Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «2. МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ СОСТОЯНИЯ 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.
Проверку контактных соединений и металлических связей оборудования с ЗУ необходимо осуществлять в:
цепи заземления нейтралей трансформаторов;
цепи заземления короткозамыкателей;
цепи заземления шунтирующих и дугогасящих реакторов;
местах соединения грозозащитных тросов с опорами и конструкциями ОРУ;
местах соединения заземляемого оборудования с ЗУ.
Контактные соединения проверяются осмотром, простукиванием, а также измерением переходных сопротивлений мостами, микроомметрами и по методу амперметра-вольтметра.
Значение сопротивления контактов не нормируется, но практикой установлено, что качественное присоединение к заземлителю обеспечивается при переходном сопротивлении не более 0,05 Ом.
Проверка металлосвязей оборудования с ЗУ выполняется как на рабочих, так и на нерабочих местах. Если заземляющий проводник не подсоединен к ЗУ (нет связи), измеренное значение напряжения во много раз отличается от значений, измеренных на соседних корпусах оборудования.
На подстанциях напряжением 220 кВ и выше рекомендуется дополнительно проверять сопротивление металлосвязи между заземлителем ОРУ и местом заземления нейтрали трансформатора. Это измерение в случае применения измерителя напряжения прикосновения производится по схеме, при которой выводы Т2 и П2 прибора соединяются с точкой заземления нейтрали трансформатора, а выводы Т1, и П1 соединяются с заземлителем ОРУ. Связь считается удовлетворительной, если сопротивление не превышает значения 0,2 Ом.
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.
Само слово «прикосновение» выражает сущность этого понятия. Напряжение – это разность потенциалов между двумя точками. Оно возникает по причине пробоя изоляции, наведённого статического электричества или аварийной ситуации в технологическом процессе. Напряжение прикосновения – это электричество, которое появляется на человеческом теле в результате его соприкосновения с точками, имеющими разные потенциалы.
Если в каком-то месте создаются условия для одновременного прикосновения к двум токопроводящим элементам, то при появлении там живого организма можно говорить об опасности напряжения прикосновения. Эту электрическую величину можно предварительно измерить, чтобы иметь представление о её предполагаемых максимальных значениях.
Это простейший вид заземления оборудования, при котором не нужно сооружать специальный контур. Тем не менее, очень эффективный защитный компонент, позволяющий обеспечить срабатывание защитного отключения и «зашунтировать» попавшего под напряжение человека.
Одиночное защитное заземление включает в себя:
- заземляющий электрод длиной 2500 мм – угловую сталь 50*50*0,5 мм или трубу диаметром не менее 4 мм;
- заземляющий проводник – стальная проволока «катанка» диаметром не менее 0,8 мм на улице и 0,6 внутри помещения или стальная полоса шириной 25 мм и толщиной 0,5 мм;
- место подключения заземляющего проводника – болт для присоединения на корпусе электроустановки.
В качестве заземляющего проводника внутри помещения допустимо использовать гибкий многожильный медный провод жёлто-зелёной окраски, сечением не менее 2,5 мм. Все соединения выполняются при помощи электросварки. Швы имеют длину не менее 10-15 мм. Места сварки и металлические части заземления (кроме вбитого в землю электрода) окрашиваются чёрной краской для защиты от коррозии.
Важно! Минимальное сопротивление заземления для сети 220 В должно быть не более 8 Ом, для трёхфазной линии на 380 В минимальное значение R ≤ 4 Ом.
Заземлитель забивается или закапывается в грунт так, чтобы его верхняя часть была ниже уровня земли на 0,4-0,5 м.
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.
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.
Шаговое напряжение и напряжение прикосновения
В любых электрических сетях человек, находящийся в зоне растекания тока, может оказаться под напряжением шага и напряжением прикосновения.
Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек.
Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается, так как сечение проводника (почвы) увеличивается пропорционально квадрату радиуса, и на расстоянии, примерно равном 20 м, может быть принят равным нулю. Опасность напряжения шага увеличивается, если человек, подвергшийся его воздействию, падает: напряжение шага возрастает, так как ток проходит уже не через ноги, а через все тело человека.
Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (т.е. заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.д.
Выравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу (или на поверхности) и присоединенных к заземляющему устройству, либо путем применения специальных покрытий. При распределенном заземляющем устройстве безопасность обеспечивается не только уменьшением потенциала заземлителя, но и выравниванием потенциалов на защищаемой территории до такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых.
