Електробезпека- відсутність такої загрози з боку електроустановки життю, здоров'ю та майну людей, тваринам, рослинам, довкіллю, яка перевищує допустимий ризик.

Для електроустановок напругою до 1 кВ вжиті такі позначення типу заземлення системи струмопровідних провідників і відкритих провідних частин живильної електричної мережі:

система TN – система, у якій живильні мережі (однофазні, двофазні і трифазні для змінного струму, двопровідні і трипровідні для постійного струму) мають глухе заземлення однієї точки струмопровідних частин джерела живлення, а електроприймачі і відкриті провідні частини електроустановки приєднуються до цієї точки за допомогою відповідно нейтрального і захисного провідників;

система TN-S – система TN, у якій захисний і нейтральний провідники розділені на всьому її протягу;

система TN-C– система TN, у якій захисний і нейтральний провідники об'єднані в одному провіднику на всьому її протягу;

система TN-C-S – система TN, у якій функції захисного і нейтрального провідників об'єднані в одному провіднику в якійсь її частині, починаючи від джерела живлення;

система ТТ – система, у якій живильна мережа має глухе заземлення однієї точки струмоведучих частин джерела живлення, а відкриті провідні частини електроустановки приєднані до захисного провідника, який з'єднаний із заземлювачем, електрично незалежним від заземлювача, до якого приєднана точка струмопровідних частин джерела живлення;

система IT – система, у якій живильна мережа ізольована від землі чи заземлена через прилади або (і) пристрої, які мають великий опір, а відкриті провідні частини електроустановки приєднані до захисного провідника, який заземлюється.

Літери в позначенні типу заземлення системи мають такі позначення.

Перша літера позначає характер заземлення джерела живлення:

T (від лат. "terra" – земля) – глухе заземлення однієї точки струмове­дучих частин джерела живлення. В трифазних мережах змінного струму такою точкою, як правило, є нейтраль джерела живлення (якщо нейтраль недоступна, то заземлюється фазний провідник), в трипровідних мережах постійного струму – середня точка, а в двопровідних мережах – один із виводів джерела однофазного змінного струму або один із полюсів джерела постійного струму;

I (від англ. "isolated" – ізольований) – всі струмоведучі частини джерела живлення ізольовані від землі або одна точка заземлена через великий опір, наприклад, через опір приладів контролю ізоляції.

Друга літера – позначає характер заземлення відкритих провідних частин електроустановки:

N (від англ. "neutral" – нейтраль) – безпосередній зв'язок відкритих провідних частин з точкою заземлення джерела живлення;

Т – безпосередній зв'язок відкритих провідних частин з землею, незалежно від характеру заземлення джерела живлення з землею.

Подальші літери в системі TN позначають улаштування нейтрального N і захисного РЕ провідників (РЕ від англ. "protective earth " - захисне заземлення):

S – функції N - і РЕ - провідників забезпечуються роздільними про­відниками;

С – функції N - і РЕ - провідників об'єднані в одному PEN - провіднику.

На рисунку 3.1 наведені приклади виконання систем TN, ТТ та IT в трифазних електроустановках змінного струму і прийняті такі умовні позначення:

– N - провідник;

– РЕ - провідник;

– PEN - провідник.

Струмоведуча частина– провідна частина електроустановки, що знаходиться у процесі її роботи під робочою напругою.

а) Система TN-S

б) Система TN-C           в) Система TN-C-S

г) Система TT              д) Система IT

ДЖ – джерело живлення; L1, L2, L3 – фазні провідники;

1 – заземлення нейтралі;

2 – відкриті провідні частини електрообладнання;

3 – заземлення відкритих провідних частин;

4 – заземлювальний провідник; (потовщеними лініями виділені заземлювальні і захисні провідники)

Напруга кроку– напруга, зумовлена розтіканням струму замикання на землю, між двома точками на поверхні локальної землі, що знаходяться на відстані 1 м одна від одної відносно людини і на відстані 1,4 м відносно великої рогатої худоби, яка розглядається як довжина кроку людини і відстань між передніми і задніми кінцівками худоби (рис. 3.2).

