9. Захист від електричного струму: захист від дотику до токоведучих частин, заземлення, занулення, сиз

При дотику до провідника напруга, яка впливає на тіло людини, може мати різну ве­личину залежно від стану мережі та величин опору ланцюга замикання. Чим менше опір ізоляції і чим більша ємність мережі по відношенню до землі, тим дотик небезпечніше. Якщо одна з фаз має замикання на землю (і опір її ізо­ляції дорівнює нулю), то дотик до токоведучих частин інших фаз представляє найбільшу небезпеку, оскільки тіло людини виявляється під впливом лі­нійної напруги мережі.

B мережах напругою більш 1000В з ізольованою нейтраллю вирішальне значення має ємкісна провідність по відношенню до землі; при хорошому стані ізоляції мережі, в разі дотику людини до провідника струму, виникає ланцюг поразки через тіло, взуття, підлогу і ємкісну провідність мережі по відношенню до землі.

У мережах із заземленою нейтраллю при дотику до провідника однієї фази виникає ланцюг поразки че­рез тіло людини, взуття, підлогу, землю, заземлену нейтраль. В цьому випадку людина виявляється під напругою, величина якої є частина фазної напруги, яка діє в ланцюзі замикання. Величина протікаючого через тіло людини струму визначається напругою в ланцюзі замикання і сумою опорів тіла, взуття, підлоги і опору заземлення нейтралі.

Захист від дотику до токоведучих частин електричних установок досягається ізоляцією, огородженням, недоступним розташуванням токоведучих частин, використанням дистанційного керування, блокування і попереджувальній сигналізації.

Основна причина аварії та нещасних випадків — пошкодження ізоляції.

Надійна робота електротехнічного устаткування визначається постійністю електричних, хімічних та механічних якостей ізоляції і відповідністю їх умовам експлуатації. Для того, щоб ізоляція була якісною, необхідні: правильний вибір її при виготовленні устаткування та при його ремонтах , правильний монтаж і відхід. Опір ізоляції нор­мовано але ПУЕ. Для ізоляції токоведучих частин, використовують всілякі матеріали: бавовняну пряжу, гуму, азбест, пластмаси тощо.

Обгороджування токоведучих частин електричного устаткування досягається переміщенням його в окрему ка­меру, укриттям кожухом або сітчастим обгороджуванням.

Дистанційне включення і відключення виготовляють за допомогою магнітних пускачів.

Блокування дверей приміщення або захисних пристроїв з роботою електричного устаткування устатковують так, щоб при відкритті дверей (або знятті огородження) напруга автоматично відключалася.

Попереджувальна сигналізація є пасив­ним захисним засобом. Вона привертає увагу до наявності або виникнення небезпечного моменту, але не є засобом усунення небезпеки та безпосереднього захисту.

Для попередження про небезпеку використовують попереджувальні плакати: застережні, забороняючі, які вирішують та нагадують. Їх розміри і оформлення регламентуються «Правилами користування та випробування захисних засобів, вживаних в електроустановках».

Постійні попереджувальні сигнали встановлюють на дверях, в приміщеннях електротехнічних уста­новок напругою більше 1000 В та інших небезпечних місцях.

При випадковому з'єднанні тих, які знаходяться під напругою електричної установки з конструктивними частинами, не ізольованими від землі, або із землею, безпосередньо виникає замикання на землю. У місці замикання проходить струм, званий струмом за­микання на землю. Величина струму замикання I3 залежить від системи мережі, її потужності, протяжності, місця замикання, опору ланцюга замикання тощо.

При замиканні на землю (або на незаземлених час­тинах устаткування) виникає перехідний опір.

Електричні установки напругою вище 1000В, в яких однофазний струм замикання на землю рівний або менше 500А, називаються установками з малими струмами замикання на землю, більше 500А — установками з великими струмами замикання на землю.

Замикання в машинах, апаратах, лініях на заземлені конструктивні частини електричної установки називається замиканням на корпус.

Дотик людини до пошкодженого устаткування представляє небезпеку.

Для захисту людини при дотику до металевих частин електричної установки, яка випадково виявилися під напругою, застосовують захисне заземлення — навмисне електричне з'єднання із заземлюючим пристроєм. При цьому земля використовується як провідник в аварійному ланцюзі.

Призначення захисного заземлення — створення між металевими конструкціями або корпусом електричного пристрою і землею електричного з'єднання досить малого опору, аби в разі замикання на землю при дотику людини через його тіло пройшов струм малої величини, безпечний для організму.

Заземляючий пристрій — сукупність заземлювача та заземлюючих провідників. Заземлювач — металевий провідник або група провідників, які знаходяться в безпосередньому зіткненні із землею.

Практично до установок з великими струмами замикання на землю відносять установки напругою вище 1000В за наявності в мережі наглухо заземлених нейтралей (або через малий опір), а до установок з малими струмами замикання — установки напругою вище 1000В в мережі з ізольованою нейтраллю.

У мережах напругою вище 1000В переважає ємкісна про­відність а, отже, ємкісні струми замикання на землю. I3 в мережах до 1000В з ізольованою нейтраллю зазвичай невеликі, до 1—5А.

Заземлюючі провідники — металеві провідники, які сполучають частини електричної установ­ки, що заземляються, із заземлювачем.

Опір заземлюючого пристрою рівний сумі опорів заземлювача відносно землі і за­земляючих провідників. Опір заземлювача відносно землі визначають як відношення напруги на заземлювачі відносно землі до струму, який проходить через заземлювач в землю.

Для заземлення використовують природні (в першу чергу) та штучні заземлювачі. Природні заземлювачі — металеві конструкції, арматура залізобетонних конструкцій (у випадках, ПУЕ, які допускаються), трубопроводи та устаткування, які мають надійне з'єднання із землею. При достатньому опорі цих заземлювачів пристрій штучних заземлювачів не потрібний.

В якості штучних заземлювачів використовують: вертикально занурені сталеві труби, кутову сталь, металеві стержні тощо, а також горизон­тально прокладені сталеві смуги, круглу сталь тощо. При небезпеці корозії застосовують оміднені або оцинковані заземлювачі.

Розташовані в землі заземлювачі та заземлюючі провідники забарвлювати не слід.

Напругою відносно землі при замиканні на корпус на­зивається напруга між цим корпусом та точками землі, які знаходяться поза зоною струмів в землі, але не ближче 20м. В електричних установках напругою нижче 1000В із заземленою нейтраллю трансформаторів генера­торів застосовують систему, в якій захисні провід­ники сполучені із заземленою нейтраллю. В цьому випадку замикання токоведучих частин на заземлені частини установки перетворюється на коротке замикання, і ава­рійна ділянка відключається запобіжником або автоматом. Така система називається зануленням.

Основне призначення занулення — забезпечення автоматичного відключення ділянки мережі, на якій сталося замикання провідників, які знаходяться під напругою, на металеві частини установки.

Таким чином, призначення описаних захисних устаткувань наступне:

а) в установках з ізольованою нейтраллю — зменшення до безпечної величини струму, що протікає че­рез тіло людини при замиканнях фази мережі на заземленій частині устаткування;

б) в установках із заземленою нейтраллю — швидке автоматичне відключення аварійних ділянок.