Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «4. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТРОЛЕ ЗУ». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Заземляющие устройства энергообъектов подвергаются совместному воздействию грунтовой коррозии и токов короткого и двойного замыкания на землю. Воздействие больших токов ускоряет разрушение естественных и искусственных заземлителей.
На энергообъектах как правило разрушаются:
трубопроводы хозяйственного водоснабжения и аварийного пожаротушения;
заземляющие проводники в местах входа в грунт, непосредственно под поверхностью грунта;
сварные соединения в грунте;
горизонтальные заземлители;
нижние концы вертикальных электродов.
Разрушения бывают:
локальные;
местные;
общие.
Локальные коррозионные повреждения заземляющих проводников выявляются при осмотрах (в основном со вскрытием грунта), а также при измерениях напряжения прикосновения и проверке металлосвязи.
Местная коррозия характеризуется появлением на поверхности проводника отдельных, иногда множественных, повреждений в форме язв или кратеров, глубина и поперечные размеры которых соизмеримы и колеблются в пределах от долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Общая коррозия возникает в грунтах с большой коррозионной активностью.
Для сплошной поверхностной коррозии характерно равномерное по всей поверхности проводника проникновение в глубь металла с соответствующим уменьшением размеров поперечного сечения элемента. После механического удаления продуктов коррозии поверхность металла оказывается шероховатой, но без очевидных язв, точек коррозии или трещин.
Количественная оценка степени коррозионного износа производится выборочно по участкам контролируемого элемента ЗУ путем измерения характерных размеров, зависящих от вида коррозии. Эти размеры определяются после удаления с поверхности элемента продуктов коррозии.
При сплошной поверхностной коррозии характерными размерами являются линейные размеры поперечного сечения проводника (диаметр, толщина, ширина), измеряемые штангенциркулем.
При местной язвенной коррозии измеряется глубина отдельных язв (например, с помощью штангенциркуля), а также площадь язв на контролируемом участке.
Элемент ЗУ должен быть заменен, если разрушено более 50% его сечения.
Для выявления тенденции коррозии и прогнозирования срока службы заземлителей рекомендуется произвести измерения электрохимического окислительно-восстановительного потенциала, удельного сопротивления грунта и определить наличие блуждающих токов в земле.
Методика этих измерений приведена в приложении 3.
Что такое напряжение прикосновения
При аварии электрооборудования, повреждении его заземляющей шины или просто нарушении изоляции проводника существует вероятность того, что в месте такого пробоя появится определённое напряжение.
Как пример можно привести человека, который случайно прикоснулся к корпусу повреждённой электроустановки. В этом случае значением напряжения прикосновения будет разность потенциалов в точке касания проводника и на поверхности пола или грунта. При этом напряжение может быть безопасным, при численном значении до 65В переменного тока, и не случится ничего страшного. Но при превышении этого значения напряжение прикосновения может быть крайне опасным. При большем значении параметров этого явления уже стоит использовать защитную спецодежду.
При удалении человека от места заземления установки значение напряжения прикосновения возрастает. Так как за пределами зоны растекания место с положительным значением потенциала при замыкании, значение его будет фактически равно напряжению на приборе.
Интересно. Многим знаком гонор опытных электриков, которые при определённых условиях могут трогать оголённые провода голой рукой или вставлять металлические стержни в бытовую розетку. Дело в том, что при достаточном сопротивлении тела и при наличии проводимого пола напряжение прикосновения крайне невелико, но нужно отметить, что оценить на глаз параметры тока и разницы потенциалов, а также учесть сопротивление тела человека в определённых условиях крайне сложно, повторять такие «фокусы» нельзя!
Шаговым называется напряжение между 2-мя соседними точками цепи, лежащими на расстоянии, приблизительно равном усредненной длине шага (0,8м).
