Класифікація приміщень по ступеню небезпеки ураження електричним струмом. Система засобів і заходів безпечної експлуатації електроустановок

Відповідно Правилам улаштування електроустановок усі приміщення за ступенем небезпеки ураження електричним струмом поділяються на чотири категорії:

Ø приміщення без підвищеної небезпеки;

Ø приміщення з підвищеною небезпекою;

Ø особливо небезпечні приміщення;

Ø території розміщення зовнішніх електроустановок.

До приміщень без підвищеної небезпеки відносять сухі, приміщення без пилу з нормальною температурою повітря, з підлогою з ізоляційного матеріалу (наприклад дерев’яною), у яких відсутні заземлені предмети або їх дуже мало. Прикладом таких приміщень є звичайні кімнати, контори, університетські аудиторії.

Приміщення з підвищеною небезпекою характеризуються наявністю в них однієї з таких умов, що створюють підвищену небезпеку: висока відносна вологість повітря (перевищує 75 % протягом тривалого часу); висока температура (перевищує 35 °С протягом тривалого часу); струмопровідний пил; струмопровідна підлога (металева, земляна, залізобетонна, цегляна та ін.); можливість одночасного доторкання до металевих елементів технологічного устаткування чи металоконструкцій будівлі, що з'єднані із землею, та металевих частин електроустаткування, які можуть опинитись під напругою. Прикладом приміщень з підвищеною небезпекою є склади деталей і матеріалів, цехи або майстерні механічної обробки металу або дерева (є можливість дотику одночасно до корпусу електродвигуна і до станка і т.п).

Особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю однієї з наступних умов, що створюють особливу небезпеку: 1) дуже високої відносної вологості повітря (близько 100 % ); 2) хімічно активного середовища, в якому може бути пошкоджено ізоляцію і струмоведучі частини електрообладнання; або 3) одночасною наявністю двох чи більше умов, що створюють підвищену небезпеку (див. характеристику приміщень із підвищеною небезпекою). Особливо небезпечними є більша частина виробничих приміщень, а також усі цехи електростанцій, приміщення акумуляторної, кабельний поверх і т.д.

У відношенні небезпеки поразки людей електричним струмом території розміщення зовнішніх електроустановок прирівнюються до особливо небезпечних приміщень.

Вибір електрообладнання і конструкцій електроустановок проводиться з урахуванням повітряного середовища і класу приміщень за небезпекою ураження.

Досягти основного завдання електробезпеки – мінімізації чи виключення можливості негативного впливу електричного струму на людину можна за допомогою комплексу заходів і засобів безпечної експлуатації електроустановок, до яких відносяться:

Ø система технічних засобів, що реалізуються в конструкції електроустановок;

Ø система електрозахисних засобів;

Ø система організаційно-технічних заходів і засобів.

Конструкція електроустановки має відповідати вимогам технічних умов та стандартів.

Залежно від засобів електробезпеки усі електротехнічні вироби поділяються на 5 класів: 0, 0І, І, ІІ, ІІІ.

Клас 0 - електроустановка має лише робочу ізоляцію як засіб захисту.

Клас 0І – крім робочої ізоляції на корпусі установки є пристрій для підключення його до заземлювача або нульового захисного провідника.

Клас І – установка має робочу ізоляцію і виконана таким чином, що підключити її до електричної мережі можна лише після під’єднання корпусу до заземлювача, а при від’єднанні від мережі - корпус відключається від заземлювача в останню чергу.

Клас ІІ – захист забезпечується подвійною ізоляцією.

Клас ІІІ – для живлення установки можливо використання лише малої напруги (до 42 В).

Технічні засоби і заходи з електробезпеки реалізуються в конструкції електроустановокпри їх розробці, виготовленні і монтажі відповідно до чинних нормативів. За своїми функціями технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки поділяються на дві групи:

ü технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок;

ü  технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок.

ü

Основні технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають:

ü ізоляцію струмовідних частин;

ü недосяжність до струмовідних частин;

ü електричне блокування;

ü засоби орієнтації в електроустановках та засоби сигналізації;

ü захисне розділення електричних мереж;

ü малі напруги;

ü вирівнювання потенціалів.

