Файл: диплом.doc

Широко використовується світлова сигналізація для попередження про наявність напруги на тих або інших частинах електрообладнання. Експлуатаційний персонал зобов'язаний слідкувати за його справністю, заміною сигнальних ламп і т.п., оскільки це важливий технічний засіб захисту від випадкового дотику до струмоведучих частин.

Для чіткої орієнтації персоналу та безпомилкового визначення увімкненого та вимкненого обладнання, що призначене для передачі напруги в електрообладнанні; служать написи, які визначають стан апарата "ВКЛ", "ВИКЛ" і т.п. Для попередження помилкових дій персоналу, наслідком чого може стати дотик до струмоведучих частин, служать також попереджувальні і забороняючі позначки та написи, наприклад: "Стій! Напруга!", "Не вмикати! Працюють люди!" тощо. Має бути встановлений чіткий порядок вивішування і зняття переносних плакатів, які будуть сприяти вихованню у персоналу уважного відношення до цих засобів захисту.

Ізоляція струмоведучих частин. Покриття струмоведучих частин або відокремлення їх від інших частин прошарком діелектрика забезпечує протікання струму по потрібному шляху та безпечну експлуатацію електрообладнання. В електроустановках застосовуються такі види ізоляції: робоча, допоміжна, подвійна та посилена.

Робоча - це ізоляція струмоведучих частин, що забезпечує нормальну роботу електроустановки і захист від ураження електричним струмом.

Допоміжною називають ізоляцію, що передбачається як додаткова до робочої для захисту від ураження електричним струмом у випадках її пошкодження.

Подвійна ізоляція складається із робочої і допоміжної ізоляцій.

Посилена - це покращена робоча ізоляція, що забезпечує такий саме ступінь захисту, як подвійна.

Належить враховувати, що навіть найякісніша ізоляція під впливом фізичних процесів, що пов'язані з роботою електроустаткування, від дії навколишнього середовища і, нарешті, просто з часом втрачає свої ізоляційні властивості. Тому кваліфіковане своєчасне технічне обслуговування та профілактика електроустановок, постійний контроль за станом ізоляції є надійною гарантією забезпечення електробезпеки.

Опір ізоляції нормується для дільниці мережі і повинен бути не менше 10 МОм - для вторинних ланцюгів електричних колів керування захисту, вимірювання та сигналізації в електроустановках напругою понад 1000 В; 5 МОм - для вторинних ланцюгів керування, захисту, сигналізації в релейно-контакторних схемах установок напругою до 1000 В.

Опір ізоляції машин визначається в залежності від їх потужності, Ом:

(6.1)

де U - напруга, В;

N - потужність, Вт.

Для вимірювання опору використовують прилад мегомметр типу М1101, призначений на напруги 500; 1000 і 2500 В із межами вимірювань 0...100; 0...1000 і 0...10 000 МОм. Щоб отримати уявлення про опір ізоляції всієї мережі, вимірювання треба проводити під робочою напругою із підключеними споживачами.

Такий контроль можливий тільки в мережах з ізольованою нейтраллю, в мережі з заземленою нейтраллю постійний струм приладу контролю ізоляції замикається через заземлення нейтралі і мегомметр покаже 0.

На підприємствах широко використовується випробування ізоляції підвищеною напругою. Цей метод найбільш ефективний для виявлення місцевих дефектів ізоляції і визначення її міцності, тобто властивості довгочасно витримувати робочу напругу. Електричні машини і апарати випробовують струмом промислової частоти, як правило, протягом 1 хв. Подальша дія струму може вплинути на якість ізоляції. Значення випробувальної напруги нормується в залежності від номінальної напруги електроустаткування та виду ізоляції.

Найбільший ступінь безпеки досягається при напрузі 6... 12 В, тому що при такій напрузі струм, що проходить через людину, не перевищує 1,5 мА. В приміщеннях із підвищеною небезпекою і особливо небезпечних, де опір тіла людини може бути значно знижений, струм, що проходить через тіло людини, може в кілька разів перевищувати ці величини. Однак навіть якщо прийняти опір тіла людини R_л - 1000 Ом, то при напрузі 12 В струм не перевищує величину, припустиму при випадковому дотику, - 12 мА.