При этом наибольшим потенциалом обладают именно участки соприкосновения самих проводников с полом или землей. По ходу отдаления потенциал поверхности будет уменьшаться, т.к. увеличение сечения проводника пропорционально полному квадрату радиуса, на расстояниях около 18-25м может условно приравниваться к 0. Прямая опасность шагового напряжения существенно возрастает при увеличении площади опоры. При падении ток будет проходить не только через ноги, но и через все остальное тело, с ростом повреждений.
Напряжением прикосновения принято называть напряжение между 2-мя соседними точками цепи, к которым можно прикоснуться одновременно. Риск от прямого прикосновения рассчитывается с учетом максимальных величин тока, проходящего через тело. Кроме всего прочего, величина замеряемого напряжения зависит от:
- схемы замеряемой цепи;
- нейтрали и её исполнения (может быть заземленной или изолированной);
- реализации изоляции токопроводящих элементов;
- величины емкостей токопроводящих элементов.
Измерение и расчет напряжений прикосновения и шага необходимы для всесторонней оценки безопасности рабочего состава. Без проведения исследований невозможно грамотно реализовать защиту оборудования при перепадах напряжения.
Методика измерения напряжения прикосновения
Главная > Теория > Напряжение прикосновения
Электричество – одно из наиболее важных открытий человечества, достаточно сказать, что большинство промышленных и бытовых предприятий на сегодняшний день завязаны на энергосистемы. Но в то же время электросети опасны для человека. Опасность, в основном, заключается в аварийных и повреждённых отдельных узлах и элементах сети. Так, обычный пробой в изоляции провода может привести к опасным последствиям для жизни здоровья.
Электронапряжение, возникающее в организме человека в момент его контакта с проводником под током одновременно в двух точках, называют напряжением прикосновения. Возникнуть такая ситуация может при касании аварийного электрооборудования или кабеля с повреждённой изоляцией.
Фактически же это явление привязано к двум контактным площадкам на проводнике либо к проводнику и к поверхности грунта или пола, где стоит человек, «включившийся» в электросистему.
Пути снижения опасности
ГОСТ 12.1.038-82 (2001) от 01.03 2021 г. является основным нормативным документом, на который ориентируются при принятии необходимых мер. Этот ГОСТ рассматривает нормы максимально возможных значений напряжения прикосновения.
Чтобы обеспечить электрическую безопасность для людей, применяют следующие шаги:
- монтаж защитных заземляющих устройств;
- зануление рабочего оборудования;
- монтаж систем уравнивания потенциалов (ОСУП);
- ограждение и установка защитных щитов на оборудование, находящееся под напряжением;
- применение в работе пониженного напряжения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных;
- обеспечение персонала предметами коллективной и индивидуальной защиты: изолированным электроинструментом и диэлектрическими средствами;
- использование устройств защитного отключения (УЗО) и сигнализации.
Заземляющие устройства предназначены для защиты от короткого замыкания фазы на корпус. Они монтируются для уменьшения напряжения между землёй и токоведущими частями электроустановок.
Расчет напряжения прикосновения
Выполняя расчёты, определяют возможное значение тока в случае касания. Для расчётов рассматриваются две схемы электросетей:
- схема с глухозаземлённой нейтралью;
- система с изолированной нейтралью.
В первом случае, при влиянии на человека фазного напряжения (220 В), величина тока через него сдерживается сопротивлением цепи: фаза – тело – обувь – пол (грунт). Исходя из этого, формула имеет вид:
Iч = Uф/(Rч + Rоб + Rп + R0) ≈ Uф / Rч,
где:
- R0 – сопротивление защитного проводника нейтрали трансформатора, R0 ≤ 10 Ом;
- Uф – фазное напряжение;
- Rч – сопротивление человека;
Для линейного напряжения ток протекания рассчитывают, применяя формулу:
Iч = Uл/√3*( Rч + Rоб + Rп + R0).
