Новини електротехніки n3 (27) - заземлення і захисні заходи електробезпеки
Людмила Казанцева,
провідний фахівець ВАТ «НІІПроектелектромонтаж»,
м. Київ
Віктор Шатров. співробітник
Держенергонагляду МіненергоУкаіни,
м. Київ
ПУЕ, п. 1.7.73
Наднизьке (мале) напруга (СНН) в електроустановках напругою до 1 кВ може бути застосоване для захисту від ураження електричним струмом при прямому і / або непрямому дотику в поєднанні із захисним електричним поділом ланцюгів або в поєднанні з автоматичним відключенням живлення.
При значенні СНН вище 25 В змінного або 60 В постійного струму повинна бути виконана захист від прямого дотику за допомогою огорож або оболонок або ізоляції, відповідної випробувального напрузі 500 В змінного струму протягом 1 хв.
Питання 1. У яких випадках має бути застосоване наднизьким споживанням (мале) напруга (СНН)?
Відповідь. Наднизьке (мале) напруга (СНН) доцільно застосовувати в приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних, в яких забезпечення електробезпеки за допомогою автоматичного відключення живлення може виявитися недостатньо ефективним, наприклад, підсвічування басейнів, харчування ланцюгів переносних світильників.
Питання 2. У яких випадках слід застосовувати СНН в поєднанні із захисним електричним поділом ланцюгів і в яких - з автоматичним відключенням харчування?
Відповідь. Само по собі наднизька напруга (СНН) може забезпечити захист тільки при пошкодженні ізоляції ланцюгів цієї напруги, але не може захистити від ураження електричним струмом при пошкодженні ізоляції в інших ланцюгах. Тому для захисту при замиканні живильного ланцюга на корпус джерела наднизької напруги і / або пробої ізоляції між його первинною і вторинною обмотками додатково до наднизькому напрузі застосовується автоматичне відключення живлення (приєднання до нейтралі джерела живлення в системі TN або заземлення в системі IT корпусу і одного з висновків вторинної обмотки) або захисне електричне розділення кіл.
При цьому слід мати на увазі, що в разі поєднання з захисним автоматичним відключенням харчування відбувається винос потенціалу на корпус джерела наднизької напруги на час спрацьовування захисного апарату ланцюга, що живить джерело СНН, що може зажадати виконання додаткового зрівнювання потенціалів або застосування УЗО, якщо не виконуються умови таблиць 1.7.1 та 1.7.2. Тому доцільним є застосування наднизької напруги в поєднанні із захисним електричним поділом ланцюгів.
Питання 3. Чому потрібно живлення від безпечного розділового трансформатора також в разі поєднання з автоматичним відключенням живлення, коли один з висновків вторинної обмотки занулений, тобто приєднаний до системи зрівнювання потенціалів і ізоляція ланцюга наднизької напруги від землі практично відсутній?
Відповідь. Використання безпечного розділового трансформатора в якості джерела в обох випадках застосування СНН прийнято для зниження ймовірності аварії (замикання) в самому джерелі.
ПУЕ, п. 1.7.78
При виконанні автоматичного відключення живлення в електроустановках до 1 кВ всі відкриті провідні частини повинні бути приєднані до глухозаземленою нейтралі джерела живлення, якщо застосована система ТN, і заземлені, якщо застосовані системи IТ або ТТ. При цьому характеристики захисних апаратів і параметри захисних провідників повинні бути узгоджені таким чином, щоб забезпечувалося нормований час відключення пошкодженої ланцюга захисно-комутаційним апаратом відповідно до номінальним фазною напругою мережі живлення.
В електроустановках, в яких в якості захисного заходу застосовано автоматичне відключення живлення, повинно бути виконано зрівнювання потенціалів.
Для автоматичного відключення живлення можуть бути застосовані захисно-комутаційні апарати, що реагують на Надструм або на диференційний струм.
Питання 1. Чи можна застосовувати ПЗВ в якості єдиного захисно-комутаційного апарата при виконанні автоматичного відключення живлення нарівні з апаратами захисту від надструмів?
Відповідь. Застосування ПЗВ без захисту від надструмів в якості єдиного захисно-комутаційного апарату в системі ТN неприпустимо.
Можливо його використання в якості захисно-комутаційного апарата за умови, що воно розраховане на ліквідацію всіх видів пошкоджень в захищається ланцюга, має достатню здатність, що відключає і забезпечує селективність дії.
