Дефекты и нарушения в электроустановках и на объектах

Освобождение от действия электрического тока

При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия шока, т.к. от продолжительности этого действия зависит тяжесть электротравмы.

Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением вызывает в большинстве случаев непроизвольное судорожное сокращение мышц и общее возбуждение, которое может привести к нарушению даже полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения.

Если пострадавший держит провод руками, его пальцы так сильно сжимаются, что высвободить провод из его рук становится невозможно.

Поэтому первым действием, оказывающего помощь должно быть немедленное отключение той части электроустановки, которой касается пострадавший.

Отключение производится с помощью выключателя, рубильника, а также путем снятия или вывертывания предохранителей.

Если отключить установку достаточно быстро нельзя, необходимо принять иные меры к освобождению пострадавшего от действия тока.

Во всех случаях оказывающий помощь не должен прикасаться к пострадавшему без надлежащих мер предосторожности, т.к. это опасно для жизни

Он должен следить и за тем, чтобы самому не оказаться в контакте с токоведущей частью и под напряжением шага.

Напряжение до 1000В

Для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода напряжением до 1000В, следует воспользоваться канатом, палкой, доской или сухим предметом, не проводящим электрический ток.

Можно также оттянуть его за одежду (если она сухая и отстает от тела), например, за полу пиджака или пальто, за воротник, избегая при этом прикосновения к окружающим металлическим предметам и частям тела пострадавшего, не прикрытым одеждой. Оттаскивая пострадавшего за ноги, оказывающий помощь не должен касаться его обуви или одежды, т.к. обувь и одежда могут быть сырыми и являться проводниками электрического тока.

Для изоляции рук оказывающий помощь должен надеть диэлектрические перчатки или обмотать руку шарфом, надеть на нее суконную фуражку, накинуть на пострадавшего резиновый коврик или просто сухую материю. Можно также изолировать себя, встав на резиновый коврик, сухую доску или на не проводящую электрический ток подошву. При отделении пострадавшего от токоведущих частей рекомендуется действовать одной рукой, держа вторую в кармане или за спиной.

Если электрический ток проходит в землю через пострадавшего и он судорожно сжимает в руке один токоведущий элемент (например, провод, проще прервать ток, отделив пострадавшего от земли), подсунуть под него сухую доску, либо оттащить за одежду. Можно также перерубить провода топором с сухой деревянной рукояткой или перекусить их инструментом, с изолированными рукоятками (кусачками, пассатижами). Перекусывать провода необходимо пофазно, т.е. каждый провод в отдельности, при этом необходимо стоять на сухих досках, деревянной лестнице.

Напряжение свыше 1000В

Для отделения пострадавшего от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000В следует надеть диэлектрические перчатки и боты, действовать штангой или изолирующими концами, рассчитанными на соответствующее напряжение. При этом надо помнить об опасности напряжения шага, если токоведущая часть лежит на земле и после освобождения пострадавшего от действия тока необходимо вынести его из опасной зоны.

На линиях электропередачи для освобождения пострадавшего, если он касается проводов, следует произвести замыкание проводов накоротко, набросив на них гибкий неизолированный провод.

Провод должен иметь достаточное сечение, чтобы он не перегорел при прохождении через него тока короткого замыкания. Перед тем, как произвести наброс, один конец провода надо заземлить (присоединить его к телу металлической опоры, заземляющему спуску и др.). Набрасывать проводник надо так, чтобы он не коснулся людей, в том числе, оказывающего помощь и пострадавшего. Если пострадавший касается одного провода, то часто достаточно заземлить только этот провод.

Защитные меры в электроустановках

Электрические сети и установки должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведуших частей достигается путем их надежной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т.д.), расположения токоведущих частей на недоступной высоте.

В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов.

Для изоляции токоведущих частей (машин, аппаратов, приборов, проводов, кабелей) применяют различные изоляционные материалы и изделия, отличающиеся диэлектрическими и особыми физико- механическими свойствами (резина, пластмассы, бумага, фарфор, стекло, асбест, эбонит, стеклоткань, смолы, лаки, краски).

Надежность и безопасность работы электрооборудования в значительной мере зависит и от состояния изоляции токоведущих частей

Повреждение ее является основной причиной многих несчастных случаев, поэтому большое внимание уделяется контролю состояния изоляции

Контроль изоляции — это измерение ее активного или омического сопротивления с целью обнаружения дефектов и предупреждения замыкания на землю и коротких замыканий.

Существует два вида контроля изоляции: периодический и постоянный.

• Постоянный контроль — это наблюдение за сопротивлением изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения.
• Периодический контроль состояния изоляции электроустановок напряжением до 1000 В производится не реже одного раза в три года.

Состояние изоляции проверяется также перед вводом электроустановок в эксплуатацию и после длительного пребывания в нерабочем положении.