У випадку замикання на землю або на корпус заземленого обладнання вiдбувається розтiкання струму у землi. Розглянемо розподiл потенцiалу у зонi розтiкання струму I_з з пiвшарового заземлювача у однорiдному ґрунті з питомим опором r. Зоною розтiкання струму вважається зона землi, за межами якої електричний потенцiал, зумовлений струмами замикання на землю, може бути умовно прийнятий нулю. На практицi цю вiдстань приймають рiвною 20 м.

Спад напруги у елементарному шарi dx

де E = jr - напруженiсть електричного поля, В/м;

r - питомий опір ґрунту, Ом?м.

Густина струму на вiдстанi х вiд заземлювача (у точці А)

де I₃ - струм замикання на землю;

х - вiдстань вiд центра пiвсфери точки А.

Рисунок 3.2 - Розподіл потенціалу основи при замиканні на землю

Потенцiал точки А на поверхнi ґрунту (або напруга цiєї точки вiдносно нескiнченно вiддаленої точки з нульовим потенцiалом) визначається за виразом

,

тобто потенцiал точки із вiддаленням її вiд землi зменшується за гіперболічним законом (рис. 3.2). Максимальний потенцiал буде на поверхнi заземлювача при x=r₀

,

де r₀ - радiус заземлювача, м;

R_{3 =} - опір розтiкання (опір заземлювача), Ом.

В зонi розтiкання струму людина може опинитись пiд рiзницею потенцiалiв, наприклад, на вiдстанi кроку.

Прямий дотик – електричний контакт людини або тварини із струмоведучою частиною. Непрямий дотик – електричний контакт людини або тварини з відкритими провідними частинами або сторонніми провідними частинами, які опинилися під напругою при пошкодженні ізоляції.

Напруга дотику–напругаміж двома провідними частинами або між провідною частиною і землею при одночасному дотику до них людини або тварини (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 - Напруга дотику

Різниця потенцiалiв мiж корпусом електроустановки та точкою А, на якій стоїть людина, буде

,

де α₁ = - коефiцiєнт напруги дотику - враховує форму потенцiальної кривої. Враховуючи опори взуття та розтікання струму з нiг напруга дотику буде

,

де α₂ = β₂ = R_h/R_пов.

При вiддаленнi вiд заземлювача напруга дотику збiльшується та досягає найбiльшого значення при вiдстанi бiльше 20 м вiд нього. При збiльшеннi опору взуття (використання діелектричних калош, ботiв), опору основи на якій стоїть людина (використання діелектричних килимків, пiдставок) напруга дотику зменшується. Напруга дотику зменшується практично до нуля при вирiвнюваннi потенцiалiв мiж точками дотику людини.

Заземлювач– провідна частина або сукупність з'єднаних між собою провідних частин, які перебувають у надійному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище. Штучний заземлювач– заземлювач, який спеціально виконується з метою заземлення. Природний заземлювач – стороння провідна частина, яка знаходиться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище, яка крім своїх безпосередніх функцій одночасно може бути використана і з метою заземлення. Заземлювальний пристрій– сукупність електрично з'єднаних між собою заземлювача і заземлювальних провідників. Опір заземлювального пристрою- відношення напруги на заземлювальному пристрої до струму, який стікає із заземлювача в землю. Заземлення – навмисне електричне з'єднання певних частин електроустановки із заземлювальним пристроєм. Захисне заземлення– заземлення, яке виконується з метою електробезпеки. Термін заземлення, який використовується, слід розуміти як захисне заземлення.

Замикання на землю– випадковий контакт між землею і струмоведучими частинами, які знаходяться під напругою. Струм замикання на землю– струм, який проходить в землю через місце замикання.

Захисний провідник (PE-провідник)– провідник, який застосовується для будь-яких захисних заходів від ураження електричним струмом у випадку пошкодження основної ізоляції і для з'єднання відкритих провідних частин із:

– іншими відкритими провідними частинами;

– сторонніми провідними частинами;

– заземлювачами, заземлювальним провідником або заземленою струмоведучою частиною.

Нейтральний провідник (N-провідник)– провідник в електроустановках з системою TN, який використовується для живлення електроприймачів і з'єднання одного з їх виводів з глухозаземленою точкою джерела живлення.

Об'єднаний захисний РЕ і нейтральний N провідник (РEN-провідник)–провідник в електроустановках з системою TN, який поєднує в собі функції захисного і нейтрального провідників.