Ізоляція струмовідних частин забезпечується шляхом покриття їх шаром діелектрика для захисту людини від випадкового доторкання до частин електроустановок, через які проходить струм.

Ізоляція перешкоджає проходженню через неї струму завдяки великому опору.

Розрізняють робочу, додаткову, подвійну та посилену ізоляцію.

·робоча — забезпечує нормальну роботу електроустановок і захист від ураження електричним струмом;

·додаткова — забезпечує захист від ураження електричним струмом на випадок пошкодження робочої ізоляції;

·подвійна — складається з робочої і додаткової;

·підсилена — поліпшена робоча ізоляція, яка забезпечує такий рівень захисту як і подвійна.

Один із найкращих захисних заходів - подвійна ізоляція. Вона служить для захисту від ураження струмом у випадку пошкодження робочої ізоляції (електричні установки невеликої потужності, електроінструмент).

Але ізоляція, навіть у нормальних умовах (не враховуючи механічні пошкодження, вологість, хімічну дію), з часом може зношуватись, унаслідок чого її опір починає різко зменшуватись, а струм, що втрачається, - збільшується. У результаті може виникнути пробій ізоляції, наслідком якого є коротке замикання, яке може призвести до пожежі або ураження струмом.

З метою забезпечення працездатності електроустановок і безпечної їх експлуатації проводиться контроль стану ізоляції, який характеризується електричною міцністю ізоляції, її електричним опором і діелектричними втратами. В установках, напругою більше 1000 В, проводять всі види випробування ізоляції, а при напрузі до 1000 В — контролюється тільки електричний опір і електрична міцність.

Забезпечення недосяжності струмовідних частин спрямовано на захист людини від дотику до неізольованих струмовідних елементів електроустановок, тому що близько 55% електротравм пов'язані саме з цією причиною. І якщо в установках до 1000 В електротравми можливі, переважно, від дотику до неізольованих струмовідних елементів електроустановок, то за напруги більше 1000 В електротравми можливі і при дотику до ізольованих струмовідних частин.

Забезпечення недосяжності струмовідних частинпередбачає:

1) застосування захисних огорож, блокувальних пристроїв;

2)  розташування неізольованих струмовідних частин на недосяжній висоті чи у недосяжному місці (відстань до обладнання, що проводить струм, має бути тим більшою чим більша напруга).

Захисні огорожі можуть бути суцільними і сітчастими. Суцільні огорожі (корпуси, кожухи, кришки тощо) застосовуються в електроустановках з напругою до 1000 В, а сітчасті — до і вище 1000 В. Захисні дверцята чи двері мають закриватись на замок або обладнуватись блокувальними пристроями.

Електричне блокування здійснюється за допомогою автоматичного блокуючого пристрою, який запобігає неправильним, небезпечним для людини діям. Блокуючі пристрої відключають подачу напруги, коли людина потрапляє в небезпечну зону.

Блокування за принципом дії поділяють на:

·електричне блокування - забезпечує розрив мережі живлення спеціальними контактами, які встановлені на дверях огородження, розподільчих щитів і шаф, кришках і дверцятах кожухів електрообладнання;

·механічне блокування — використовується в електричних апаратах (рубильниках, пускачах, автоматичних вимикачах та ін.) і здійснюється переважно, у вигляді механічних конструкцій (стопори, замки, пружинно-стержневі і гвинтові конструкції тощо), які не дозволяють знімати захисні огородження електроустановок, відкривати комутаційні апарати без попереднього зняття з них напруги;

·електромагнітне блокування використовується для вимикачів, роз'єднувачів, заземлюючих ножів і інш. з метою забезпечення необхідної послідовності вмикання і вимикання обладнання. Вони виконуються, переважно, у вигляді стержневих електромагнітів. Стержень електромагніта при знеструмленні його обмотки під дією пружини заходить у гніздо корпуса органа управління електроустановки, що не дозволяє маніпулювати цим органом. При подачі напруги на обмотку електромагніта осердя останнього втягується в котушку електромагніта, що забезпечує розблокування органа управління електроустановкою і можливість необхідних маніпулювань цим органом.

