Лекція 8. Вимоги безпеки до технологічного обладнання і процесів. Основи електробезпеки 2 страница

Умова безпеки:

 

Вимоги до заземлюючих пристроїв

 

Вимоги до заземлюючих пристроїв згідно ПУЭ умовно можна розділити на загальні та спеціальні.

1. Загальні вимоги розділяються на вимоги до конструкції заземлень та до опору заземлень.

 

1.1. Вимоги до конструкції заземлень:

- всі з’єднання у мережі заземлення мають бути зварними, виняток допускається тільки в місцях приєднання заземлюючих провідників до корпуса (приєднання “під болт”);

- корпуси повинні приєднуватись до магістралей заземлення тільки паралельно:

магістраль повинна приєднуватись до заземлювача не менше ніж у двох точках.

 

1.2. Вимоги до опору заземлень електроустановок напругою:

- вищою 1 кВ з ефективно заземленою нейтраллю (IЗЗ великі):

Ом при цьому кВ;

- вищою 1 кВ з ізольованою нейтраллю ( малі):

у випадку заземлення установки напругою тільки вищою 1 кВ:

Ом

- у випадку заземлення установок напругою і до і вищою 1 кВ:

і не більше для ЕУ напругою до 1 кВ;

де 250 і 125 – напруги на корпусі відносно землі;

- розрахунковий IЗЗ,А.

кВ; , км;

- до 1 кВ Ом, допускається до 10 Ом при сумарній потужності генераторів чи трансформаторів не більше 100 кВт або 100 кВА.

 

Методика розрахунку заземлюючих пристроїв

 

Вихідні дані для розрахунку ЗП:

1. Напруга обладнання, що заземлюється

2. Струм замикання на землю або дані для його розрахунку (в ЕУ напругою вищою 1кВ)

3. Сумарна потужність трансформаторів і генераторів (для ЕУ напругою до 1 кВ)

4. План розміщення обладнання (у мірилі та з необхідними розмірами)

5. Відомості про грунти, де має розміщуватись заземлювач ( , вид грунту)

6. Відомості про натуральні заземлювачі ( вид, геометричні розміри, ).

Попередні розрахунки

 

1. Визначення допустимого опору заземлення Rд: за нормами або за формулою

Rд≤Uдот.доп.(t)/Iзз

2. Визначення опору натуральних заземлювачів шляхом вимірювань або за формулами:

- для натуральних заземлювачів круглого перерізу (кабель, трубопровід):

Rн=ρ/(2πl)ln(l2/dt);

- для грозозахисного тросу ПЛ:

Rн=

де l – довжина прогону лінії,м;

S – площа перерізу тросу, мм2.

3. Вибір метода розрахунку заземлення:

- метод коефіцієнта використання електродів – для розрахунку простих заземлень з опором 3 Ом і більше (тобто для електроустановок з малим ІЗЗ), для якого „приймається” одношарова структура грунту;

- метод наведених потенціалів – для розрахунку складних заземлень з опором менше 2 Ом (для електроустановок з великими ІЗЗ), для якого „приймається” двошарова структура грунту.

 

Розрахунок заземлення за методом коефіцієнта використання електродів

1. Вибір виду, розрахунків і розміщення штучних електродів заземлення: найчастіше – вертикальні електроди, сполучені горизонтальним електродом; розміщення – в ряд чи по контуру.

2. Визначення ρ розрахункового:

- якщо задано вид грунту, ρрозр з таблиці;

- якщо задано виміряне значення ρ, ρрозр знаходиться за формулою:

3. Розрахунок опору струму розтікання з одного штучного вертикалного електрода:

- при розміщенні електродів біля поверхні землі:

 

 

 

- при заглибленому розміщенні електродів (краще):

 

Співставлення RB1 з Rш :

- якщо RB1≤ Rm, достанньо одного електрода;

- якщо RB1>Rm, необхідну кількість електрдів визначають за формулою:

,

де - коефіцієнт взаємного впливу вертикальних електродів; залежить від загальної кількості електродів, відстані між електродами і розміщення електродів.

 

4. Визначення опору струму розтікання горизонтального електрода:

.

5. Визначення коефіцієнта взаємного екранування горизонтального і вертикального електродів ( ) і еквівалентного опору штучних заземлювачів:

; має бути не більше .

6. Визначення опору всього заземлювача з урахуванням :

. .

7. Укладення плану заземлювача з прив’язкою до заземлюванного обладнання.

 

Занулення

 

Визначення, схема, принцип захисту

 

В мережах напругою до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю захисне заземлення не є ефективною мірою захисту. В таких мережах використовують занулення – з’єднання корпусів ЕУ з нульовим проводом трьохфазної мережі з глухозаземленою нейтраллю, з заземленим полюсом в однофазних мережах і з заземленою середньою точку в мережах постійного струму.