Изменение потенциала в пределах площадки, на которой размещены электроды заземлителя, происходит плавно. При этом напряжение прикосновения Uпр и напряжение шага Uшимеют небольшие значения по сравнению с потенциалом заземлителя. Однако за пределами контура по его краям наблюдается крутой спад потенциала. Чтобы исключить в этих местах опасные напряжения шага, которые особенно высоки при больших токах замыкания на землю, по краям контура за его пределами (в первую очередь в местах проходов и проездов) укладывают в землю на различной глубине дополнительные стальные полосы, соединенные с заземлителем. Тогда спад потенциала в этих местах происходит по пологой кривой.
Внутри помещений выравнивание потенциалов происходит благодаря металлическим конструкциям, трубопроводам, кабелям и подобным им проводящим предметам, связанным с разветвленной сетью заземления. Арматура железобетонных зданий также способствует выравнивание потенциалов.
38.Шаговое напряжение и напряжение прикосновения. Выравнивание потенциалов.
Шаговое напряжение — напряжение, обусловленное электрическим током, протекающим в земле или токопроводящем полу, и равное разности потенциалов между двумя точками поверхности земли (пола), находящимися на расстоянии одного шага человека. Шаговое напряжение зависит от длины шага, удельного сопротивления грунта и силыпротекающего через него тока. Опасное шаговое напряжение может возникнуть, например, около упавшего на землю провода под напряжением или вблизи заземлителей электроустановок при аварийном коротком замыкании на землю (допустимые значения сопротивления заземлителей и удельное сопротивление грунта нормируются для того, чтобы избежать подобной ситуации).[1] При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и, как следствие, падение человека на землю. Ток начинает проходить между новыми точками опоры — например, от рук к ногам, что чревато смертельным поражением. При подозрении на шаговое напряжение надо покинуть опасную зону минимальными шажками («гусиным шагом») или прыжками. Особо опасно шаговое напряжение для крупного рогатого скота, так как расстояние между передними и задними ногами у этих животных очень велико и, соответственно, велико напряжение, под которое они попадают. Нередки случаи гибели скота от шагового напряжения.
Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного. Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.
Выравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.
39.Устройство заземлений и занулений как мероприятий электробезопасности и пожарной безопасности.
Заземление или зануление применяют во всех случаях при напряже-
нии 380 В (и выше) переменного и 440 В и выше постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных, в наружных установках эти защитные меры применяют при напряжениях выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока. Заземлять или занулять необходимо следующие части электроустановок: корпуса трансформаторов; рамы и приводы выключателей и других коммутационных аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов и щитков, пультов и щитов управления, шкафов с электрооборудованием. Съемные или открывающиеся части щитов и шкафов должны быть занулены отдельным гибким проводником, если на этих частях установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного или 110 В постоянного тока. Зануляют также металлические оболочки и броню кабелей, проводов, металлические кабельные конструкции и муфты, стальные трубы электропроводки, тросы, на которых подвешены провода, кожухи шинопроводов, короба и лотки, арматуру железобетонных опор и проволочные оттяжки любых опор, а также все другие металлоконструкции, связанные с установкой электрооборудования.
ПУЭ не требуют заземлять или занулять что-либо в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током, в частности в жилых и общественных помещениях с деревянными или пластиковыми полами, если номинальное напряжение электрооборудования 220 В и ниже. Зануление здесь только повысило бы опасность при случайном прикосновении одновременно к токоведущим частям и к зануленным, т. е. к
связанному с землей корпусу электрооборудования. Не требуется также занулять в кухнях, ванных комнатах и туалетах квартир металлические корпуса стационарно установленного осветительного электрооборудования и переносных электроприборов и машин мощностью до 1,3 кВт (стиральные и швейные машины, холодильники, утюги и т. п.).
40.Расчет защитного заземления.
41. Эксплуатация заземления и зануления. Электробезопасность при противопожарном обследовании электроустановок.