Засоби орієнтації в електроустановках та попереджувальні засоби. Засоби орієнтації в електроустановках запобігають помилковим діям персонала і дають можливість чітко орієнтуватись при монтажі, використанні і виконанні ремонтних робіт. До засобів орієнтації в електроустановках належать: маркування частин електрообладнання, проводів і струмопроводів (шин), бирки на проводах, кольорові рішення неізольованих струмовідних частин, ізоляції, внутрішніх поверхонь електричних шаф і щитів керування, попереджувальні сигнали, написи, таблички, комутаційні схеми, знаки високої електричної напруги, знаки постійно попереджувальні тощо.

До попереджувальних засобів відносяться: попереджувальна сигналізація, попереджувальні плакати.

Попереджувальна сигналізація (звукова, світлова) - це стаціонарні пристрої, які сигналізують про вимикання апаратів або про наявність чи відсутність напруги на даній ділянці мережі.

Попереджувальні плакати використовуються для попередження про небезпеку наближення до частин обладнання, які знаходяться під напругою.

Захисне розділення електричних мереж.Розгалужена мережа великої довжини має значну ємність і невеликий активний опір ізоляції відносно землі. Струм замикання на землю може бути значним. Тому однофазний дотик в мережі з ізольованою нейтраллю є безумовно небезпечним. Якщо єдину сильно розгалужену мережу з великою ємністю і невеликим опором ізоляції розділити на ряд невеликих мереж такої ж напруги, які матимуть незначну ємність і високий опір ізоляції, то небезпека ураження різко знизиться.

Електричне розділення мережі на окремі електрично не зв’язані між собою ділянки реалізується за допомогою відокремлювального трансформатора як засобу підвищення електробезпеки.

Захисне розділення електричних мереж може реалізовуватись як у межах електричних систем, так і в межах окремих підприємств.

Застосування малих напруг. Чинні нормативні документи передбачають, що до малих напруг належать напруги 42 В і менше змінного струму частотою 50 Гц і 110 В і менше постійного струму.

Для змінного струму виділяють два діапазони малих напруг: 12 В і 42 В. Напруга до 42 В змінного і до 110 В постійного струму застосовується в приміщеннях з підвищеною небезпекою електротравм, особливо небезпечних і поза приміщеннями для живлення ручного електрифікованого інструменту, ручних переносних ламп, світильників місцевого освітлення з лампами розжарювання, в яких конструктивно не виключена можливість контакту сторонніх осіб зі струмовідними частинами, світильників загального освітлення з лампами розжарювання при висоті підвісу світильників меншій 2,5 м.

Напруга до 12 В змінного струму повинна застосовуватись для живлення від мережі переносних світильників в особливо небезпечних умовах щодо електротравматизму: металеві, бетонні, залізобетонні та інші ємкості, кабельні та інші енергетичні підземні комунікації, оглядові ями, вентиляційні камери, теплопункти тощо. Для живлення таких світильників допускається застосування понижувальних трансформаторів (через недоцільність виконання стаціонарних мереж напругою 12 В).

В понижувальних трансформаторах, щоб забезпечити безпеку при переході напруги в мережі з первинної обмотки (з боку вищої напруги) у вторинну (з боку низької напруги), останню заземляють. 

Вирівнювання потенціалів. Застосовується з метою зниження можливих напруг дотику і кроку при експлуатації електроустановок або потраплянні людини під ці напруги за інших обставин. Вирівнювання потенціалів досягається за рахунок навмисного підвищення потенціалу опорної поверхні, на якій може стояти людина, до рівня потенціалу струмовідних частин, яких вона може торкатись, або за рахунок зменшення перепаду потенціалів на поверхні землі чи підлозі приміщень в зоні можливого розтікання струму.

З пошкодженням ізоляції і замиканням на корпус виникає аварійна ситуація в роботі електроустановки та можлива поява напруги на неструмовідних частинах, що значно підвищує ризик електротравматизму.

Основні технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок включають:

ü захисне заземлення;

ü занулення;

ü захисне відключення.

Захисне заземлення, а також занулення призначаються для захисту від ураження електричним струмом при торканні до неструмовідних частин електроустановок, які опинились під напругою.  