Джерелом малої напруги може бути батарея гальванічних елементів, акумулятор, випрямне обладнання, перетворювач частоти, знижуючий трансформатор, що працюють на напругах 12; 24 і 42 В. Використання автотрансформаторів як джерела малих напруг заборонено, оскільки мережа малої напруги в цьому випадку завжди зв'язана з мережею вищої напруги.

Для розділення мережі можуть застосовуватися не лише трансформатори, а й перетворювачі частоти та випрямні установки, які повинні зв'язуватися з мережею живлення тільки через розподільний трансформатор.

Захисне заземлення. Захисне заземлення - це примусове електричне з'єднання із землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин електроустановок, корпусів та оболонок, конструкцій, огороджень та ін , які можуть опинитися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції.

Основна мета захисного заземлення полягає в тому, щоб знизити до безпечної величини напругу відносно землі, яка виникає на неструмоведучих металевих частинах електроустановок при пошкодженні ізоляції або відповідному з єднанні із струмоведучими частинами. Безпека забезпечується шляхом заземлення корпуса заземлювача що має малий опір і малий коефіцієнт напруги дотику.

Із схеми заміщення ланцюгу однофазного струму замикання видно, що опір тіла людини і заземлювача паралельні. Тому переважна частина струму замикання на землю пройде через заземлювач (r₃ = 4 Ом) і тільки незначна частина - крізь тіло людини (опір тіла людини навіть в найгірших умовах R_Л = 1000 Ом). В цьому суть захисного заземлення.

Захисне заземлення може бути ефективне в тому випадку, якщо струм замикання на землю не збільшується із зменшенням опору заземлювача. Це можливо у мережах із ізольованою нейтраллю, де при замиканні на землю або на заземлений корпус струм не залежить від провідності (або опору) заземлення, а також в мережах напругою вище 1000 В із заземленою нейтраллю. В останньому випадку замикання на землю є коротким замиканням, при ньому спрацьовує максимальний струмовий захист. В мережі із заземленою нейтраллю напругою до 1000 В заземлення не ефективне, оскільки навіть при глухому замиканні на землю струм залежить від опору заземлення та із зменшенням останнього струм зростає.

Згідно з діючими правилами захисне заземлення повинно влаштовуватися в електроустановках при напрузі понад 42 В змінного струму та 110 В - постійного в приміщеннях із підвищеною небезпекою, особливо небезпечних та у зовнішньому електроустаткуванні.

Об'єкти, що підлягають заземленню, приєднують до заземлюючої магістралі за допомогою окремого заземлюючого провідника. Не дозволяється послідовне з'єднання заземлюючих провідників від кількох одиниць обладнання, тому що у разі порушення цілості з'єднання незаземленими можуть опинитися зразу декілька електроустановок. Опір заземлюючого пристрою дорівнює сумі опорів розтікання струму із заземлювачів в землю та опору заземлюючих провідників.

Для забезпечення безпеки величина опору заземлюючих пристроїв у відповідності з ПУЕ не повинна перебільшувати 4 Ом, а при потужності генераторів та трансформаторів 100 кВА та менше опір заземлюючих пристроїв має бути не менше 10 Ом.

Заземлюючим пристроєм називається сукупність з'єднаних між собою заземлювачів-провідників (електродів), що знаходяться в безпосередньому контакті з землею, та заземлюючих провідників, які з'єднують заземлюючі частини електрообладнання із заземлювачем.

Приєднання заземлюючих провідників до заземлювачів, заземлюючого контуру та до заземлюючих конструкцій повинно виконуватися зварюванням, а до корпусів апаратів, машин та опор повітряних ліній електропередачі - зварюванням або надійним болтовим з'єднанням.

Залежно від розташування заземлювачів по відношенню до заземленого обладнання їх ділять на виносні і контурні.

Перевагою виносного заземлюючого пристрою є можливість вибору місця розміщення електродів заземлювача з найменшим опором землі.

Контурний заземлюючий пристрій характеризується тим - що заземлюючі електроди розміщуються поза контуром (периметром) площадки, на якій знаходиться заземлюване обладнання.