Основна ізоляція – ізоляція струмоведучих частин, яка призначена для забезпечення основного захисту від ураження електричним струмом. Додаткова ізоляція – самостійна ізоляція, передбачена як додаткова до основної ізоляції в електроустановках напругою до 1 кВ, і призначена для забезпечення захисту від ураження електричним струмом у випадку пошкодження основної ізоляції. Подвійна ізоляція – ізоляція в електроустановках напругою до 1 кВ, яка складається з основної і додаткової ізоляції. Посилена ізоляція – єдина система ізоляції струмоведучих частин в електроустановках напругою до 1 кВ, яка забезпечує таку ж ступінь захисту від ураження електричним струмом як і подвійна ізоляція, в умовах, передбачених стандартами на відповідне обладнання.

Наднизька (мала) напруга (ННН) – напруга між будь-якими провідниками або будь-яким провідником і землею, яка не перевищує 50 В для змінного і 120 В для постійного струму.

Система БННН (анг. еквівалент "SELV system") – система безпечної наднизької напруги, у якій струмоведучі частини електрично відділені одна від одної та всіх інших кіл і землі за допомогою захисного електричного поділу кіл.

Система ЗННН (анг. еквівалент "PELV system") – система БННН у випадку заземлення її кола.

Система ФННН (анг. еквівалент "FELV system") – система функціональної наднизької напруги, у якій за умовами експлуатації для живлення електроприймачів використовується ННН і при цьому вимоги, що стосуються систем БННН і ЗННН не можуть бути виконані або в їх застосуванні немає потреби, а для захисту від ураження електричним струмом у колі ННН використовуються такі додаткові заходи захисту, як посилена ізоляція, автоматичне вимикання живлення, зрівнювання потенціалів.

Струмоведучі частини електроустановки повинні бути недоступними для випадкового прямого дотику до них, а доступні для дотику відкриті її частини і сторонні провідні частини не повинні знаходитися під напругою, яка становить небезпеку ураження електричним струмом як у нормальному режимі роботи електроустановки, так і при пошкодженні її ізоляції.

Згідно з [12] працівники, які обслуговують електроустановки, повинні мати вік понад 18 років при прийнятті на роботу, а також періодично стан здоров'я працівників повинен засвідчуватися медичним оглядом; проходити щорічне навчання на виробництві. Оперативні працівники, які обслуговують електроустановки одноосібно, та ті старші у зміні чи бригаді оперативні працівники, за якими закріплені електроустановки, повинні мати ІІІ групу електробезпеки для роботи з електроустановками напругою до 1000 В [7].

Для захисту від ураження електричним струмом при прямому дотику повинні застосовуватись, окремо або в поєднанні, такі основні заходи захисту:

– основна ізоляція струмоведучих частин;

– огорожі і оболонки;

– бар'єри;

– розміщення поза зоною досяжності;

– наднизька (мала) напруга.

Для додаткового захисту від прямого дотику в електроустановках напругою до 1 кВ можуть застосовуватись ПЗВ.

Захист від прямого дотикуне вимагається, якщо номінальна напруга не перевищує:

– 25 В змінного або 60 В постійного струму при застосуванні системи БННН, а також системи ЗННН у випадку, коли електрообладнання експлуатується тільки в сухих приміщеннях і знаходиться в зоні дії системи зрівнювання потенціалів, а ймовірність контакту людини з частинами, які знаходяться під напругою, мала;

– 6 В змінного або 15 В постійного струму у всіх інших випадках.

Для запобігання ураженню електричним струмом при пошкодженні ізоляції повинні застосовуватись, окремо або в поєднанні, такі заходи захисту у випадку непрямого дотику:

– захисне заземлення;

– автоматичне вимикання живлення;

– зрівнювання потенціалів;

– вирівнювання потенціалів;

– подвійна або посилена ізоляція;

– захисний електричний поділ кіл;

– ізолюючі (непровідні) приміщення, зони, площадки;

– наднизька (мала) напруга.

Захист від непрямого дотику слід виконувати в усіх випадках, якщо напруга в електроустановці перевищує 50 В змінного і 120 В постійного струму.