Во втором случае, где нейтраль изолирована, работают с формулами:
- Iч = Uл/ Rч – для момента двухфазного касания;
- Iч = 3Uф/(3Rч + Rиз) – вариант однофазного контактирования, где Rиз – это сопротивление изоляции фазных проводов по отношению к земле.
Напряжение прикосновения
Поражение током возможно при прикосновении к заземленному корпусу электрооборудования, на которое произошло замыкание. В этом случае, когда человек касается одновременно корпуса, оказавшегося под напряжением, и земли, на которой стоит, он может оказаться под напряжением прикосновения Uпр.
Напряжение прикосновения – разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Потенциалы на поверхности грунта при замыкании тока на корпус потребителя распределяются по гиперболической кривой. Напряжение прикосновения равно разности потенциалов корпуса электрооборудования и точек почвы, на которых находятся ноги человека. Чем дальше электродвигатель находится от заземления, тем под большее напряжение прикосновения человек попадает, и наоборот, чем ближе к заземлителю, тем меньше напряжение прикосновения Uпр. За пределами зоны растекания тока напряжение прикосновения равно напряжению на корпус оборудования относительно земли.
5.1. При выполнении измерений напряжения прикосновения необходимо:
– перед каждым измерением необходимо производить проверку работоспособности средства измерения;
– проверка правильности подключения сетевого гнезда перед выполнением тестов и измерений при помощи измерителя MRP-120 не является необходимой. Измеритель автоматически контролирует правильность соединения и сигнализирует об ошибках подключения.
– поддерживать нормальный режим работы средства измерения.
5.2. Для измерения напряжения прикосновения и тока отключения УЗО необходимо:
– выполнить подключение L, N (нейтральный провод можно не подключать) и PE от электрооборудования в соответствии с рис.1;
– при помощи переключателя выбрать функцию измерения UB,IA;
– выбрать значение безопасного напряжения;
– выбрать начальную фазу тестового тока;
– при нажатии клавиши производится измерение Ub, результат выводится на основное считывающее поле.
Если напряжение прикосновения, измеренное при токе 40% In, превышает предварительно установленное значение безопасного напряжения UL, то измерение будет прервано и высвечен символ Ub.
Рисунок 1 – Схема измерения прикосновения прибором MRP-120.
5.3. Для начала измерения нажать клавишу “start”. На дисплее появится значение напряжения прикосновения.
Измерение напряжения прикосновения MRP-120
При выполнении измерений напряжения прикосновения и шага монтаж элементов схемы должен быть выполнен в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (техническое описание и инструкция по эксплуатации) на применяемые средства измерений и вспомогательные устройства.
3.2. При выполнении измерений должны соблюдаться условия эксплуатации средств измерений и вспомогательных устройств, указанные в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации на применяемые средства.
4.1. При подготовке к выполнению измерений напряжения прикосновения и шага необходимо проверить: — наличие и комплектность документации, необходимой для эксплуатации средств измерений и вспомогательных устройств; — наличие действующих поверительных клейм на средства измерений.
Помимо спецодежды присутствуют конструктивные соображения. Чтобы уменьшить напряжение шага и прикосновения, уравниваются потенциалы. Это достигается вводом заземлителя в почву в нескольких точках. Обычно по периметру определённой формы. Получается, во всех местах входа потенциал равен, и напряжение прикосновения выше всего за пределами указанной линии. Внутри остаётся опасность, обусловленная псевдослучайными процессами, но намного ниже, чем при одинарном контуре.
Форма периметра зависит от имеющихся на местности условий: линия, если так повышается безопасность передвижения, либо сетка, квадрат, шестиугольник и пр. Если брать европейские стандарты, встречается конструкция подземного контура заземлителя в виде гребёнки. Это сделано для снижения тока растекания: движущиеся заряды приходятся на больший периметр, что закономерно снижает разницу потенциалов (по закону Ома для участка цепи). Аналогичная идея использована и в указанном выше случае. Чем протяжённое периметр, тем меньше напряжение прикосновения.
