Захисне зрівнювання (вирівнювання) потенціалів.

Заходи захисту у разі непрямого дотику в електроустановках

Загальні відомості.

Захист у разі непрямого дотику – захист, який запобігає ураженню людини електричним струмом у разі одиничного ушкодження.

Для запобігання ураження струмом у разі ушкодження ізоляції слід застосовувати окремо або у поєднанні такі засоби захисту в разі непрямого дотику:

− захисне заземлення;

− автоматичне вимикання живлення;

− захисні зрівнювання (вирівнювання) потенціалів;

− ізолювальні (непровідні) приміщення, зони, площадки;

− системи наднизької (малої) напруги;

− обладнання класу ІІ або з рівноцінною ізоляцією.

Захист у разі непрямого дотику слід виконувати в усіх випадках, якщо номінальна напруга ЕУ перевищує 50 В змінного і 120 В постійного струму.

У приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і зовнішніх установках виконання такого захисту може знадобитися за нижчих напруг, наприклад: 25 В змінного та 60 В постійного струмів або 12 В змінного і 30 В постійного струму – за наявності вимог відповідних глав ПУЕ та інших нормативних документів.

Захисне заземлення, як основний захід захисту в разі непрямого дотику в ЕУ, розглянуто у п. 3.2.10.

Захисне автоматичне вимикання(ЗАВЖ) – це автоматичне розмикання одного або кількох лінійних провідників і, у разі потреби

Захисне автоматичне вимикання(ЗАВЖ) – це автоматичне розмикання одного або кількох лінійних провідників і, у разі потреби, нейтрального провідника, яке виконується з метою електробезпеки.

Для убезпечення експлуатації ЕУ ЗАВЖ має виконуватися захист у такихх випадках:

− глухих чи неповних замикань на землю або корпус ЕУ;

− з’явлення небезпечних струмів витоку;

− переходу напруги з вищого боку на нижчий;

− інші випадки.

Захисне зрівнювання потенціалів– це досягнення рівності потенціалів провідних частин через електричне з’єднання їх між собою.

Захисне вирівнювання потенціалів – це зниження напруги дотику і (або) кроку укладенням у землю чи у підлогу або на їх поверхні провідних частин, приєднаних до заземленого пристрою, або спеціальним покриттям землі чи підлоги.

Щодо безпеки ці заходи найчастіше застосовують сполученням опорної поверхні ніг людини із струмовідною чи струмопровідною частиною обладнання, до яких людина доторкається під час виконання робіт в ЕУ (рис. 3.16), а також у конструкціях контурних захисних заземлень.

Рис. 3.16. Схеми захисного зрівнювання (а) і вирівнювання (б) потенціалів:

а – у разі виконання робіт на струмовідних частинах (проводах);

б – у разі виконання робіт на струмопровідних частинах (корпусах ЕУ)

У разі виконання робіт із захисним зрівнюванням потенціалів на струмовідних частинах (рис. 3.16, а) на місці робіт влаштовують ізольовану від землі підставку. На верхній частині цієї підставки є робочий майданчик з металевими підлогою та огорожею. Працівник піднімається на цю площадку, а потім за допомогою ізолювальної штанги накладає перемичку між металоконструкцією площадки і проводом. Цим «переносить» потенціал провода на металоконструкцію площадки, тобто виконує «зрівнювання» їх потенціалів. Після цього можна доторкатись рукою чи інструментом до провода. Струм через людину проходити не буде, оскільки немає різниці потенціалів між проводом під напругою і площадкою.

Так можна працювати за напруги на проводі до 110 кВ. Як показано на рис. 3.16, а, існують ємності між проводом і землею, проводом і людиною, людиною і землею. Через ці ємності будуть протікати на землю струми, особливо під час накладання і зняття перемички. За напруги на проводі більш як 110 кВ ці струми стають відчутними. Для того щоб виконувати роботи на ПЛ напругою понад 110 кВ, можна застосувати таку технологію: людину розміщують у екрануючій конструкції (тоді ці ємності будуть не між людиною, а між екраном); людина накладає перемичку, перебуваючи всередині екрануючої конструкції; потім відкриває відповідне вікно і виконує потрібну роботу; після закінчення роботи вікно закривається і знімається перемичка.

У разі виконання робіт із захисним вирівнюванням потенціалів на струмопровідних частинах (корпусах) ЕУ (рис. 3.16, б) біля корпусу ЕУ на землю кладеться металевий лист або сітка. Працівник заходить на цю металоконструкцію і (за допомогою ізолювальної штанги) накладає перемичку між металоконструкцією і корпусом ЕУ. Таке вирівнювання потенціалів захищає працівника від непрямого дотику до корпусу у разі пошкодження ізоляції (до речі, у будь-якій ЕУ підстанції) і появі напруги на корпусах усіх ЕУ підстанцій. Знімається перемичка у такому порядку – спочатку від корпусу ЕУ, а потім працівник може сходити з металоконструкції.

Захисне (електричне) відділення (електричний поділ кіл)– це відділення одного електричного кола від інших в ЕУ напругою до 1 кВ за допомогою подвійної ізоляції або основної ізоляції та захисного екрана або посиленої ізоляції.

Практично це розподіл протяжної або розгалуженої електричної мережі з ізольованою нейтраллю на окремі електрично не пов’язані одна з одною ділянки, за допомогою розділового трансформатора.

Розділовий трансформатор – це трансформатор, вторинні обмотки якого відділені від первинної обмотки за допомогою захисного електричного поділу кіл.