Измерение сопротивления изоляции производят при помощи омметра (рис. 1) или мегомметра (рис. 2).

Изоляцию электроустановок испытывают напряжением промышленной частоты, как, правило, в течение 1 мин. Дальнейшее воздействие может испортить изоляцию.

Испытание изоляции повышенным напряжением производят при капитальном и текущем ремонтах электрооборудования, а также в случаях, когда во время работы обнаружен дефект.

Одним из способов снижения опасности поражения электрическим током является применение малых напряжений 12, 36 и 42 В для ручного электрифицированного инструмента, ручных переносных ламп и ламп местного освещения.

Рис. 1. Омметр

Рис. 2. Мегомметр

Электрическое разделение сети также уменьшает опасность поражения человека электрическим током. Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную электрическую емкость. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Рели сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут обладать небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения значительно снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Область применения защитного разделения сетей — электроустановки до 1000 В.

Во многих элементах электроустановок (кабельные вводы, распределительные устройства, провода воздушных линий и т.д.) средой, изолирующей человека от токоведущих частей, является воздух. В подобных случаях безопасность обеспечивается организационными мероприятиями, жестко регламентирующими приближение человека на опасные для него расстояния к токоведущим частям, а также путем расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

К специальным защитным мерам от воздействия электрического тока относятся защитное заземление, защитное запуление, защитное отключение, блокировка, сигнализация и маркировка, использование изолирующих и ограждающих электрозащитных средств.

Приемники электрической энергии

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. К электроприемникам (ЭП) относятся электродвигатели, осветительные приборы, электросварочные машины и установки, электрические печи, зарядные станции, установки электролиза, кондиционеры воздуха, ЭВМ и др.

Электроприемники или группы электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, называются потребителями электрической энергии.

Электроприемники классифицируются по напряжению, роду тока и его частоте, единичной мощности, надежности электроснабжения, режиму работы, технологическому назначению, производственным связям, территориальному размещению.

По напряжению ЭП разделяются на две группы — до 1 кВ и выше 1 кВ; по роду тока — на потребляющие ток частоты 50 Гц, постоянный ток и переменный ток частотой ниже или выше 50 Гц.

Единичная мощность отдельных ЭП находится в пределах от нескольких ватт до нескольких десятков мегаватт. Предприятия — потребители электрической энергии принято разделять на небольшие (с установленной мощностью до 5 МВт), средние (с установленной мощностью 5—-75 МВт) и крупные (75—1000 МВт).

В соответствии с Правилами устройства электроустановок по степени бесперебойности электроснабжения различают три категории надежности ЭП.

Первая категория объединяет ЭП, перерыв в электроснабжении которых связан с опасностью для жизни людей, нанесением значительного ущерба народному хозяйству и т. д. и допускается только на время автоматического ввода резервного питания (не более0,2 с). Из приемников первой категории выделяется «особая» группа, не допускающая перерыва питания.

Ко второй категории надежности относятся ЭП, перерыв в электроснабжении которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою технологических механизмов, рабочих и т. д. и допускается на время, необходимое для включения резервного питания силами эксплуатационного персонала.

Третья категория ЭП — это приемники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

По режиму работы бывают потребители с мало изменяющейся во времени, повторно-кратковременной и кратковременной нагрузками.

По назначению выделяют пять групп ЭП: силовые общепромышленные установки (компрессоры, вентиляторы, насосы, подъемно-транс- портные установки); осветительные установки; электропривод производственных механизмов; электрические печи и электротермические установки; преобразовательные установки.

Электроприемники переменного тока бывают однофазные (несимметричные) и трехфазные (симметричные), что приходится учитывать при проектировании и выполнении схем электроснабжения.

Разнотипные ЭП по условиям построения схем электроснабжения объединяются в группы, образуя узлы комплексной нагрузки. В таких узлах (например, шины 0,4 кВ ТП) потребители включены параллельно, и поэтому их режимы работы оказываются взаимно зависимыми. Состав и характеристики узлов комплексной нагрузки в значительной степени определяют требования к качеству электрической энергии в сети и надежности электроснабжения, а также влияют на нормальный и аварийный режимы работы электросети.

Какие бывают виды повреждений в электроустановках?

Под повреждением в электроустановках понимается нарушение их нормальной работы, обусловленное каким-либо аварийным событием (обрывом, схлестыванием, перегоранием проводящих элементов и т.д.). Как правило, при этом происходит изменение установленной величины тока, напряжения или частоты от заявленной поставщиком. Все нарушения в работе электроустановок, с точки зрения физического процесса, можно разделить на такие категории:

• Короткое замыкание – представляет собой такую ситуацию, когда в силу протекания каких-либо процессов из цепи снабжения исключаются линии, устройства или электрические аппараты. Электрический ток начинает протекать без нагрузки к источнику. Из-за чего величина тока мгновенно увеличивается в десятки раз, и он способен нарушить изоляцию токоведущих частей и вызвать ряд разрушительных процессов. По цепи протекания подразделяется на однофазные, межфазные, замыкание фаз на землю и замыкания с нейтралью трансформатора.

