Глава двенадцатая
ЭЛЕКТРОПРИВОД, ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ, АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ,
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ВОПРОСЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
12.10. ВОПРОСЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Электрические установки при неправильной их эксплуатации и несоблюдении правил безопасности даже при относительно низком напряжении могут представлять большую опасность для здоровья, а иногда и жизни человека. Электрический ток, проходящий через тело человека, в зависимости от его значения сопровождается болезненными ощущениями, судорогами, сильными болями или параличом отдельных органов. Электрическая дуга может вызвать существенные ожоги и металлизацию кожи человека.
Степень поражения электрическим током зависит от значения, длительности и частоты тока, от того, по каким частям тела проходит ток, а также от индивидуальных свойств человека. Наиболее опасным является ток промышленной частоты, который даже при значении 0,05 А может вызвать смертельный исход.
Наиболее опасное поражение возникает, когда ток проходит через мозг и сердце.
Значение тока, проходящего через тело человека, попавшего под напряжение, определяется значением напряжения и сопротивлением тела человека. Сопротивление тела человека зависит от многих факторов состояния кожного покрова, площади поверхности соприкосновения тела с токоведущими частями, психологического состояния организма. Сопротивление человека изменяется в довольно широких пределах — от нескольких тысяч до нескольких сотен Ом. Наименьшее сопротивление человек имеет в сырой запыленной среде, при высокой температуре окружающей среды, когда все тело покрыто обильным потом и сильно загрязнено. Поэтому говорить о каком-то безопасном значении напряжения довольно трудно Практика показывает, что в наиболее тяжелых условиях можно считать безопасным напряжение ниже 12 В, в сухих, мало загрязненных помещениях — ниже 36 В.
По степени опасности, обусловленной характером производства и состоянием окружающей среды, все помещения делятся на три категории: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.
К первой категории относятся помещения сухие, отапливаемые, с токонепроводящими полами и относительной влажностью не более 60%.
Характерными признаками помещений с повышенной опасностью являются высокая влажность, превышающая 75%, токопроводящие полы и температура выше + 30°С.
Признаками особо опасных помещений считаются высокая влажность, близкая к 100%, химически активная среда и т. п.
Токопроводящими считаются грязные или сырые деревянные, бетонные, железобетонные полы или полы из металлических плит. К нетокопроводящим относятся сухие и чистые деревянные, асфальтированные и бетонные полы.
Безопасные условия эксплуатации обеспечиваются рядом мероприятий, предусмотренных техникой безопасности. Основными из них являются: а) защита с помощью соответствующих ограждений всех токоведущих частей; б) сооружение защитного заземления и зануления элементов оборудования, к которым может прикасаться человек, нормально не находящихся под напряжением, но могущих попасть в аварийных случаях под напряжение; в) применение изолирующих подставок, резиновых рукавиц и бот, изолирующих штанг и т. п.
Защитное заземление и зануление предназначены для того, чтобы снизить значение тока, проходящего через тело человека, если он окажется под напряжением.
Заводские сети трехфазного тока бывают трехпроводными и четырехпроводными и получают энергию от трансформаторов. Нейтраль трансформатора в трехпроводной сети изолирована (не соединена с землей). Нейтраль трансформатора в четырехпроводной сети соединена с нейтральным проводом и наглухо соединена с землей.
Рассмотрим вначале причину возникновения и способ устранения опасности для человека в трехпроводных системах с изолированной нейтралью.
 |
Рис. 12.20. К пояснению причины возникновения опасности для обслуживающего персонала при пробое изоляции |
На рис 12.20 изображены производственный механизм 1, фланцевый двигатель 2, прикрепленный непосредственно к механизму, заводская сеть 3 и емкости СА, СВ, СС между каждым из проводов заводской сети и землей. Провод сети и земля, между которыми находится изоляция, обладают определенной емкостью. При значительной протяженности заводской сети емкость оказывается значительной, а ее емкостное сопротивление — соизмеримым с сопротивлением тела человека. Электрическое оборудование, в том числе и двигатель, часто устанавливают, как изображено на рис. 12.20, непосредственно на производственном механизме. В нормальных условиях все токоведущие части аппаратов и двигателей надежно изолированы от металлических корпусов и соприкосновение человека с производственным механизмом не представляет никакой опасности. Однако в случае пробоя изоляции электрический провод через поврежденную изоляцию соединится непосредственно с корпусом машины и человек, коснувшийся производственного механизма, окажется соединенным с одним из проводов заводской электрической сети (на рис. 12.20 с проводом А). Казалось бы, при этом человек не попадет под напряжение, так как он касается лишь одного провода. Действительно, человек не окажется под напряжением, если он стоит на сухом полу с хорошими изоляционными свойствами. Однако в большинстве случаев пол влажный и хорошо соединен с землей. Поэтому ноги человека через пол, землю и далее через емкости СВ и СС будут соединены с другими проводами (рис. 12.20). В результате человек окажется включенным параллельно емкости СА и между его рукой и ногами будет напряжение, которое вызовет в человеке опасный ток.
Человек может быть поражен током.
Для устранения такой опасности станину производственного механизма необходимо надежно соединить с землей — заземлить (рис. 12.21).
 |
Рис. 12.21. К пояснению роли защитного заземления |
 |
| Рис. 12.22. Расположение заземляющих труб и магистралей цеха промышленного предприятия |
Заземлитель 3 представляет собой систему стальных труб, уложенных в земле и имеющих с ней хороший контакт. В этом случае тело человека оказывается включенным параллельно заземлителю. Так как сопротивление заземлнтеля 3 во много раз меньше сопротивления тела человека, то при нарушении изоляции через тело будет проходить ток ничтожно малого значения, совершенно безопасный для здоровья человека.
В четырехпроводной системе трехфазного тока нейтральный (нулевой) провод надежно заземляется и с целью безопасности производится зануление корпусов электрооборудования — присоединение последних к нейтральному проводу.
Пробой изоляции в этом случае приводит к короткому замыканию, что вызывает сгорание плавких предохранителей и отклонение поврежденного участка. Заземление и зануление обязательны во всех производственных помещениях, где напряжение 127 В и выше, за исключением сухих конторских помещений с деревянными полами, где заземление и зануление обязательны лишь при напряжении 380 В и выше. Заземлению или занулению подлежат корпуса двигателей, станины станков, конструкции распределительных устройств, осветительная арматура, корпуса и магнитопроводы трансформаторов и т. п. Система заземляющих устройств цеха промышленного предприятия изображена на рис. 12.22.
Система состоит из труб 1, забитых в землю, стальной полосы 2, соединяющей трубы между собой и с контуром заземления 3. Стальные полосы контура заземления прокладываются по стенам зданий или в кабельных каналах, они должны иметь сечение не менее 48 мм2, а все соединения обязательно должны быть сварными. К заземляющему (зануляющему) контуру 3 с помощью стальных полосок сечением не менее 24 мм2 присоединяются корпуса и станины, подлежащие заземлению.