Охорона праці в туристському комплексі - Банько В.Г. - 4.3. Схеми включення людини в ланцюг електричного

струму

У процесі експлуатації електроустановок не виключена можливість дотику людини до струмопровідних частин, які перебувають під напругою. В більшості випадків небезпечне доторкання до струмопровідних частин трапляється, коли людина стоїть на землі, а взуття П має деяку електропровідність.

В умовах туристського комплексу Найбільш типові дві схеми включення тіла людини до електричного ланцюга: Між двома проводами 1 між проводом і землею. У трьохфазних Мережах змінного струму перша схема називається - двофазним включенням, а друга - однофазним. У готельному господарстві, крім трьохфазних мереж змінного струму, широко застосовуються однофазні для живлення різноманітних побутових приладів (пилососів, холодильників, прасок).

Схема включення людини в однофазну Двопровідну мережу, ізольовану від землі, наведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Дотик людини до проводу однофазної двопровідної мережі при режимі її роботи: а - нормальному; б - аварійному; А, N - позначення проводів.

Подібні мережі отримуються за допомогою роздільних трансформаторів. При нормальному режимі роботи та якісної ізоляції проводів дотик до одного з них зменшує небезпеку ураження електричним струмом.

При аварійному режимі (рис.4.1, б), коли один із проводів замкнений на землю, ізоляція його виявляється шунтованою опором замикання проводу на землю, яке як завжди настільки мале, що може бути прийняте рівним нулю. Для створення однофазних двопровідних мереж заземленим проводом застосовують однофазні трансформатори, а для отримання напруги 220 Внутрьохфазній мережі приєднуються до фазного та нульового проводів. В обох випадках виникає електричний ланцюг, однією із ділянок якого є тіло людини. Шлях струму через тіло людини в першому випадку може бути "рука - нога", а в другому - "рука - рука". Можливі й інші випадки включення людини в електричний ланцюг, наприклад, торкання струмопровідних частин обличчям, головою, шиєю або включення на шляху струму "нога - нога".

Трьохфазні чотирьохпровідні мережі з заземленою нейтраллю. При двохфазному (двохполюсному) дотику людина виявляється під повною робочою напругою установки. При однополюсному дотику, який буває частіше, струм залежить не лише від напруги установки й опору тіла людини, а й від режиму нейтралі, стану ізоляції мережі, підлоги, взуття людини.

Розглянемо особливості різних електричних мереж. У туристському комплексі поширені чотири провідні мережі з наглухо заземленою нейтраллю напругою до 1000 В, наприклад 380/220 В. Джерелом живлення служить трьохфазний понижуючий трансформатор, вторинні обмотки якого з'єднані "зіркою". Наглухо заземлена нейтраль вторинної обмотки понижуючого трансформатора (наприклад, 1000/400 В) обумовлює режим, при якому напруга будь-якої фази вторинної мережі відносно землі не перевищує фазної напруги, тобто для трансформатора з вторинною напругою 400 В воно буде не більше 230 В (у споживача 220 В). Крім того, у випадку порушення ізоляції між первинною і вторинною обмотками при робочому заземленні нейтралі найвища напруга, яка переходить для вторинної мережі по відношенню до землі, значно знижується завдяки невеликому опору заземлення нейтралі (2,4,8 Ом і більше для напруги 660, 380 і 220 В трьохфазної мережі (Держстандарт 12.1.030-81)).

Спрощена схема, яка пояснює однополюсний дотик людини до чотирьохпровідної мережі з глухим заземленням нейтралі джерела живлення (трансформатора або генератора), подана на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Однофазне включення людини до мережі з наглухо заземленою нейтраллю джерел живлення (трансформатора).

Через малий опір розтікання струму робочого заземлення нейтралі у порівнянні з опором тіла людини воно рівне нулю. Дотик людини, яка стоїть на землі (або на заземленій конструкції, підлозі), обумовлює замкнутий електричний ланцюг: обмотка джерела живлення - провід лінії - тіло людини - земля - провід - робоче заземлення - обмотка джерела. На ділянці ланцюга "тіло людини" на нього діє фазна напруга мережі 220 В. Якщо при цьому взуття людини електропровідне, то підлога або конструкція, на якій вона стоїть, також будуть електропровідними, і практично вся та напруга буде прикладена до людини по шляху "рука - ноги". Якщо в несприятливих умовах опір тіла людини буде 1000 Ом, то через неї пройде струм, рівний 220 мА, що смертельно небезпечно для неї. Якщо ж опір взуття й підлоги в сумі виявляться порівнянними з опором тіла людини, то струм через нього буде меншим. Наприклад, при великому опорі ділянки "взуття - підлога" (10 000 Ом) струм через людину буде 20 мА. тобто значно менш небезпечним, але викликає біль, конвульсії, а в деяких випадках неможливість потерпілого самостійно звільнитися від дії струму. Це доказує, що однофазний дотик людини до мережі з наглухо заземленою нейтраллю завжди небезпечний.