Рис. 8.6. Схема занулення

 

Принцип захисту: перетворення замикання фази на корпус в однофазне коротке замикання, від струму якого спрацьовує МСЗ і селективно вимикає пошкоджену ЕУ.

 

Призначення елементів схеми

 

Нульовий провід в мережах може бути робочим (для отримання UСР), захисним (для захисту) і суміщеним. Нульовий провід захисний чи суміщений (у схемі занулення) служить для перетворення замикання фази на корпус в однофазне коротке замикання.

МСЗ служить для вимкнення аварійної ЕУ.

Робоче заземлення нейтралі зменшує напругу нульового проводу і корпусів ЕУ по відношенню до землі за час протікання струму КЗ.

Повторне заземлення нульового проводу, що виконується на певній відстані від п/ст, дозволяє ще більше знизити напругу нульового проводу по відношенню до землі при справній мережі і забезпечити деякий ступень захисту при обриві нульового проводу між точкою з`єднання корпуса і трансформатора.

 

Вимоги до занулення

 

- щодо кратності струму КЗ – провідники занулення повинні вибиратись так, щоб при замиканні на нульовий провід чи приєднані до нього корпуси ЕУ виникав струм 1-фазного КЗ, який перевищує не менше ніж в 3 рази номінальний струм найближчої плавкої вставки запобіжника чи автомата з тепловим розчеплювачем; при захисті мережі автомати з електромагнітними розчеплювачами кратність струму повинна бути не менше 1.1, а при відсутності паспортних даних на автомат – 1.4, для автоматів з номінальним струмом до 100А і 1.25 для інших;

- щодо провідності нульового проводу - провідність нульового проводу повинна бути не менше 50% провідності фазних проводів;

- щодо неперервності нульового проводу – має забезпечуватись неперервність нульового проводу від кожного корпусу до нейтралі джерела струму; у зв`язку з цим всі з`єднання нульового проводу повинні біти виконані нероз`ємними, у нульовий провід не дозволяється вмонтовувати пристрої МСЗ і комутуючі пристрої; допускається вмонтовувати комутуючі пристрої, які одночасно з розривом нульового проводу розривають і всі фазні;

- щодо опору робочого заземлення – опір струму розтікання робочого заземлення не повинен перевищувати значень наведених в таблиці;

- щодо повторного заземлення нульового проводу – повторне заземлення нульового проводу має виконуватись на кінцях ПЛ і відгалужень від них при довжині 200 м і більше, а також при введенні ПЛ в будівлі, ЕУ яких підлягають зануленню; при розміщенні ЕУ поза будівлями, відстань від ЕУ до найближчого заземлювача робочого чи повторного заземлень не повинна перевищувати 100 м; опір струму розтікання повторних заземлень не повинен перевищувати значень наведених в табл. 8.1.

 

Таблиця 8.1. Опір струму розтікання повторних заземлень

UM, B Rр, Ом Rn, Ом
еквівалентний (з урахуванням натуральних заземлень і повторних заземлень нульового проводу) в тому числі тільки штучних заземлювачів еквівалентний всіх повторних заземлювачів в тому числі кожного повторного заземлювача
660/380
380/220
220/127

 

Методика розрахунку занулення

 

Вихідні данні розрахунку

- напруга мережі;

- конструктивні дані мережі: вид, матеріал, довжина і площа перерізу ділянок;

- дані про пристрої МСЗ (вид, ІНОМ);

- дані про трансформатор живлення (напруга вища/нижча, тип, схема з`єднання обмоток, опір).

 

Розрахунок на вимикаючу здатність

 

Це розрахунок ІКЗ та співставлення його з ІНОМ МСЗ.

ІКЗ визначається за формулами:

- загальний випадок: ;

- для ПЛ: ;

- для КЛ: ,

де rФ, r0, rТР – активні опори фазного і нульового проводів та обмотки трансформатора; хФ, х0, хТР – індуктивні опори відповідно; хВП – індуктивний опір внутрішньої петлі фаза-нуль; zTP/3 – повний опір обмотки трансформатора.

Визначається коефіцієнт кратності струму КЗ до номінального струму пристрою МСЗ:

.

Якщо , змінити вид МСЗ (щоб зменшити ) чи збільшити переріз проводів (щоб збільшити ІКЗ).

 

Розрахунок напруги на корпусі ЕУ

 

Без повторного заземлення нульового проводу:

z0 – повний опір нульового проводу:

· для ПЛ: ;

· для КЛ: ;

якщо необхідно :

- застосувати пристрої МСЗ з меншим tC;

- зменшити z0, збільшивши площу перерізу нульового проводу;

- застосувати повторне заземлення нульового проводу:

Rn – еквівалентний опір всіх повторних заземлень.

