Способы защиты от электрического поражения

Исходя из вышеприведённых соображений, Правила устройства электроустановок (ПУЭ-76, раздел 1, гл. 1-1—1-7. М.: Энергоиздат, 1982 г.) разъяснили, что абсолютно все помещения, имеющие электросети, считаются опасными. К помещениям с повышенной опасностью относятся те помещения, которые имеют особый фактор опасности: сырость, токопроводящую пыль, токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.), высокие температуры (жару), а также возможность одновременного прикосновения к заземлённым металлоконструкциям зданий и к металлическим корпусам электрооборудования. Так, сухие сауны, имеющие фактор особой опасности (высокие температуры), относятся к помещениям с повышенной опасностью.

Помещения с электросетями, имеющие несколько особых факторов опасности, называются особо опасными. Так, паровые бани и мытейные отделения бань, использующие воду и пар (то есть имеющие два или даже три фактора особой опасности), относятся к помещениям особо опасным. Пугающего здесь для дачника не должно быть ничего, поскольку к повышенно опасным относятся также и такие безобидные с виду помещения, как подвалы зданий, неотапливаемые сараи, душевые и ванные комнаты, туалеты с водопроводом и даже открытая веранда или крыльцо загородного дома. Просто для всех таких помещений необходимо предусматривать хотя бы один из способов защиты от поражения электрическим током: усиленную изоляцию токоведущих частей, защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сетей (наличие разделяющих трансформаторов), применение низкого электрического напряжения, выравнивание потенциалов.

Под усиленной электроизоляцией понимается применение проводов и кабелей с двумя-тремя слоями изоляции (так, чтобы при повреждении одного из слоев остальные сохраняли бы защитные функции), электроинструмента и бытовой техники с высоким классом защиты (с несколькими степенями-контурами послойной электроизоляции), выключателей освещения с трудноразборной вторичной влагозащитой (с герметичной эластичной мембраной на кнопке выключателя), закрывающихся розеток и т. п. Представьте себе, что вы ночью, приехав на дачу, пытаетесь включить свет на крыльце и натыкаетесь рукой на оголённый провод (или развороченную кем-то в ваше отсутствие коробку электровыключателя). Ясно, что после этого у вас появится желание «забрать» все провода в металлические трубы.

Возможность электрического удара в рассматриваемом примере с крыльцом обусловлена либо током Iфз (при мокром электропроводном покрытии пола на крыльце и плохой обуви) при касании к фазовому проводу либо током Iфn при одновременном касании и к фазовому, и к нулевому проводам (рис. 219). Если проводка на лампочке Л и выключатель на крыльце входят в состав вторичного участка электроцепи, отделённой от первичной (основной) цепи трансформатором Т₂, то электрический удар возможен лишь при одновременном касании к двум проводам вторичной цепи (даже если трансформатор является лишь разделяющим и не понижает величину напряжения цепи). Это обусловлено тем, что цепи по обе стороны трансформатора связаны лишь через пространственные магнитные поля без электрического контакта, и непосредственный контакт вторичной цепи ни с землёй, ни с нулевым проводом N отсутствует. Такие разделяющие трансформаторы доступны дачнику, но только малой мощности (до 0,5 кВт). Значительно больший выбор розничная торговля предлагает в области разделяющих понижающих трансформаторов на 36 В и на 24 В (например, типов ОСМ или ТСЗИ мощностью до нескольких киловатт). Такое низкое напряжение обеспечит безопасность дачника в любом случае. Тем не менее такое низкое напряжение (но с большими токами) устроит дачника только для освещения, да и то далеко не всегда, что известно и по опыту эксплуатации гаражных электросетей с низким напряжением.

Поэтому дачник предпочитает сохранить действующее напряжение на уровне 220 В (для которого имеется много видов различного электрооборудования), но усилить изоляцию. Например, заложить все провода в пластмассовые трубы (кабель-каналы) и даже в металлические трубы. При этом все металлические трубы, а также металлические корпуса электрооборудования необходимо занулить, а лучше и заземлить. Наилучшие результаты достигаются при подсоединении всех металлических деталей, а также полов, способных в принципе оказаться под напряжением, к одному единому контуру из полосовой стали, проходящему по всему периметру помещения и занулённому (и заземлённому) как единое целое. Такая схема называется выравниванием потенциалов и предупреждает возможные напряжения прикосновения или шаговые напряжения. Эта схема является обязательной, например, в животноводческих помещениях и во взрывоопасных зонах, но в быту (в том числе и в банях) используется редко. Действие заземлений основано на малости сопротивления заземлителя (сопротивления растекания тока в грунте), составляющего в норме не более официальной величины 30 ом, по сравнению с сопротивлением тела (включая кожу) человека, обычно составляющего с обувью не менее 0,1-1 Мом. Поэтому сила тока через человека не может возрасти до опасных значений 5-30 мА. В схемах с глухо заземлённой 3₁ нейтралью N питающего трансформатора T₁ понятия заземления и зануления фактически совпадают, что подтверждают повторными заземлениями нулевого провода на линии электропередач З₂ и на корпусах электроприборов З₃. Грунты, особенно влагонасыщенные, имеют высокую электропроводимость: глина, торф, чернозём, садовая земля 0,001 - 0,1 ом⁻‏¹м⁻‏¹, песок и каменный грунт (1 - 7) 10⁻‏³ ом⁻‏¹м⁻‏¹, скалистый грунт 102 - 105 ом⁻‏¹м⁻‏¹ (удельная электропроводность обратна по величине удельному электросопротивлению в ом-см). Поэтому, если «забраться» заземляющими элементами во влажные слои, то земля будет фактически вторым (дублирующим) нулевым проводом, который «порвать» по халатности невозможно. При этом высокая электрическая ёмкость земли позволяет избежать наличия на нулевом проводе переменной составляющей 50 гц. Если же нейтраль N не заземлена (что иногда бывает на садовых территориях, особенно после аварий), то это снижает опасность прикосновения заземленного человека к фазовому проводу (точно так же, как и в случае трансформатора Т₂), но усложняет мероприятия по защите сетей (в частности, с помощью УЗО).