Итак, конструкция заземлителя играет большую роль в защите от опасности персонала и случайных прохожих. В частности, территория предприятия обнаруживает скопление случайных заземлителей, объединённых в единую цепь. Включая контур громоотвода. Все это делается с целью уменьшения опасности на случай аварии
Продолжим акцентировать внимание: рассматриваются именно случаи утечки. В прочих ситуациях ток через защитный и рабочий нулевой проводник весьма мал
Это достигается как исправностью изоляции, так и равномерной нагрузкой по всем фазам.
Пути снижения опасности
ГОСТ 12.1.038-82 (2001) от 01.03 2022 г. является основным нормативным документом, на который ориентируются при принятии необходимых мер. Этот ГОСТ рассматривает нормы максимально возможных значений напряжения прикосновения.
Чтобы обеспечить электрическую безопасность для людей, применяют следующие шаги:
- монтаж защитных заземляющих устройств;
- зануление рабочего оборудования;
- монтаж систем уравнивания потенциалов (ОСУП);
- ограждение и установка защитных щитов на оборудование, находящееся под напряжением;
- применение в работе пониженного напряжения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных;
- обеспечение персонала предметами коллективной и индивидуальной защиты: изолированным электроинструментом и диэлектрическими средствами;
- использование устройств защитного отключения (УЗО) и сигнализации.
Заземляющие устройства предназначены для защиты от короткого замыкания фазы на корпус. Они монтируются для уменьшения напряжения между землёй и токоведущими частями электроустановок.
Напряжение прикосновения и шага
Напряжение прикосновения – разность потенциалов между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Степень опасности зависит от типа прикосновения и вида сети. Прикосновения могут быть 1- и 2-фазными в 3-фазных сетях а также 1- 2-полюсными в однофазных сетях. Все 2- прикосновения опасны, т.к. в данном случае человек попадает под полное ном. напряжение источника тока.
Возникает в результате эл. замыкания на землю. Эл. замыкание на землю – случайное эл. соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими непроводящими конструкциями неизолированными от земли.
В случае замыкания на землю происходит растекание тока в земле с образованием зоны растекания тока (зона земли, за пределами которой электропотенциал, обусловленный током замыкания на землю может быть условно принят равным нулю). В зоне растекания человек может оказаться под разностью потенциалов на расстоянии шага.
Напряжение между точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, называется «напряжением шага», величина которого зависит от величины шага прямо пропорционально и обратно пропорционально от расстояния до места замыкания.
Пути снижения опасности
ГОСТ 12.1.038-82 (2001) от 01.03 2018 г. является основным нормативным документом, на который ориентируются при принятии необходимых мер. Этот ГОСТ рассматривает нормы максимально возможных значений напряжения прикосновения.
Чтобы обеспечить электрическую безопасность для людей, применяют следующие шаги:
- монтаж защитных заземляющих устройств;
- зануление рабочего оборудования;
- монтаж систем уравнивания потенциалов (ОСУП);
- ограждение и установка защитных щитов на оборудование, находящееся под напряжением;
- применение в работе пониженного напряжения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных;
- обеспечение персонала предметами коллективной и индивидуальной защиты: изолированным электроинструментом и диэлектрическими средствами;
- использование устройств защитного отключения (УЗО) и сигнализации.
Заземляющие устройства предназначены для защиты от короткого замыкания фазы на корпус. Они монтируются для уменьшения напряжения между землёй и токоведущими частями электроустановок.
Важно! Обязательному заземлению подлежат все металлические части установок, двигателей, щиты, пульты, металлические корпуса электроинструмента и иные доступные прикосновению элементы, способные проводить ток.
Для защиты от постороннего напряжения в местах, где подключение к контуру заземления невозможно, применяется зануление. С помощью отдельного проводника корпус устройства соединяется с заземлённым нулём. При попадании на него фазы через этот проводник срабатывает устройство защиты от КЗ.