Основним елементом заземлюючого пристрою є заземлювачі, які бувають природними та штучними. До природних відносяться різні технологічні металоконструкції, що мають надійне з'єднання із землею: арматура залізобетонних конструкцій, металеві оболонки кабелів (крім алюмінієвих), обсадні труби та ін. Для заземлення в першу чергу повинні використовуватися природні заземлювачі.

надійності з'єднань штучних заземлювачів;є) вибіркове розкриття ґрунту для огляду елементів заземлюючого пристрою, що знаходиться у землі.

Зовнішній огляд заземлюючого пристрою виконується разом з оглядом електрообладнання, трансформаторів підстанцій та розподільних пунктів, а також цехових та інших електроустановок.

Захисне занулення. Зануленням називається примусове електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою.

Занулення має захищати від ураження електричним струмом при дотику до неструмоведучих металевих частин електроустаткування, що опинилося під напругою, та застосовується в електроустановках напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю (трифазних чотирипровідних) або з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму.

Фізична суть занулення полягає в тому, що завдяки примусово виконаному за допомогою нульового захисного провідника металевому зв'язку корпусів обладнання з глухозаземленою нейтраллю джерела живлення будь-яке замикання на корпус перетворюється в однофазне коротке замикання із наступним автоматичним відключенням аварійної ділянки від мережі апаратами захисту (запобіжники, автоматичні вимикачі та ін.). Крім того, ще до спрацьовування захисту струм короткого замикання викликає перерозподіл напруги в мережі, що приводить до зниження напруги корпуса відносно землі. Таким чином, занулення зменшує напругу дотику та обмежує час, протягом якого людина, що торкнулася корпусу, може потрапити під дію напруги.

Щоб забезпечити швидке вимкнення аварійної ділянки, струм короткого замикання повинен бути достатньо великим. Згідно з вимогами ПУЕ струм короткого замикання повинен не менше ніж в 3 рази перевищувати номінальний струм плавкої вставки найближчого запобіжника або номінальний струм нерегульованого роз'єднувача автоматичного вимикача.

Захисне відключення. Захисним відключенням називається система, яка забезпечує швидке автоматичне відключення аварійної ділянки мережі при замиканні на корпус, при зниженні опору ізоляції відносно землі і у випадку безпосереднього контакту людини, яка стоїть на землі, із струмової частиною електроустановки, що знаходиться під напругою.

Найбільш раціональним є використання захисного відключення в електроустановках напругою до 1000 В в таких випадках: в рухомих електроустановках з ізольованою нейтраллю; в стаціонарних установках для захисту електрифікованого інструменту; в умовах підвищеної небезпеки в стаціонарних електроустановках з наглухо заземленою нейтраллю на окремих споживачах великої потужності. Пошкодження електроустановки призводить до змін певних величин, які можна використовувати як вхідні величини автоматичного приладу, що здійснює захисне відключення, Так, при замиканні на корпус він перебуває під напругою відносно землі.

Якщо корпус заземлений або замикання відбулось безпосередньо на землю, виникає струм замикання на землю і внаслідок порушення симетрії опору фаз відносно землі, при замиканні на землю змінюються фазні напруги відносно землі і виникає напруга між нейтраллю джерела та землею. Замикання на землю призводить до зниження загального опору мережі відносно землі.

Всі пристрої захисного відключення складаються із датчика, перетворювача і виконавчого органа. В залежності від прийнятих вхідних величин, пристрої захисного відключення умовно діляться на типи, які реагують на потенціал (напругу) корпуса відносно землі, струму замикання на землю, напруги і струму нульової послідовності, напруги фази відносно землі, оперативного струму, вентильних схем.

Захист від небезпеки при переході напруги з вищої на нижчу. При пошкодженні ізоляції між обмотками вищої і нижчої напруги трансформатора виникає небезпека переходу напруги і, як наслідок, - небезпека ураження людини, виникнення пожежі.

Засоби захисту залежать від режиму нейтралі. Захист від небезпеки переходу напруги із мережі вищої (понад 1000 В) і мережу нижчої напруги (до 1000 В) здійснюється шляхом заземлення нейтралі або фази мережі нижчої напруги (до 1000 В).