оборудование на участковой подземной подстанции заземляется  посредством присоединения всех аппаратов и машин, подлежащих заземлению, к оболочкам бронированных кабелей  и через них к главному заземлителю 2.

 

Расчет защитного заземления карьерных электроустановок

 

Целью расчета защитного  заземления является определение числа  электродов заземлителя и сечения  проводов сети заземления.

 

Сопротивление защитного  заземления карьерных электроустановок напряжением до 1000 В должно быть не более 40 м.

 

Нии защитного заземления одновременно для установок напряжением  до 1000 В общее сопротивление (Ом) защитного заземления определяют по уравнению

 

Для дальнейшего расчета  принимается наименьшее значение сопротивления  заземления.

 

Где R3 — общее сопротивление  защитного заземления, Ом; Кз.

 

Эксплуатация защитного  заземления начинается с приемки  его после монтажа.

 

При приемке заземляющего устройства должны быть предъявлены  следующие материалы: утвержденный проект; исполнительные чертежи и  схемы заземляющего устройства; акт  на подземные работы по укладке заземлителей; протоколы испытаний заземлений.

 

Постоянное заземляющее  устройство, находящееся в эксплуатации, должно иметь паспорт, содержащий: основные технические данные заземлений; основные расчетные величины (сопротивление  заземления, расчетные токи и пр.

 

); результаты осмотров  и испытаний с указанием методов  измерения и атмосферных условий  при производстве испытаний и  в период, предшествовавший испытанию;  результаты осмотра и испытаний  заземлений в процессе эксплуатации; изменение требований к заземлениям  и изменение расчетных величин;  изменения, внесенные в устройство  заземлений; объем произведенных  ремонтов и пр.

 

Согласно требованиям  Единых правил безопасности персонал, обслуживающий электрические установки, особенно переносные, обязан ежемесячно производить наружный осмотр состояния  защитных заземлений.

 

В случае обнаружения неисправности  заземления электрооборудование должно быть отключено от сети.

 

Не реже одного раза в  месяц должны производиться: наружный осмотр всех заземлений, измерение  сопротивления заземления каждой заземленной  установки и определение напряжения прикосновения и напряжения шага.

 

Наибольшее применение получили измерители сопротивления заземления МС-07, МС-08, М-1103 и более совершенный  М-416.

 

К ним относятся: временные  переносные ограждения, изолирующие  накладки, временные переносные заземления и предупредительные плакаты.

 

Временные переносные защитные заземления служат для за-коЬачивания  и заземления отключенных от сети токоведущих частей при выполнении ремонтных работ.

 

Временное защитное заземление накладывают сразу же после проверки отсутствия напряжения на токоведущих  частях.

 

При этом сначала присоединяют к «земле» заземляющий провоз, переносного заземления, проверяют  отсутствие напряжения на заземляемых  токоведущих частях, после этого  зажимы закорачивающих проводников  с помощью штанги накладывают  на гоковедущие части и закрепляют этой же штангой.

 

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования

1. Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования или устройствам, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.
2. Заземлению подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие протяженные металлокоммуникации, расположенные в выработках, в которых имеются электроустановки.

 

С защитной заземляющей системой допускается не соединять нетоковедущие  части оборудования, у которого применены  защитное разделение, защитная изоляция или безопасное сверхнизкое напряжение.

3. Запрещается в шахтах применять сети с глухозаземленной нейтралью, за исключением трансформаторов, предназначенных для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки. Подсоединение других потребителей и устройств к таким трансформаторам и питаемым от них сетям запрещается.
4. Соединение с землей посредством компенсационных защитных или измерительных устройств или соединение с землей прибором для измерения сопротивления электрической изоляции заземлением сети не считается.
5. В искробезопасных цепях заземление должно выполняться согласно требованиям ГОСТ 22782.5.
6. Термины и пояснения к ним приведены в приложении 1.

 

1.2. Требования к защитной  заземляющей системе

1.2.1. В подземных выработках  шахт должна устраиваться общая  сеть заземления, к которой должны  присоединяться все объекты, подлежащие  заземлению.

Сопротивление заземляющего устройства, используемого для электроустановок различных напряжений, должно удовлетворять  требованиям к заземлению электроустановок, для которых необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.

1.2.2. Для искробезопасной аппаратуры телефонной связи и ее кабельных муфт на участке сети с кабелями без брони допускается местное заземление без присоединения к общей сети заземления. Сопротивление этого самостоятельного заземления должно быть принято таким, чтобы произведение активного сопротивления заземления и протекающего в нем тока замыкания не превышало допустимой величины безопасного напряжения прикосновения.