На практиці експлуатації електроустановок можливі випадки замикання на землю струмопровідних частин, наприклад через корпус електроприймача або металеву конструкцію електропроводки. Якщо таке замикання виявиться глухим, тобто малий перехідний опір, то установка через однофазне коротке замикання відключається максимальним струмковим захистом (перегорає плавка вставка запобіжника або відключається автоматичний вимикач). Після цього нормальний режим роботи іншої електромережі відновлюється.

Гранично допустимі рівні напруги дотику та струму при аварійному режимі роботи виробничих і побутових електроустановок у туркомплексах напругою до 1000 В і частотою 50 Гц не повинні перевищувати значень, наведених у табл. 4.1 (Держстандарт 12.1.038-82).

Таблиця 4.1.

Гранично допустимі рівні напруги дотику та струму

Трьохфазні мережі з ізольованою від землі нейтраллю.

Розміщення електричної енергії на другий ступінь електропостачання виробничих підприємств, міст і селища здійснюється за допомогою кабельних (у містах), або повітряних (у селищах) ліній при номінальній напрузі електроприймачів (понижувальних трансформаторів підприємств, житлових масивів) при 6. 10 або 35 кВ. Ці електричні мережі роблять з ізольованими від землі нейтралями I фазами джерел живлення (трансформаторів районних підстанцій енергосистеми) або нейтралями, заземленими через значні індуктивні опори, включаються для зменшення ємності складаючого струму однофазного замикання на землю.

При однофазному замиканні на землю в мережі з ізольованою від землі нейтраллю в місці замикання на землю протікатиме струм, який викликаний робочою напругою установки та провідністю фаз відносно землі.

Мережі з Ізольованою нейтраллю досить ефективні при порівняно невеликій їх протяжності. В цьому випадку ємність проводів відносно землі ми можемо прийняти рівною нулю, а опір проводів досить великим.

На рис. 4.3 показано включення людини в трьохфазну мережу з Ізольованою нейтраллю.

Рис. 4.3. Дотик людини до проводу трьохфазної 3-провідної мережі з ізольованою нейтраллю при нормальному режимі роботи: А. В, С - позначення проводів.

У мережах з ізольованою нейтраллю при нормальній роботі небезпека ураження електричним струмом людини, яка доторкнулася до однієї з фаз. залежить від опору провідника відносно землі, тобто зі збільшенням опору небезпека зменшується.

Захисне заземлення - одне із захисних заходів проти ураження людини електричним струмом при доторканні до металевих не струмопровідних частин із пошкодженою Ізоляцією (наприклад, замикання на корпус). Мета такого заземлення полягає в навмисному електричному з'єднанні з землею або ТІ еквівалентом металевих не струмопровідних частин, які можуть виявитися під напругою, за допомогою заземлених пристроїв (сукупність заземлювача та заземлюючих провідників). Як заземлювач служить один або кілька металевих електродів (наприклад, сталевих стрижнів, труб), які знаходяться в землі, забезпечуючи достатньо малий перехідний опір. Опір заземленого пристрою називають сумарним опором, що складається з опору розтікання струму заземлювача й опору заземлених провідників.

Розглянемо дію захисного заземлення. Якщо корпус електродвигуна (апарату оболонки кабелю) не має надійного з'єднання з землею і в результаті пошкодження ізоляції має контакт зі струмопровідною частиною, то відбудеться однофазне включення людини в ланцюг струму.

У мережі при замиканні на корпус виникає однофазне замикання на землю.

Внаслідок відносно невеликого струму, який протікає на землю, установлення захистом не відключиться і надалі працюватиме в аварійному режимі. Але через корпус машини або апарату з пошкодженою ізоляцією протікатиме струм, і між корпусом 1 землею з'явиться напруга відносно землі (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Замикання на корпус електродвигуна, підключеного до мережі з Ізольованою нейтраллю.

Людина, яка виявиться під напругою дотику, що може бути значним і залежить від того, де знаходяться ноги людини, а також від електричної провідності (опору) взуття. Як завжди напруга дотику менша від напруги відносно землі.

Таким чином, розмір величини напруги заземленого корпусу відносно землі, а отже, і напруга дотику залежать від опору землі, і напруга дотику залежить від опору заземленого пристрою. Для того щоб напруга дотику була по можливості малою, потрібно мати малий опір заземленого пристрою. Електроустановки не заземляють при напрузі 42 В і нижче змінного струму 1110 В і нижче постійного струму в усіх приміщеннях і умовах роботи без підвищеної небезпеки.