  Рис. 2: Примеры коротких замыканий

• Отсутствие напряжения – характеризуется такими отказами в работе оборудования, при которых нарушается целостность цепи в одной или сразу во всех фазах. Может возникать из-за сбоев в работе автоматического выключателя, обусловленных безосновательным протеканием оперативного тока в цепях управления. Также при обрыве проводов без касания соседних токоведущих или заземленных частей. В случае отсутствия напряжения в одном проводнике происходит перекос фаз, из-за чего перегреваются обмотки трансформаторов, генераторов и электрических машин.
• Просадка напряжения – характеризуется падением данной величины, из-за чего нарушается нормальная работа электроустановок, могут не включаться какие-либо аппараты, значительно снижается срок их эксплуатации. Низкое напряжение может обуславливаться окислением контактов, межвитковыми замыканиями в трансформаторах, возникновением большой нагрузки и т.д.
• Повышение напряжения – такое повреждение характеризуется мгновенным нарастанием его величины до того уровня, при котором могут повредиться устройства, изоляция электрооборудования и возникает угроза персоналу. Как правило, обуславливается атмосферными разрядами, несимметричными режимами, переходом высокого напряжения на низкую обмотку или другими режимами.
• Перекрытие и пробой изоляции – характеризуется снижением диэлектрических свойств, как самого изоляционного слоя, так и поверхности изоляторов, которое может произойти из-за механических повреждений, загрязнения или естественного старения.
• Перегревы и пережоги – возникают из-за несоответствия величины протекающего тока сечению проводника или при дуговых и разрядных явлениях в электроустановках. Могут привести к повреждению изоляции, перегоранию проводов или шлейфов в местах присоединения.

  Рисунок 3: Пережог провода

Посмотрите на рисунок, некоторые повреждения в электроустановках, если их вовремя не локализировать, сопровождаются сразу несколькими процессами. Здесь приведен пример повышения напряжения из-за атмосферного разряда, от которого произошел пробой изолятора с последующим пережогом провода.

Оптимизация защиты в распределительных сетях

Последующее рассмотрение предполагает нормальные условия окружающей среды применительно к жилым, общественным и производственным зданиям. Оптимальная защита достигается применением необходимых и достаточных мер защиты с учетом особенностей электроустановки.

1. Система распределения энергии

Оптимальная система защиты достигается для сетей с номинальным напряжением 230/440 В при использовании зануления (система TN). Это объясняется следующими обстоятельствами.
Рис. 1. Меры защиты от поражения электрическим током

Рис. 3. Защита при обрыве защитного проводника

1. Потенциал доступных прикосновению проводящих частей (ОПЧ и СПЧ) при повреждении изоляции значительно ниже напряжения сети по отношению к земле вследствие относительно низкого сопротивления цепи обратного тока, роль которой выполняет РЕ- или PEN-проводник, в качестве которого используются жилы и металлические оболочки кабелей, а также СПЧ.
2. Вероятность отключения при повреждении изоляции устройствами защиты от сверхтока достаточно высока.

Рис. 4. Защита при ошибочном присоединении N- и РЕ-проводников

1. 1. Система применима к сетям с высокими номинальными токами.
   2. Система TN обеспечивает удобство питания электроустановок при одновременном обеспечении экономичности.
   3. Система TN снижает воздействие перенапряжений, вызываемых переходом напряжения с высокой стороны на низкую, а также снижает до минимума последствия коммутационных и атмосферных перенапряжений.

Если эта система защиты укомплектовывается дополнительной защитой в виде УЗО-Д, оптимальный уровень безопасности обеспечивается.
Такая система обеспечивает защиту от поражения электрическим током, перенапряжений и возгораний, вызываемых повреждением изоляции, при минимальной вероятности нежелательных отключений.
Уставки УЗО-Д по дифференциальному (разностному) току выбираются на основе предельно допустимых физиологических воздействий и с учетом ожидаемых в защищаемой цепи токов утечки в нормальных режимах.
Устройства с более высоким значением тока уставки могут быть использованы там, где фазное напряжение выше, и где влияние дополнительных сопротивлений, включенных в цепь последовательно с сопротивлением тела
Рис. 5. Защита при повреждении изоляции в оборудовании класса II
человека, как правило невелико. В большинстве случаев повреждения изоляции дифференциальный ток обеспечивает срабатывание устройств защитного отключения с током уставки не более 30 мА.
Анализ зарегистрированных случаев серьезного поражения электрическим током в сетях с фазным напряжением 220 В показал, что ток через тело человека был порядка 100 мА и более.
Необходимо учитывать, что УЗО-Д независимо от величины уставки не ограничивают значение дифференциального тока, пока их контакты замкнуты . Значение дифференциального тока ограничивается только сопротивлением петли замыкания, основную часть которого составляет сопротивление тела человека.
Рис. 6 иллюстрирует пример использования основной защиты, защиты при повреждении и дополнительной защиты.
Основная защита выполнена в форме изоляции подсоединенного электрооборудования. Изоляция предотвращает прямое прикосновение (прямой контакт) к опасным токоведущим частям.
Рис. 6. Пример распределительной сети с заземленной нейтралью (система TN-C-S) с основной защитой, защитой при повреждении и дополнительной защитой
Защита при повреждении изоляции обеспечивается в виде системы TN с устройством защиты от сверхтока.
Дополнительная защита выполняется в виде устройств защитного отключения. Если заземляющие проводники оборваны или повреждены, устройства защитного отключения защитят от повреждения изоляции «фаза  —  земля». Они также защитят от прямого контакта с опасными токоведущими частями.