Общие требования эксплуатации.При приемке в эксплуатацию зземляющих устройств после окончания монтажных работ должна быть представлена следующая техническая документация: исполнительные чертежи и схемы заземляющего устройства; акт на подземные работы (укладка заземлителей и заземляющих проводников); протоколы испытаний заземляющих устройств. При эксплуатации должны производиться периодические проверки и испытания заземляющих устройств (внешний осмотр заземляющих проводников и контактов, измерения сопротивления и т. п.). Если соединение выполняется сваркой, сопротивление контакта всегда удовлетворительно. Наиболее вероятным местом, в котором возможен слабый контакт, а следовательно, и возникновение искрения или нагрева, является болтовое соединение сети заземления с электрооборудованием. В этих местах необходима периодическая проверка целостности контактов и их затяжки. Осмотры заземляющего устройства и измерение его сопротивления следует производить в сроки, устанавливаемые системой ППР, не реже одного раза в три года. Постоянное заземляющее устройство должно иметь паспорт, схему, должны быть указаны основные технические и расчетные величины, результаты осмотров и испытаний, характер проведенных ремонтов и изменений, внесенных в устройство заземлений. От контроля состояния нулевых защитных проводников в процессе эксплуатации во многом зависит безопасность лиц, работающих с зануленным электрооборудованием. Контроль предусматривает периодические измерения сопротивления цепи «фаза – нуль» (или сразу тока однофазного КЗ) и сопротивлений ответвлений от магистрального нулевого защитного проводника к отдельным зануляемым электроприемникам, а также периодические осмотры этих ответвлений. Согласно правилам , после монтажа электроустановки (перед приемкой ее в эксплуатацию), а также после капитальных ремонтов электропроводки или электроприемников, но не реже чем раз в 5 лет полагается измерять сопротивление цепи проводников «фазный – нулевой» для определения тока однофазного КЗ при замыкании на корпус наиболее удаленных и мощных электроприемников. Такие измерения во взрывоопасных зонах проводятся для всех электроприемников.
Под электробезопасностью понимается система организационных и технических мероприятий по защите человека от действия электрического тока, электрической дуги, статического электричества, электромагнитного поля.
Электротравма — это результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги.
Электрический ток, проходя через живой организм, производит термическое (тепловое) действие, которое выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервных волокон и т.п.; электролитическое (биохимическое) действие — выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов; биологическое (механическое) действие — выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц (в том числе сердца, лёгких).
К электротравмам относятся электрические ожоги (токовые, или контактные; дуговые; комбинированные или смешанные), электрические знаки («метки»), металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия, электрический удар (электрический шок). В зависимости от последствий электрические удары делятся на четыре степени: судорожное сокращение мышц без потери сознания, судорожное сокращение мышц с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания или сердечной деятельности, состояние клинической смерти в результате фибриляции сердца или асфиксии (удушья).
42.Молния и ее характеристики. Пожаро- и взрывоопасность воздействия молнии.
Молния представляет собой электрический разряд в атмосфере между заряженным облаком и землей, между разноименно заряженными частями облака или соседними облаками. Длина ее канала обычно достигает нескольких километров, причем значительная его часть находится в грозовом облаке. До появления разряда происходит накопление и разделение электрических зарядов в облаке, чему способствуют аэродинамические и термические процессы: восходящие воздушные потоки, конденсация паров на высоте от 1 до 6 км, образование капель, их дробление. Вертикальные потоки теплого воздуха могут создаваться при усиленном местном нагреве почвы (тепловые грозы
, охватывающие небольшое пространство) и во время вторжения клиновидной массы холодного воздуха (
фронтальные грозы
). Нормально земля заряжена отрицательно с поверхностной плотностью δ — при существовании электрического поля земли с напряженностью
Е
н. Второй «обкладкой» этого сферического конденсатора является положительно заряженная ионосфера, расположенная очень высоко . Под действием
Е
н падающая капля поляризуется, в нижней ее части появляется положительный заряд, в верхней – отрицательный. Движущиеся в восходящем потоке воздуха электроны притягиваются нижней частью капли, а более положительные инерционные ионы воздуха отталкиваются и уносятся далее, сосредоточиваясь вверху. В результате этого капли получают суммарный отрицательный заряд и наполняют нижнюю часть облака со значительной объемной плотностью, где может находиться иногда и не-
большой объемный положительный заряд. Внутри облака образуется электрическое поле с напряженностью Е
об между распределенными разнополярными зарядами. Нижняя часть индуцирует на поверхности земли положительный заряд с плотностью δ+ и появляется местное грозовое электрическое поле с напряженностью
Е
г, достигающей иногда 100-200 кВ/м. Разряд облака на землю (рис. 8.2) имеет вид линейной молнии и начинается в большинстве случаев при высокой концентрации в нем зарядов и напряженности
Е
г=20-30 кВ/см у его выступающих частей. Этому благоприятствует меньшая плотность воздуха вокруг облака, чем плотность у земли.