Кращим є використання ПЗВ, що представляє собою єдиний апарат з автоматичним вимикачем.
В іншому випадку захист від надструмів повинна бути забезпечена пристроєм захисту від надструмів (автоматичним вимикачем або запобіжником), встановленим вище УЗО по ходу розподілу електроенергії. Якщо номінальний струм ПЗВ менш номінального струму автоматичного вимикача, повинна бути виконана перевірка термічної стійкості УЗО.
Питання 2. Яка система зрівнювання потенціалів мається на увазі: основна або додаткова?
Відповідь. У цьому параграфі мається на увазі зрівнювання потенціалів як міра захисту. Основна система зрівнювання потенціалів повинна виконуватися завжди. Система додаткового зрівнювання потенціалів виконується у випадках, передбачених п. 7.1.88, а також в інших випадках, які встановлюються при проектуванні, якщо значення часу відключення, зазначені в табл.1.7.1 і 1.7.2, не можуть бути забезпечені.
Оскільки при впливі електричного струму на тіло людини електробезпека залежить від поєднання напруги дотику і тривалості його впливу, у разі, коли значення струму однофазного короткого замикання недостатньо для швидкого (нормованого табл.1.7.1 і 1.7.2) спрацьовування захисного апарату, очікуване значення напруги дотику має бути знижений до безпечних значень. Значення напруги дотику не повинні перевищувати 50 В у приміщеннях без підвищеної небезпеки і 25 В (якщо не потрібні більш низькі значення) - в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках. Перевірку очікуваного напруги дотику слід виконувати за умовою:
де R - опір ланцюга між одночасно доступними дотику відкритими провідними частинами і сторонніми провідними частинами (максимальне значення R дорівнює опору провідника зрівнювання потенціалів, що з'єднує дані провідні частини);
Ia - струм уставки захисного апарату (для апарату захисту від надструмів - струм, що забезпечує спрацьовування за час не більше 5 с, для УЗО - номінальний диференційний струм I D n);
Uпр - допустиме для даного приміщення значення напруги дотику (див. Також ГОСТ Р 50571.3-94, п. 413.1.6).
В системі ТN час автоматичного відключення живлення не повинно перевищувати значень, вказаних в табл. 1.7.1.
Значення часу відключення, наведені в табл. 1.7.1, вважаються достатніми для забезпечення електробезпеки, в тому числі в групових колах, які живлять пересувні і переносні електроприймачі і ручний електроінструмент класу 1.
У колах, які живлять, розподільні, групові, поверхові і інші подібні до них щити і щитки, час відключення не повинно перевищувати 5 сек.
Допускаються значення часу відключення більш зазначених в табл. 1.7.1, але не більше 5 сек. в колах, які живлять тільки стаціонарні електроприймачі від розподільних щитів або щитків, якщо виконано одну з наступних умов:
- повний опір захисного провідника між головною заземлення корпусу і розподільним щитом або щитком не перевищує значення, яке визначається виразом:
U0. В - номінальна фазна напруга ланцюга.
Uпр. В - напруга на ділянці захисного провідника між головною заземлення корпусу і розподільним щитом або щитком, значення якого не повинні перевищувати вказаних в 1.7.53;
Допускається застосування пристроїв захисного відключення (УЗО), що реагують на диференційний струм.
Питання 1. Чи часто час відключення, рівне 0,4 с, не може бути забезпечено при захисті ланцюгів автоматичними вимикачами. Як слід чинити у таких випадках?
Відповідь. У тих випадках, коли забезпечуються значення часу спрацьовування, нормовані в табл. 1.7.1 і 1.7.2, - 0,4 с для розеточной мережі і 5 с для стаціонарних електроприймачів, щитів і щитків, а на вводі в електроустановку будинку виконана основна система зрівнювання потенціалів, слід вважати, що електробезпека в електроустановці забезпечується без виконання яких -або додаткових заходів захисту.