Частини електроустаткування, які підлягають заземленню. Заземленню підлягають: корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів; приводи електричних апаратів і вторинні обмотки зварювальних трансформаторів; каркаси розподілених щитів, щити управління, освітлювальних і силових шаф; металевих конструкцій розподілених пристроїв кабельних ліній. Заземленню не підлягають: арматура підвісних і опорних ізоляторів; кронштейни й освітлювальна арматура при установці їх на дерев'яних опорах і конструкціях; електроустаткування, яке встановлене на металевих заземлених конструкціях, якщо в місцях контакту з ними металевих не струмопровідних частин електроустаткування забезпечений надійний електричний контакт. Не підлягають заземленню також корпуси електровимірювальних приборів і реле, які встановлені на щитах, у шафах 1 стінках камер розподільних пристроїв; корпуси електроприймачів з подвійною або посиленою ізоляцією, наприклад, електродрелей, пральних машин, електробритв.

Замуленням в електроустановках і мережах напругою до 1000 В називається навмисне електричне з'єднання металевих неструмопровідних елементів установки, нормально ізольованих від струмопровідних частин, які не перебувають під напругою (корпуси електроустаткування, кабельних конструкцій), з нульовим захисним провідником.

Нульовим захисним провідником в електроустановках напругою до 1000 В є провідник, який з'єднує занулені частини (корпуси електроустаткування) з наглухо заземленою нейтраллю точкою обмотки джерела струму (генератора або трансформатора) або її еквівалентом (Держстандарт 12.1.030-811 Держстандарт 12.1.009-76).

В електроустановках з наглухо заземленим нульовим проводом при замиканні на занулені металеві конструкційні неструмо-провідні частини має бути забезпечено автоматичне відключення устаткування з пошкодженою ізоляцією, оскільки при цьому виникає однофазне коротке замикання.

Нульові захисні дроти заземлюють безпосередньо у джерелах живлення, тобто на підстанціях або електростанціях. Крім основного робочого заземлення нейтралі, слід виконувати повторні заземлення нульового провода в мережі, що знижує загальний опір заземлення нейтралі й слугує резервним заземленням при обриві нульового заземлення дроту (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Принципова схема захисного замулення: 1 - електроустановка; 2 - максимальний струменевий захист

Повторні заземлення на повітряних лініях роблять через кожні 250 м їх довжини, на їх кінцях, біля розгалужень і відгалужень від магістралей високовольтних ліній при довжині відгалужень 200 м 1 більше, а також в уведень повітряних магістралей у будинок.

При електропостачанні по кабельним лініям напругою 380/220 В повторне заземлення нульового провода виконується в уведенні в приміщення, в яких передбачається пристрій занулення електроприладів. Всередині цих приміщень має бути магістраль повторного заземлення нульового провода, до якої приєднується належні зануленню об'єкти.

Для повторного заземлення нульового провода слід по можливості використати природні заземлювачі, за виключенням мереж постійного струму, де повторні заземлення повинні бути з використанням тільки штучних заземлителів. Опір заземлюючого пристрою кожного із повторних заземлень не має бути більше 10 Ом.

Враховуючи, що по нульовому проводу навіть при нерівномірному навантаженні проходить струм, значно менший, ніж у фазних проводах, перетин нульового робочого проводу для чотирьох провідних магістралей вибирається рівним приблизно Половині перетину фазних проводів. В однофазних відгалуженнях від магістралей фаза - нуль перетину нульового проводу має бути такою ж, як і фазного, оскільки по ньому проходить струм, який дорівнює струму фазного проводу.

Опір занулених проводів має бути настільки малим, щоби при замиканні фази на корпус струм однофазного короткого замикання був достатній для миттєвого спрацювання максимального струмового захисту. Згідно з ПУЕ. струму ланцюзі фаза - нуль при замиканні на корпус повинен не менше ніж у 3 рази перевищувати номінальний струм відповідного плавкого запобіжника.

При захисті електроустановки автоматичним вимикачем занулюючий провід вибирають з таким розрахунком, щоб в петлі фаза - нуль забезпечити струм короткого замикання, який не перевищує вставку струму спрацьовування вимикача в 1,4 разу.

Удвох провідних відгалуженнях фаза - нуль, які живлять однофазні електроприймачі, захисний апарат (плавкий запобіжник, однополюсні вимикачі) встановлюють тільки на фазному проводі, якщо в цьому відгалуженні є частини, які підлягають зануленню. З метою електробезпеки при монтажі лампових патронів фазний провід приєднується до центрального контакту патрону (п'ятки), а нульовий - до різьбової частини патрона. Це застереже від нещасного випадку при випадковому доторканні до цоколю лампи (наприклад, під час П заміни) без відключення від мережі. При зануленні до освітленої арматури слід приєднати окремі відгалуження від нульового проводу, а не користуватися з цією метою струмопровідним нульовим проводом.