Исследованиями в России и за рубежом выявлены условия возникновения молнии и ее характеристики. Для равнинных районов делают различие между разрядами молнии непосредственно в землю или в объекты высотой до 100 м и разрядами в высотные здания и сооружения: радио и телевизионные мачты, заводские трубы. В первом случае характерны нисходящие
, а во втором –
восходящие
разряды (молнии). Нисходящий разряд между облаком и землей разделяется на
лидерный
и
главный
. Он обычно начинается с прорастания от облака к земле слабосветящегося канала –
ступенчатого
лидера движущегося прерывисто (ступенями). Длина каждой ступени около 50 м, средняя ско-
рость ее распространения составляет (2-5) 105 м/с. Сведения о восходящих молниях появились лишь в последние десятилетия, когда начались системати-
ческие наблюдения за грозопоражаемостью очень высоких сооружений,
например Останкинской телевизионной башни.
Наибольшую опасность представляет нисходящая отрицательная
молния
между облаком и землей (объектом) в виде
линейной молнии
, с ко-
торой связано подавляющее большинство пожаров и повреждений зданий,
сооружений, линий электропередач, подстанций.
Таким образом, для молниезащиты представляет интерес только ли-
нейная, а не шаровая молния как редкое явление. Электрическими харак-
теристиками молнии являются амплитуда тока I
м (наибольшее значение
тока главного разряда первой компоненты), крутизна тока α, длина фронта
волны тока τф и длина волны тока τ
в .
Амплитуда I
м изменяется в очень широких пределах, достигая иногда
230-250 кА. Чем больше амплитуда, тем меньше вероятность ее появления.
Крутизна
α =
di
м/
d
τ характеризует скорость нарастания тока, т.е. от-
ношение приращения тока Δi
м к очень малому промежутку времени Δ
t
, и
является переменной величиной. Она меньше в начале и в конце восходя-
щей ветви тока, на которой происходит быстрое его изменение, и велика в
ее середине. Величина α всегда превышает 5 кА/мкс и может достигать
80 кА/мкс. Средняя крутизна α = I
м/τф и пропорциональна tgα (α — угол на-
клона штрихпунктирной кривой к оси времени) на рис. 8.3. Максимальная
расчетная крутизна принимается равной 50 кА/мкс. На ниспадающей ветви
кривой ток изменяется медленней, его крутизна гораздо меньше и ее во
внимание не принимают.
Длиной фронта
τф называют время от начала до конца нарастания то-
ка молнии. На этом участке изменение тока наиболее интенсивное. Вели-
чина τф первых компонент составляет 1,5–10 мкс. Чем больше амплитуда,
тем обычно больше и τф. Для последующих компонент длина фронта вол-
ны меньше примерно в 2,5 раза. За расчетную величину рекомендуется
принимать τф = 1,5 мкс.
Длиной волны
принято считать время τ
в, протекающее от начала до то-
го момента, когда i
м = 0,5
I
м и изменяется от 20 до 100 мкс. Расчетной вели-
чиной принимают τф = 50 мкс.
Иногда кривую тока молнии идеализируют. Если интересуются про-
цессами на фронте, то считают, что после t
= τф ток не изменяется и оста-
ется равным I
м. Наоборот, для анализа воздействия на ниспадающей ветви,
например теплового воздействия, пренебрегают фронтом и полагают, что
ток сразу достигает значения I
м и затем медленно спадает по закону
i
м =
I
мe-1/
Т
, где
Т
– некоторая постоянная величина.
Воздействие молнии может быть двояким
. Во-первых, оно может поражать здания и установки непосредственно, что называется
прямым ударом
, или
первичным воздействием
. Прямой удар молнии характеризуется непосредственным контактом канала молнии со зданием или сооружением и сопровождается протеканием через него тока молнии. Во-вторых, она может оказывать
вторичные воздействия
, объясняемые электростатической и электромагнитной индукцией, а также заносом высоких потенциалов через надземные и подземные металлические коммуникации, что является следствием прямого удара молнии. Вторичные воздействия создают опасность искрения внутри защищаемого объекта. Прямой удар молнии обуславливает следующие воздействия на объекты:
термические
,
механические
и
электрические
. Все эти воздействия могут быть причинами пожаров, взрывов, механических разрушений, перенапряжения на пораженных элементах объекта, проводах и кабелях электрических сетей, поражения людей.
43. Грозовая деятельность и грозопоражаемость зданий и сооружений. Классификация зданий и сооружений по устройству молниезащиты.