В приміщеннях з підвищеною небезпекою, в особливо небезпечних і в зовнішніх установках виконання захисту від непрямого дотику може знадобитися при більш низьких напругах, наприклад: 25 В змінного і 60 В постійного струму або 12 В змінного і 30 В постійного струму за наявності відповідних вимог до конкретних електроустановок або електроприймачів.

За ступенем небезпеки ураження електричним струмом всі приміщення поді­ляються на три категорії: приміщення без підвищеної небезпеки; приміщення з підвищеною небезпекою; особливо небезпечні приміщення [14].

Приміщення з підвищеною небезпекою характеризуються наявністю в них однієї з таких умов, що створюють підвищену небезпеку: сирості (відносна вологість повітря тривало перевищує 75%) або струмопровідного пилу; струмопровідних підлог (металеві, земляні, залізобетонні, цегляні тощо); високої температури (перевищує постійно або періодично (більше 1 доби) +35°С); можливості одночасного дотику людини до металоконструкцій будівель, технологічних апаратів, механізмів тощо, що з'єднані із землею, з одного боку, і до металевих корпусів електрообладнання – з іншої.

Особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю однієї із умов, що створюють особливу небезпеку: особливої сирості (відносна вологість повітря близька до 100%), хімічно активного або органічного середовища; одночасно двох чи більше умов підвищеної небезпеки.

Приміщення без підвищеної небезпеки характеризуються відсутністю умов, що створюють особливу або підвищену небезпеку.

В системі TN час автоматичного вимикання живлення в електроустановках житлових, громадських і промислових будинків, а також в зовнішніх та інших електроустановках (за винятком приміщень для утримання тварин) не повинен перевищувати значень, наведених в таблиці 3.1.

Наведені значення часу вимикання вважаються достатніми для забезпечення електробезпеки людей, в тому числі в групових електричних колах, які живлять пересувні і переносні електроприймачі.

Для розподільних кіл, які живлять розподільні, групові, поверхові і ін. щити і щитки, час автоматичного вимикання не повинен перевищувати 5 с.

Таблиця 3.1 - Найбільший допустимий час захисного автоматичного вимикання живлення в системі TN (за винятком приміщень для утримання тварин)

В системі TN час автоматичного вимикання живлення електроустановки в приміщеннях для утримання тварин, а також в приміщеннях, зв'язаних з ними сторонніми провідними частинами, повинен відповідати значенням таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 - Найбільший допустимий час захисного автоматичного вимикання в системі TN в приміщеннях для утримання тварин

При виконанні заходів захисту в електроустановках напругою до 1 кВ класи електрообладнання за способом захисту людини від ураження електричним струмом слід приймати відповідно до таблиці 3.3.

Таблиця 3.3 - Застосування електрообладнання в електроустановках напругою до 1 кВ

Клас згідно з ГОСТ 12.2.007.0 МЕК536	Маркування		Призначення захисту	Умови застосування
Клас 0	–		При непрямому дотику	1. Застосування в непровідних приміщеннях. 2. Живлення від вторинної обмотки розділювального трансформатора тільки одного електроприймача
Клас I	Захисний затискач – або букви PE, або жовтозелені смуги		При непрямому дотику	Приєднання заземлювального затискача до захисного провідника електроустановки
Клас II	Знак –		При непрямому дотику	Незалежно від прийнятих в електроустановці заходів захисту
Клас III	Знак –		При прямому і непрямому дотику	Живлення від безпечного розділювального трансформатора

Згідно з вимогами [12] вимірювання ізоляції електроустановок слід проводити після монтажу, переобладнання, ремонтів цих пристроїв, але не рідше ніж один раз на 12 років, а в умовах підвищеної небезпеки (ліфтів, пралень, лазень тощо) – не рідше ніж один раз на рік. Опір заземлювального пристрою повинен бути не більше 4 Ом для лінійної напруги 380 В джерела трифазного струму і напруги 220 В джерела однофазного струму [12].

Електричні експлуатаційні випробування засобів захисту здійснюються у такі терміни: діелектричні калоші, ізольований інструмент з одношаровою ізоляцією – 1 раз на 12 місяців; гумові діелектричні рукавички – 1 раз на 6 місяців; діелектричні килимки підлягають огляду лише 1 раз на 6 місяців [9].

ЗМІСТ