Эффективным средством защиты является защитное отключение того участка цепи, который только что поразил человека, причём это отключение должно осуществляться очень быстро и автоматически. Это обеспечивается с помощью автоматических дифференциальных (то есть фиксирующих разность токов) выключателей нагрузки ВД (так называемых устройств защитного отключения УЗО). Выключатель ВД имеет электромагнит с двумя встречным обмотками, запитанными фазным (прямым) и нулевым (обратным) током. Если никаких утечек в цепи за выключателем нет, то величины фазного и обратного токов равны, магнитные поля обмоток полностью компенсируют друг друга, и электромагнит является недействующим. Если же имеется утечка Iпз с фазы через человека на землю (например, при пробое П₂), то ток через нулевой провод уменьшается на величину Iпз. Из-за дисбаланса токов электромагнит начинает тянуть на себя подпружиненный рычаг нормально замкнутых контактов выключателя. При токе срабатывания (при отключающем дифференциальном токе) контакты выключателя размыкаются. Обычно ток срабатывания (точнее нормируемый дисбаланс токов) выбирается на уровне 30 мА (уровень жизненно опасного тока), но для защиты только от пожаров ток срабатывания может быть выбран равным 100 или 300 мА. Для работы УЗО обязательно заземление нейтрали (нулевого провода), но не после ВД (как на рис.219), а до ВД.

Для аварийного отключения в случае пробоев П₁ между фазой и нулём применяются автоматические выключатели нагрузки ВА («автоматы»), имеющие одну обмотку электромагнита, запитанную фазным током. При возрастании тока (сверх нормируемого порога срабатывания) электромагнит срабатывает и размыкает фазные (а иногда и нулевой) провода. Это позволяет ограничить время горения электрической дуги (искры) короткого замыкания и предупредить возникновение пожара. Электромагнит срабатывает быстро, но при токах, много более мощных, нежели номинальный ток срабатывания автоматического выключателя. А на номинальный ток (например, 16а, 25а, 50а) реагирует биметаллический отключатель: контакт в виде пластины из двух металлических слоев, который при длительном нагреве номинальным током выгибается и размыкает цепь.

Любые электрические приборы должны иметь защищающие оболочки (корпусы, экраны, кожухи, ограждения) для снижения физических воздействий на окружающую среду, а также для предотвращения электрических поражений людей, в том числе за счет аварий и разрушений электрооборудования.

Первичную оценку степени защиты закупаемого промышленного электрооборудования потребители ведут по маркировке IP (International Protektion) на корпусе (оболочке) электроизделия. В соответствии с ГОСТ 14254-96 «Изделия электротехнические. Оболочки. Степени защиты. Обозначения. Методы испытания» и ГОСТ 14255-69 «Аппараты электрические на напряжение до 1000 в. Оболочки. Степени защиты» изделиям присваивается индекс защиты IP XYZ, где X, Y и Z — цифры в соответствии с кодами, приведенными в Таблице 27.

Первая цифра X означает степень защиты от проникновения внутрь оболочки твердых тел. Вторая цифра Y означает степень защиты от попадании воды. Третья цифра Z (зачастую отсутствующая) означает степень защиты от ударов. Если указывается только одна степень защиты, то пропущенная цифра заменяется буквой, например, IP Х5.

Таблица 27. Международные коды в стандарте IP

Цифра Значение Степень защиты
X
защита от пыли и тел
0 Нет никакой защиты. Открытая конструкция
1 От проникновения предметов размером более 50 мм. От касания телом (ладонью)
2 От проникновения предметов размером более 12 мм. От проникновения пальцев
3 От проникновения предметов размером более 2,5 мм. От проникновения инструмента
4 От проникновения предметов размером более 1 мм. От проникновения проволоки
5 От незначительного количества пыли. Полная защита человека от прикосновения
6 Полная защита от пыли
Y
защита от воды
0 Нет никакой защиты от воды
1 От капель, падающих отвесно вниз
2 От капель, падающих под углом 15° от вертикали
3 От капель, падающих под углом 60° от вертикали
4 От брызг под любым углом
5 От струй под любым углом
6 От залива водой волнами
7 От погружения в воду
8 От погружения в воду под давлением (на определенную указанную глубину
Z
защита от ударов
0 Нет никакой защиты
1 От ударов груза 0,15 кг с высоты 15 см
2 От ударов груза 0,25 кг с высоты 15 см
7 От ударов груза 1,5 кг с высоты 40 см
8 От ударов груза 5 кг с высоты 40 см

Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Добавить комментарий

CAPTCHA
Этот вопрос задается для проверки того, не является ли обратная сторона программой-роботом (для предотвращения попыток автоматической регистрации)