Среднегодовая продолжительность гроз в произвольном пункте на территории СССР, по утвержденным для некоторых областей СССР региональным картам продолжительности гроз, или по средним многолетним(порядка 10 лет) данным метеостанции, ближайшей от места нахождения здания или сооружения. Подсчет ожидаемого количества N
поражениймолнией в год производится по формулам:
для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы,
вышки, башни)
—
для зданий и сооружений прямоугольной формы
—
где h
— наибольшая высота здания или сооружения, м;
S
,
L
-соответственно ширина и длина здания или сооружения, м;
n
-среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (удельная плотность, ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения. Для зданий и сооружений сложной конфигурации в качестве
S
и
L
рассматриваются ширина и длина наименьшего прямоугольника, в который может быть вписано здание или сооружение в плане. Для произвольного пункта на территории СССР удельная плотность ударов молнии в землю
n
определяется исходя из
среднегодовой продолжительности гроз в часах следующим образом:
| продолжительность гроз, ч | Удельная плотность ударов молнии в землю n , 1/(км2×год) |
| 10 — 20 | |
| 20-40 | |
| 40-60 | |
| 60-80 | 5,5 |
| 80-100 | |
| 100 и более | 8,5 |
Тяжесть опасных последствий прямого удара молнии при ее термических, механических и электрических воздействиях, а также искрениях и перекрытиях, вызванных другими видами воздействий, зависит от конструктивно-планировочных особенностей зданий и сооружений и пожаровзрывоопасности технологического процесса. Например, производствах, постоянно связанных с наличием открытого пламени, при применении несгораемых материалов и конструкций протекание тока молнии не представляет большой опасности. Однако наличие внутри объекта взрывоопасной или пожароопасной среды создает угрозу пожара, разрушений, человеческих жертв, больших материальных убытков. При таком разнообразии конструктивных и технологических условий предъявлять одинаковые требования к молниезащите всех объектов означало бы или предусматривать чрезмерные излишества, или мириться с неизбежностью значительных убытков, вызванных последствиями поражения молнией.
I к а т е г о р и я – здания и сооружения или их части с взрывоопасными зонами классов В-I и В-II по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ-86). В них хранятся или содержатся постоянно, либо появляются во время производственного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с воздухом или иными окислителями, способные взорваться от электрической искры.
I I к а т е г о р и я – здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-Iа, В-Iб, В-IIа согласно ПУЭ. В них взрывоопасные смеси могут появляться лишь при аварии или неисправностях в технологическом процессе. К этой категории принадлежат также наружные технологические установки и склады, содержащие взрывоопасные газы и пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости (газгольдеры, цистерны и резервуары, сливно-наливные эстакады), отнесенные по ПУЭ к взрывоопасным зонам класса В-Iг.
Напряжение прикосновения измеряют амперметром и вольтметром. Оценивается разница потенциалов между предметами, доступными прикосновению и имитацией подошв человека – лежащей на грунте металлической квадратной пластиной площадью 625 кв. см. Сопротивление тела заменяется эквивалентным резистором, параллельно подключается вольтметр для измерения напряжения.
Источником тока служит приспособленный для испытаний трансформатор, выдающие напряжение, способное гипотетически возникнуть на металлических конструкциях. Если вольтаж цепи слишком велик, величину резистора берут выше, потребуется измерить и ток. Потом вычисляется сопротивление цепи и по графику (прямая линия) находятся значения для «боевых» условий настоящей аварии.
Одна из точек вторичной обмотки заземляется. Если это невозможно по условиям, ставится разделительный трансформатор. И уже точка его вторичной обмотки заземляется. Это нужно (в нарушение техники безопасности) для достижения «опасностью» максимума.
Для измерения значений потенциалов используются стандартные измерительно-контрольные приборы: амперметр и вольтметр. Оценке подлежит возможное место касания человека с проводником, также измеряются значения на имитации живого организма – металлической пластине с подключённым резистором. Площадь пластины – 625 см2, резистор имитирует организм человека, его сопротивление должно быть эквивалентно сопротивлению тела человека. Для создания тока к проводнику подключается трансформатор, создающий ток критических величин, максимально возможный на данном участке энергосистемы. Так рассчитываются параметры на опасных участках.
Ток прикосновения
Важно! При измерении нельзя нарушать правила техники безопасности, так как используются критические величины тока, опасные для жизни и здоровья человека.
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.
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.