Захисне заземлення. Відповідно до ГОСТ 12.1.009-76, захисне заземлення - це навмисне електричне з'єднання з землею чи її еквівалентом металевих неструмовідних частин електроустановок, які можуть опинитись під напругою.

Захисному заземленню підлягають:

·електроустановки напругою 380 В і більше змінного струму і 440 В і більше постійного струму незалежно від категорії приміщень (умов) щодо небезпеки електротравм;

·електроустановки напругою більше 42 В змінного струму і більше 110 В постійного струму в приміщеннях з підвищеною і особливою небезпекою електротравм, а також електроустановки поза приміщеннями;

·всі електроустановки, що експлуатуються у вибухонебезпечних зонах.

Тому обов’язково заземлюються:

·неструмовідні частини електричних машин, апаратів, трансформаторів;

·каркаси розподільчих щитів, шаф, щитів управління, а також їх знімні частини і частини, що відкриваються, якщо на них встановлено електрообладнання напругою більше 42 В змінного і більше 110 В постійного струму.

·металеві конструкції розподільчих пристроїв, металеві кабельні коробки й інші кабельні конструкції, металеві кабельні муфти, металеві гнучкі рукави і труби електропроводки, електричні світильники;

·металоконструкції виробничого обладнання, на якому є споживачі електроенергії;

·опори повітряних ліній електропередач тощо.

Конструктивно захисне заземлення включає заземлюючий пристрій і провідник, що з'єднує заземлюючий пристрій з обладнанням, яке заземлюється — заземлюючий провідник.

Заземлювачі бувають штучні та природні. Штучні призначаються виключно для заземлення – це можуть бути вертикальні та горизонтальні електроди. Для цих цілей можна використати сталеві труби діаметром 3-5 см, сталеві прути діаметром 10-12 мм і довжиною більше 10 м і інш. Природні заземлювачі – це металеві предмети, які вже знаходяться в землі та мають інше призначення, наприклад, прокладені в землі металеві труби, металеві і залізобетонні конструкції споруд, які з’єднані з землею.

Основним параметром, що характеризує заземлюючий пристрій, є опір розтіканню струму (визначається за спеціальною методикою), який залежить від опору землі. Наявність у ґрунті кислот і солей знижує опір розтікання, а при промерзанні і висиханні землі такий опір зростає.

Нормування опору захисного заземлення здійснюється залежно від напруги електроустановки. В електроустановках з напругою до 1000 В опір заземлення повинен бути не вище 4 Ом, або 10 Ом, якщо сумарна потужність підключених до мережі джерел не перевищує 100 кВт.

Опір захисного заземлення струму розтікання контролюється в терміни, встановлені чинними нормативами, з веденням відповідної документації: на вугледобувних шахтах кожні 6 місяців; цехові заземлюючі пристрої — кожні 12 місяців; заземлюючі пристрої підстанцій — раз у 3 роки.

На кожний діючий заземлюючий пристрій повинен бути паспорт, в якому наводиться його схема, дані про результати перевірок стану заземлюючого пристрою, проведені ремонтні роботи і конструктивні зміни.

Зануленням називається навмисне електричне з’єднання металевих частин електричних установок, які не проводять струм, але можуть опинитися під напругою, з нульовим захисним провідником.

Вимоги щодо застосування занулення залежно від величини напруги і категорії приміщень за небезпекою електротравм аналогічні вимогам до застосування захисного заземлення. За величиною напруги мережі живлення застосування занулення обмежується напругою до 1 кВ.

Для занулення можливо використовувати заземлену через певні відстані (100...200 м) нейтраль мережі. Якщо ж такої можливості не має, то прокладається окремий провідник - для житлових, адміністративно-побутових приміщень, приміщень масового перебування людей даний варіант є обов'язковим.

Захисне відключення являє собою комплексну систему захисту, яка забезпечує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження струмом.

Для цього використовуються пристрої захисного відключення (ПЗВ), спрацювання яких може бути спричинене струмами витоку на землю з корпуса електроустановки, зниженням опору ізоляції фази відносно землі нижче певного рівня, перерозподілом навантаження на фази, несправністю занулення (заземлення), несправністю самого ПЗВ тощо.

Час вимикання ПЗВ повинен бути не більше 0,2 с.