Можна визначити Rn, щоб забезпечувалась вимога.

 

Контроль занулення

 

Включає: огляд кола, вимірювання петлі фаза-нуль, розрахунок ІКЗ і співставлення його з ІНОММСЗ, вимірювання опору RP та RH.

Виконується: приймально-здавальний та періодичний; при капітальних ремонтах і не рідше 1 разу у 5 років. У міжремонтні строки контроль, пов’язаний з визначенням КС виконується для ЕУ найбільш потужних, найбільш віддалених від джерела живлення і не менше ніж для 10% від їх загальної кількості.

Вимірювання опору петлі фаза-нуль виконують по схемі А-V (з відключенням усієї мережі чи з відключенням ЕУ від мережі) або із застосуванням вимірювача М-417.

Після вимірювання опору петлі (Zn) визначають ІКЗ за формулою: і КС.

 

Захисне вимикання

 

Це – система захисту, яка забезпечує автоматичне відключення пошкодженого електроустаткування чи ділянки мережі при виникненні в них небезпеки ураження людини електричним струмом.

Схема ПЗВ складається з:

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- датчиків, які реагують на зміни параметру чи режиму мережі;

- виконавчих елементів (комутуючі пристрої і т.п.).

В основу класифікації ПЗВ покладено принцип зміни параметра мережі чи ЕУ, що виникає при пошкоджені:

- на напрузі на корпусі відносно землі;

- на струмі замикання на землю;

- на напрузі фази відносно землі (в мережах з ізольованою нейтраллю);

- на напрузі нульової послідовності (в мережах з ізольованою нейтраллю);

- на струмі нульової послідовності (застосовуються фільтри НП);

- вентильні схеми (для контролю ізоляції в мережах шахт та кар’єрів);

- схеми на оперативному струмі (змінному чи постійному);

- комбіновані схеми (мають декілька датчиків і реагують на зміну декількох параметрів).

Вимоги до ПЗВ:

- достатня чутливість, що забезпечує безпеку;

- достатня швидкодія;

- надійність;

- наявність самоконтролю чи ручного контролю справності;

- конструктивні вимоги.

 

Рис. 8.7. Схема ПЗВ

 

Схеми ПЗВ можуть застосовуватись як єдина міра захисту (тоді в них має бути самоконтроль) або у доповнення до захисного заземлення чи занулення (тоді достатньо ручного контролю справності).

Схема ПЗВ на напрузі на корпусі відносно землі чи на струмі замикання на землю. Може застосуватись для ЕУ, де неможливо чи не доцільно виконувати захисне заземлення з опором, який вимагають в ПУЭ: для пересувних ЕУ та ЕУ на ґрунтах з великим ρ. Достоїнство – простота, недолік – схема „працює” при обриві в колі заземлення.

 

Подвійна ізоляція

 

Термін означає виконання корпусів ЕУ з ізоляційних матеріалів.

Захисна дія – неможливість переходу напруги на корпус ЕУ і ураження людини UДОБ.

Область застосування обмежена недоліками, притаманними пластмасам: недостатня механічна міцність, не технологічність, не надійність з`єднань з металом.

З подвійною ізоляцією виготовляють вимірювальні прилади, арматуру електропроводок, ручні електрифіковані інструменти.

Електрозахисні засоби (ЕЗЗ)

 

При обслуговуванні ЕУ застосовуються ЕЗЗ,засоби захисту від ЕППЧ та ЗІЗ.

ЕЗЗ – засіб, призначений для забезпечення електробезпеки.

ЕЗЗ підрозділяються на ізолювальні та спеціальні для ВРПН. Ізолювальні ЕЗЗ підрозділяються на основні та додаткові.

Основний ЕЗЗ – електроізолювальний засіб , ізоляція якого тривалий час витримує робочу напругу ЕУ і який дозволяє працювати на струмопровідних частинах, що перебувають під напругою.

Додатковий ЕЗЗ – електроізолювальній засіб, який сам по собі не може за даної напруги забезпечити захист від ураження електричним струмом; він доповнює основний ЗЗ, також може захищати від напруг дотику і кроку.

Основні ЕЗЗ:

- в ЕУ понад 1 кВ: ізолювальні штанги всіх видів, ізолювальні кліщі, електровимірювальні кліщі, покажчики напруги, спеціальні пристрої – показники напруги для фазування, показники пошкодження кабелів та ін;

- в ЕУ напругою понад 1 кВ включно : ізолювальні штанги, ізолювальні кліщі, покажчики напруги, діелектричні рукавички, інструмент з ізолювальним покриттям.