1.2.3. Главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из голого стального проводника сечением не менее 100 мм . Проводники необходимо размещать так, чтобы предупредить их механическое повреждение или коррозию (особенно в местах их присоединения) и чтобы можно было осуществлять их контроль.

4. Главная цепь заземления должна иметь не менее двух главных искусственных заземлителей, расположенных в различных местах.
5. При расчетах сопротивление заземления должно приниматься таким, чтобы напряжение прикосновения на корпусах электроустановок при замыкании на землю не превышало допустимого значения по ГОСТ 12.1.038. но не более 2 Ом.

 

3. Требования к элементам системы заземления

 

1. Материалы, размеры и конструкции элементов заземляющих устройств электрооборудования до и выше 1.2 кВ должны быть устойчивы к механическим. химическим и термическим воздействиям при двухфазных замыканиях на землю с учетом времени срабатывания защиты и обеспечивать сохранение нормируемых параметров в течение всего срока службы устройств. Применение алюминия для выполнения заземляющих проводников запрещается.
2. Для главных заземлителей должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,75 м², толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2.5 м.
3. Для местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 м², толщиной не менее 3 мм, длиной не менее 2,5 м.
4. При устройстве местных заземлителей в шпуре должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м. Стенки труб должны иметь на разной высоте не менее 20 отверстий диаметром 5 мм. Свободное пространство шпура должно засыпаться гигроскопичным материалом и периодически увлажняться по мере подсыхания.
5. Для устройства местных заземлителей электрооборудования номинальным напряжением выше 127 В переменного и ПО В постоянного тока допускается использовать не менее трех рам металлокрепи, соединенных между собой металлическим проводником (тросом, полосой и т. п.) из стали или меди сечением не менее соответственно 50 и 25 мм² и имеющих связь с другими рамами крепи посредством распорных элементов.
6. Для устройства местных заземлителей электроустановок номинальным напряжением до 127 В переменного и до ПО В постоянного тока протяженных металлокоммуникаций, а также металлических элементов объектов, на которых может накапливаться статическое электричество, допускается использовать одну раму металлокрепи.
7. Для дополнительного заземления устройств защитного отключения допускается использовать в качестве заземлителя одну раму металлокрепи, не используемую в качестве защитного заземления, или отдельный искусственный заземлитель.
8. В качестве естественных местных заземлителей допускается также использовать металлические желоба самотечного гидротранспорта угля.
9. Каждый подлежащий заземлению объект должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 мм² соответственно. Для устройств связи допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 мм² соответственно.
10. Сборные заземляющие проводники для группы

заземляемых объектов изготовляют  из стали сечением не менее 50

22 мм или из меди сечением не менее 25 мм .

11. Сечение сборных заземляющих проводников стационарного оборудования околоствольных электромашинных камер и центральной подземной подстанции с напряжением свыше 1,2 кВ должно соответствовать сечению главной цепи заземления по п. 1.2.3. Для заземления передвижного электрооборудования напряжением до и выше 1,2 кВ должны использоваться заземляющие жилы питающих кабелей.
12. В контрольных кабелях при использовании кабеля с пластмассовой оболочкой и стальной броней последнюю разрешается использовать в качестве заземляющего проводника. Для повышения проводимости заземляющей цепи необходимо

использовать одну или  несколько жил кабеля общим сечением не менее 1 мм².

1.3.13. Все электрические машины и аппараты, муфты и другая кабельная арматура с присоединенными бронированными кабелями должны быть снабжены перемычками, посредством которых осуществляется непрерывная цепь металлических оболочек и стальной брони отдельных отрезков бронированных кабелей.

1.4. Требования к заземлению электрооборудования,расположенному

в выработках шахт, опасных  по газу или пыли

1. Для передвижных машин и забойных конвейеров должен предусматриваться непрерывный автоматический контроль заземления путем использования заземляющей жилы.
2. Не допускается использовать корпусы электрооборудования в качестве заземляющих проводников.

 

 

 

 

 

 

2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

1. Защитная заземляющая система должна контролироваться в сроки:

не реже одного раза в 3 месяца - вся заземляющая сеть шахты путем  наружного осмотра и измерения  сопротивления;

не реже одного раза в 6 месяцев - главные заземлители путем осмотра  и ремонта.

2. Сопротивление общей сети заземления измеряют у каждого заземлителя.

2.3. Сопротивление защитного заземления измеряют приборами, допущенными для применения в шахтах. Методы измерения приведены в приложении 2.

2.4. При обнаружении повреждения защитного заземления или несоответствия его настоящему стандарту эксплуатация защищаемого им электрооборудования запрещается.