Класифікація електроустаткування за умовами безпеки; мережа з ізольованим нейтралем, її аналіз, мережа із заземленим нейтралем, аналіз; освідотство електроустановок

По условиям электробезопасности электроустановки разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В включительно и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Одним из основных факторов, влияющих на опасность поражения электрическим током является режим работы нейтрали. Нейтраль (нейтральная точка обмотки источника или потребителя энергии) есть точка, напряжения которой относительно внешних выводов обмотки одинаковы по абсолютному значению Нейтраль, заземленная путем непосредственного присоединения к заземлителю или через малое сопротивление, называется глухозаземленной нейтралью.

а) б)

 

в) г)

 

 

Рисунок 3 Схемы электрических сетей с различными режимами работы нейтрали:

Трехфазные системы в зависимости от режима нейтрали могут быть выполнены по четырем схемам рис. 3:

а) трехпроводная с изолированной нейтралью;

б) трехпроводная с заземленной нейтралью;

в) четырехпроводная с изолированной нейтралью;

г) четырехпроводная с заземленной нейтралью

На судах морского флота применяются сети с изолированной нейтралью. Рассмотрим сеть с изолированной нейтралью рис. 4.

Схемы включения тела человека в сеть с изолированной нейтралью:

а) при нормальном режиме работы сети;

б) при аварийном режиме работы

Рисунок 4 – Однофазное прикосновение человека при нормальном режиме работы сети

Хс - емкостное сопротивление относительно земли;

R_h - сопротивление тела человека;

U_пр – напряжение прикосновения.

Рисунок 5 – Однофазное прикосновение человека при аварийном режиме работы сети

При прикосновении к одной из фаз сети с изолированной нейтралью последовательно с сопротивлением человека оказывается включенным сопротивление изоляции и емкости относительно земли двух других фаз. В этом случае проходящий через тело человека ток по величине будет ограничиваться включенным последовательно с человеком эквивалентным сопротивлением изоляции фаз, состоящим из активной и емкостной составляющей.

В случае однофазного прикосновения при наличии одновременного замыкания на землю другой фазы, т.е. когда сопротивление изоляции этой фазы становится малым, человек оказывается под линейным напряжением аналогично случаю с двухфазным прикосновением.

Из сказанного следует, что в установках до 1000 В с изолированной нейтралью безопасность их обслуживания обеспечивается при сравнительно небольшой протяженности сети, от которой зависит значение емкости, и высоким уровнем сопротивления изоляции фаз относительно земли. Последнее условие может быть выполнимо путем непрерывного контроля изоляции, своевременного и быстрого отыскания и устранения мест повреждения квалифицированным персоналом.

На предприятиях (береговых сооружениях), где сети разветвленные и имеют большую протяженность, следовательно, и большую емкость, система с изолированной нейтралью теряет свое преимущество, так как снижается сопротивление участка "фаза-земля". С точки зрения электробезопасности в таких случаях предпочтение отдается сети с заземленной нейтралью рис. 6.

Схемы включения тела человека в сеть с глухозаземленной нейтралью:

 

Рисунок 6 – Схема включения тела человека в сеть с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме работы сети

 

Рисунок 7 – Схема включения тела человека в сеть с глухозаземленной нейтралью при аварийном режиме работы сети

В этих сетях при однофазном прикосновении (в том числе при прикосновении к незаземляемому корпусу оборудования, имеющего пробой фазы на корпус) ток проходит через тело человека, землю и заземленную нейтраль.

Человек оказывается включенный под фазное напряжение. При этом ток через человека не будет ограничиваться сопротивлением изоляции других фаз, которое при изолированной нейтрали включено последовательно с телом человека и ограничивает протекание черев него ток. Если же одна из фаз будет иметь замыкание на землю, а человек прикоснется к другой фазе сети с заземленной нейтралью, то к телу человека будет приложено напряжение больше фазного, но меньше линейного.

В сети с заземленной нейтралью опасность поражения может быть устранена вследствие быстрого отключения поврежденного участка соответствующей защитой.

Технічні засоби забезпечення електробезпеки: суть захисного заземлення, занулення, вирівнювання потенціалів, захисного відключення, електричної ізоляції; огороджування, блокування, знаки безпеки, надписи та плакати; засоби захисту.

Электробезопасность должна обеспечиваться:

- конструкцией электроустановок;

- техническими способами и средствами защиты;

- организационными и техническими мероприятиями;

Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства:

- защитное заземление;

- зануление;

- выравнивание потенциалов;

- малое напряжение;

- электрическое разделение сетей;

- защитное отключение;

- изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная);

- компенсация токов замыкания на землю;

- оградительные устройства;

- предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности;

- средства защиты и предохранительные приспособления.

3.1 Защитное заземление

Заземление частей электроустановки и корпусов электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением - основной способ защиты в сетях с изолированной нейтралью до 1000 Вив сетях свыше 1000 В.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением рис. 1.

 

Рисунок 1 – Принцип действия защитного заземления

R_1…3 - сопротивление фаз относительно земли;

R₃ - сопротивление защитного заземления;

I_3м - ток замыкания на землю

Смысл защитного заземления заключается в том, чтобы создать между корпусом защищаемого оборудования и землей электрическое соединение достаточно малого сопротивления для того, чтобы в случае замыкания на корпус прикосновение человека к этому корпусу не могло вызвать через его тело ток опасной величины.

Для сохранения действенности защитного заземления Правилами предусматривается периодический контроль за его состоянием, заключающийся во внешнем осмотре видимой части заземляющего устройства, измерении сопротивления заземляющего устройства, проверки надежности соединений в цепи заземления. Согласно ПУЭ, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом при междуфазном напряжении 380 В.

Широкое применение заземления объясняется, с одной стороны, достаточной надежностью, а с другой - относительной простотой устройства и обслуживания элементов этой защиты по сравнению с другими видами защит. Однако защитное заземление не защищает от поражения электрическим током при непосредственном прикосновении к токоведущим частям.