З погляду небезпеки електричний поділ кіл «дає змогу» зменшити силу струму, що протікатиме через людину у разі однофазних прямих дотиків і силу струму замикання на землю (тобто «зменшити» напруги непрямого дотику до корпусу і кроку) на ділянці ЕМ поза трансформатором. Відбувається це завдяки тому, що розділові трансформатори здійснюють розділення електричної мережі з ізольованою нейтраллю ДЖ на окремі ділянки, які мають більші опори витоку r′ порівняно з опорами витоку усієї мережі r і менші власні ємності С′ порівняно з ємністю усієї мережі С (r’=r·n, С’ = С/n; де n – кількість ділянок, на які поділяється загальна мережа). Таким чином, опір кожної ділянки мережі відносно землі збільшується в n разів, а сили струмів через людину і замикання на землю зменшується майже в n разів.

Реально це схема живлення одного споживача від окремого розділового трансформатора. У цьому разі нейтраль мережі з первинного боку може бути ізольованою або заземленою, а з вторинного боку – обов’язково ізольованою.

Ізолювальні (непровідні) приміщення, зони, площадки– це приміщення, зони чи площадки, в яких (на яких) захист від непрямого дотику забезпечується високим опором підлоги і стін і в яких відсутні заземлені провідні частини.

Захисна дія цих конструкцій полягає у великому опорі їх відносно землі, що обмежує силу струму, який може протікати через людину, яка доторкнулася до частини ЕУ під напругою.

Ці конструкції, як захід захисту від непрямого дотику, дозволяється застосовувати в ЕУ напругою до 1 кВ, що доступні тільки для кваліфікованих працівників, які обслуговують ці ЕУ.

Опір ізольованої підлоги і стін таких приміщень, зон чи площадок у будь-якій точці відносно локальної зони повинен бути не нижче:

− 50 кОм – для ЕУ номінальною напругою до 500 В включно;

− 100 кОм − для ЕУ номінальною напругою понад 500 В.

Системи наднизької (малої) напруги можна застосовувати для захисту від ураження електричним струмом у разі непрямого дотику і у разі випадку прямого дотику в ЕУ напругою до 1 кВ, особливо у приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних.

Наднизька (мала) напруга – це напруга між будь-якими провідниками або будь-яким провідником і землею, яка не перевищує 50 В змінного струму і 120 В постійного струму.

Наднизька напруга убезпечує працівників від ураження електричним струмом завдяки таким двом положенням:

− у разі наднизької напруги через будь-який опір (у т.ч. і тіло людини) протікатиме відповідно і струм «наднизької сили»: ;

− опір тіла людини обернено залежить від напруги на тілі людини:; тобто, якщо напруга наднизька, то опір тіла людини буде набагато більше 1 кОм.

Наднизьку напругу застосовують трьох систем:

1 – система БННН – система безпечної наднизької напруги, в якій струмовідні частини системи БННН електрично відділені від інших кіл вищої напруги за допомогою захисного електричного поділу кіл;

2 – система ЗННН – система захисної наднизької напруги, становить собою систему БННН у разі заземлення її кола;

3 – система ФННН – це система функціональної наднизької напруги, в якій за умовами експлуатації для живлення електроприймачів використовуєть наднизьку напругу, але у цьому разі не можна виконати умови щодо БННН і ЗННН або в їх застосуванні немає потреби, а для захисту від ураження електричним струмом у колі наднизької напруги використовують додаткові захисні заходи (огорожі або ізоляція, яка відповідає ізоляції первинного кола, та автоматичне вимикання живлення).

Для отримання наднизької напруги можна застосовувати різні джерела: гальванічні елементи, акумулятори, перетворювачі, але найчастіше застосовують безпечні розділові трансформатори.

Безпечний розділовий трансформатор – це розділовий трансформатор, призначений для живлення кіл наднизької напруги.

У разі застосування систем БННН і ЗННН захист від ураження електричним струмом вважається достатнім, якщо вони відповідають таким вимогам:

− джерелом живлення кіл повинен бути безпечний розділовий трансформатор або інше джерело, яке забезпечує рівноцінний ступінь безпеки;

− улаштування кіл систем повинно гарантувати електричне відділення від кіл вищої напруги;

− провідники кіл потрібно укладати окремо від провідників вищих напруг і захисних провідників;

− струмовідні частини систем БННН не слід приєднувати до заземлювача, струмовідних частин і захисних провідників інших кіл;

− захист від прямого дотику у колах БННН і ЗННН потрібно здійснювати за допомогою огорож чи оболонок або за допомогою ізоляції, яка відповідає випробній напрузі 500 В змінного струму впродовж 1 хвилини.

У разі застосування ФННН захист від ураження електричним струмом повинен відповідати таким вимогам:

− джерелом живлення кіл може бути трансформатор, вторинну обмотку якого відділено від первинної тільки ізоляцією, або ДЖ, що застосовується у системах БННН і ЗННН;

− захист від прямого дотику потрібно забезпечувати за допомогою огорож чи оболонок або за допомогою ізоляції, яка відповідає мінімальній випробній напрузі для ізоляції первинного кола;

− захист у разі непрямого дотику потрібно забезпечувати з’єднанням відкритих провідних частин обладнання у колі системи ФННН із захисним провідником первинного кола, якщо це коло захищено за допомогою автоматичного вимикання живлення.

7.2.13. Загальні вимоги до систем наднизької напруги:

− вилки для кіл систем БННН, ЗННН і ФННН не повинні входити у штепсельні розетки вищої напруги, а штепсельні розетки систем не повинні допускати вмикання вилок іншої напруги;

− штепсельні розетки кіл системи БННН не повинні мати захисного контакту, а системи ФННН повинні мати контакт для приєднання захисного провідника.