Как различаются производственные помещения по доступности электрооборудования?

По доступности электрооборудования различаются следующие помещения:

Замкнутые электротехнические помещения, в которых установлено электрооборудование, не требующее постоянного надзора, и поэтому находящиеся под замком

В этих помещениях лишь для кратковременного ремонта находится электротехнический персонал, внимание которого не должно быть ослаблено.
Электротехнические помещения или их отгороженные части, в которых установлено электрооборудование, требующее постоянного присутствия электротехнического персонала. Так как люди находятся в этих помещениях длительное время, то возможны ослабление внимания и как следствие — контакт с элементами электроустановки, находящимися под опасным напряжением.
Производственные помещения, в которых длительный контакт с электрооборудованием (электропроводами станков, осветительными устройствами и т

д.) имеют лица без специальной подготовки.
Конторские и бытовые помещения (жилые, столовые и т. п.).

Защитная одежда

Основные меры защиты от поражения электрическим током

Чтобы персонал был надежно защищен от термического воздействия электрической дуги, подбирается комплект специальной одежды:

• в него входит в костюм из термостойкого материала с высокими защитными свойствами;
• обязательно нательное белье из термостойкого волокна или стопроцентного хлопка;
• обувь для защиты ног, изготовленная из специальной кожи, с термостойкой подошвой; все швы должны быть выполнены из ниток, устойчивых к высоким температурам; на ботинках отсутствуют металлические детали;
• дополнительно выдаются плащи и зимние костюмы (также обладающие термостойкостью).

Костюм

Сам костюм состоит из брюк и куртки либо полукомбинезона. Огнестойкость обеспечивают специальные пропитки, не теряющие своих свойств даже после стирки.

Преимущества:

• не воспламеняется и не плавится;
• сохраняет термостойкость весь заявленный период эксплуатации;
• хорошо противостоит механическим воздействиям.

Костюмы, используемые как средства индивидуальной защиты, обезопасят тело от потока эл. энергии любой мощности.

Термостойкая защитная одежда

Для каждого конкретного предприятия подбирается одежда с термозащитой, исходя из степени риска и условий работы персонала. Все комплекты до поставки проходят обязательные испытания на специальных установках.

Нательное белье и подшлемник

Эти элементы защиты тела изготавливают из хлопка (летний вариант) или шерсти (для зимы) с обязательным добавлением негорючего волокна. Трикотажное полотно не даст пламени разгореться из-за способности вытеснять кислород. Изделия выдерживают температуру до 380 градусов и открытое пламя в течение 15 сек.

Обувь

Основное требование к обуви – отсутствие проводников эл. тока (подносков, блочков, гвоздей и т.п.). Кроме этого предъявляются и такие требования:

• антистатичность материала;
• отсутствие синтетических волокон (в зимнем варианте – утеплителей);
• устойчивость к высоким температурам.

У обуви, используемой в эл. установках, подноски выполнены из поликарбоната, обладающего большой ударной прочностью. К его свойствам можно отнести термоизоляцию, а также способность не нагреваться летом и не остывать зимой.

Проверка средств индивидуальной защиты в электроустановках

На проверенных изделиях проставляются штампы, устанавливающие сроки применения. Если по результатам испытания проверка не была пройдена, штамп перечеркивают краской. Результаты проверок вносятся в журналы.

Хранение средств индивидуальной защиты в электроустановках возможно только в условиях их надежного предохранения от повреждений, попадания грязи и влаги. Вместе с инструментами их не хранят. Также нельзя допускать попадания на СИЗ различных химических веществ. При перевозках СИЗ должны находиться в чехлах, ящиках или сумках. Выдачу защитных средств обязательно фиксируют в личной карточке учета выдачи СИЗ работника.

Опасность поражения электрическим током или последствия удара током