Додаткові ЕЗЗ:

- в ЕУ понад 1 кВ: діелектричні рукавички, діелектричне взуття, діелектричні килими, ізолювальні підставки, ізолювальні прокладки, ізолювальні ковпаки, штанги для перенесення і вимірювання потенціалів, сигналізатори напруги, захисні огородження, переносні заземлення, плакати безпеки, інші засоби;

- в ЕУ напругою до 1 кВ включно: діелектричне взуття , діелектричні килими, ізолювальні підставки, ізолювальні накладки, ізолювальні ковпаки, сигналізатори напруги, захисні огородження, переносні заземлення, плакати безпеки, інші засоби;

Засоби захисту при ВРПН: діелектричні ковпаки, накладки ,листи-платини, наконечники, короби, комплект слюсарно-монтажного інструменту; штанги магіпулятори; ізолювальні драбини, штанги та тяга, канати вставки, навісні та опорні конструкції; полімерні ізолятори, гнучкі ізолятори та ізолювальні драбини.

ЗІЗ в ЕУ:

- захисні каски – для захисту голови;

- захисні окуляри і щитки – для захисту очей і обличчя;

- протигази і распіратори – для захисту органів дихання;

- рукавиці і рукавички – для захисту рук ;

- запобіжні пояси і страхувальні канати (при роботах на висоті м і верхолазних м);

- інші спеціальні ЗІЗ.

 

 

Організаційні заходи безпеки

 

ОЗБ визначають певний порядок виконання робіт в ЕУ. Роботи в ЕУ стосовно їх організації поділяються на такі, що виконуються:

- за нарядом – допуском;

- за розпорядженням;

- в порядку поточної експлуатації.

ОЗБ є:

- укладення і затвердження переліку робіт, що виконуються за нарядами, розпорядженнями і в порядку робочої експлуатації;

- призначення осіб, відповідальних за безпечне проведення робіт;

- оформлення робіт нарядом чи розпорядженням;

- підготовка робочих місць;

- допуск до роботи;

- нагляд під час виконання робіт;

- переведення на інше робоче місце;

- оформлення перерв в роботі та її закінчення.

Працівники, відповідальні за безпеку робіт:

- працівник, який видає наряд чи розпорядження;

- працівник, який дає дозвіл на підготовку робочого місця;

- працівник, який готує робоче місце;

- допускач;

- керівник робіт;

- наглядач;

- члени бригади.

Наряд – допуск – складене на спеціальному бланку розпорядження на безпечне проведення роботи, що визначає її зміст, місце, час початку і закінчення, необхідні заходи безпеки, склад бригади і осіб, відповідальних за безпечне виконання роботи.

За нарядом виконуються найбільш відповідальні роботи, які вимагають відповідної підготовки робочого місця:

- зі зняттям напруги;

- без зняття напруги на струмовідних частинах та поблизу них;

- без зняття напруги віддалік від струмопровідних частин, коли потрібне встановлення тимчасових огорож;

- з підійманням до 3м від рівня землі до ніг людини (роботи на висоті )

- з розбиранням конструкції опори;

- з відкопуванням стійок опори на глибину більше ніж 0,5 м;

- із застосуванням вантаж підьомних машин і механізмів у РП чи охоронній зоні ПЛ та ін.

Наряд видається на термін до 15 календарних днів від дня початку роботи і може бути продовжений 1 раз на термін не більше 15 календарних днів від дня продовження.

Розпорядження – завдання на безпечне виконання роботи, що реєструється в журналі і визначає її зміст, місце, час, заходи безпеки (якщо вони вимагаються) і осіб, яким доручено її виконання. Має одноразовий характер і строк дії його обмежений тривалістю робочого дня.

За розпорядженням виконуються менш складні роботи, що не потребують підготовки робочого місця, а саме:

- роботи без зняття напруги віддалік від струмопровідних частин, що перебувають під наругою;

- аварійно відбудовчі роботи (тривалістю до 1 години);

- роботи зі зняттям напруги в ЕУ напругою до 1 кВ;

- роботи у КРП напругою вище 1 кВ, на візках з обладнанням, які викочені з комірок і дверцята або шторки комірок зачинені;

- огляд ПЛ в легкопрохідній місцевості за сприятливої погоди;

- з підьомом до 3 м від рівня землі до ніг людини;

- з відкопуванням стійок опори на глибину 0,5 м та ін.

Поточна експлуатація – довготривале завдання на виконання оперативними чи оперативно-виробничими працівниками самостійно на закріпленої за ними дільниці на протязі зміни робіт за оформленим та затвердженним переліком.

В порядку робочої експлуатації можуть виконуватись такі роботи:

- без знятя напруги віддалік від струмопровідних частин, що перебувають під напругою (прибирання коридорів і службових приміщень, прибирання території, ремонт освітлювальної апаратури і заміна ламп);

- зі зняттям напруги в ЕУ до 1 кВ;

- обслуговування установок зовнішнього і внутрішнього освітлення;

- обслуговування цехових ЕУ та ін.