Якщо апарат захисту від надструмів не забезпечує нормований час відключення, необхідно виконати додаткову систему зрівнювання потенціалів, яка протягом часу спрацьовування захисного апарату при розрахунковому струмі однофазного короткого замикання повинна забезпечити значення напруги дотику між доступними одночасному дотику провідними частинами не більше 50 В у приміщеннях без підвищеної небезпеки і не більше 25 в у приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках. Ця умова забезпечується при виконанні вимоги параграфа 413.1.6 ГОСТ Р 50571.3-94:
де R - опір між одночасно доступними дотику провідними частинами, з'єднаними за допомогою провідника додаткового зрівнювання потенціалів, Ом;
Ia - струм уставки захисного пристрою: для пристроїв, що спрацьовують від диференціального струму - I D n; для пристроїв захисту від надструмів - струм А, що забезпечує спрацьовування за час не більше 5 с;
50 і 25 - значення напруги дотику, В, між відповідними провідними частинами в приміщеннях без підвищеної небезпеки і з підвищеною небезпекою відповідно.
В якості альтернативного додаткового зрівнювання потенціалів рішення допускається застосування УЗО. При необхідності додаткове зрівнювання потенціалів і УЗО можуть бути застосовані одночасно.
Питання 2. Які електроприймачі слід відносити до стаціонарних електроприймачів в житлових і громадських будівлях?
Відповідь. Термін «стаціонарні електроприймачі» ПУЕ не визначений.
До стаціонарних електроприймачів слід відносити електроприймачі, які в процесі їх експлуатації, тобто перебуваючи під напругою, не можуть перебувати в руках людини, не можуть переміщатися і харчуються електроенергією за постійною схемою від стаціонарної електричної мережі.
Стосовно до вимог п. 1.7.79 в житлових і громадських будівлях до стаціонарних електроприймачів, для яких час відключення може бути прийнято до 5 с, можуть бути віднесені електродвигуни загальною вентиляції будівель і приміщень, насоси, електронагрівачі загальних опалювальних систем і т.п. У промислових установках до стаціонарних електроприймачів відноситься все стаціонарно встановлене обладнання.
У житлових будинках для електропобутових приладів, що живляться від групової розеточной мережі, включаючи холодильники, електроплити, гідромасажні установки і нагрівачі в ванних кімнатах і т.п. а також для обладнання громадських будівель, до якого можуть торкатися люди, що не належать до кваліфікованих спеціалістів, наприклад, прилавки магазинів, пральні машини громадських пралень і т.п. має бути забезпечено час захисного автоматичного відключення живлення, відповідне табл. 1.7.1 і 1.7.2. Якщо значення часу відключення, зазначені в цих таблицях, не можуть бути виконані, повинна бути виконана система додаткового зрівнювання потенціалів або застосовано УЗО, або ці дві додаткові заходи захисту можуть бути виконані одночасно.
Вибір додаткових заходів захисту і необхідність їх виконання визначаються при проектуванні.
Відповідь. Вимоги п. 1.7.79 визначаються умовами електробезпеки в будівлях і зовнішніх електроустановках при одночасному дотику людини до двох або більше провідних частин, які можуть опинитися під небезпечною для людини різницею потенціалів при пошкодженні ізоляції в електроустановці. Ці вимоги поширюються на забезпечення безпеки в тих місцях, де можливе замикання фазних провідників лінії на доступні дотику відкриті або сторонні провідні частини, тобто на початку і в кінці лінії. Якщо час відключення лінії, відповідне п. 1.7.79, забезпечити неможливо, має бути виконано зрівнювання потенціалів, що забезпечує безпечні значення напруги дотику, за допомогою:
- виконання основної (головна заземлювальна шина ВРП або ГРЩ) і додаткової систем зрівнювання потенціалів в електроустановці будинку, що живиться від підстанції;
- виконання системи зрівнювання потенціалів в приміщенні підстанції 6-10 / 0,4 кВ.
Питання 4. Для чого необхідно виконання умов 1) або 2) для щитів і щитків?
Відповідь. Виконання умов 1) або 2) необхідно в тому випадку, коли від щита або щитка харчуються одночасно і стаціонарні електроприймачі, що допускають відключення до 5 с, і розеткові ланцюга, для яких повинні виконуватися вимоги табл. 1.7.1 (1.7.2). При дотриманні одного з цих умов в разі замикання в ланцюзі, що допускає час відключення до 5 с, потенціал, який протягом цього часу буде винесено з шини РЕ в розеткову мережу, не перевищить 50 В.
Питання 5. Які вимоги пред'являються при вимірюванні часу захисного автоматичного відключення живлення?
Відповідь. Саме по собі час захисного автоматичного відключення живлення не вимірюється. Час відключення кожного захисного апарату визначається значенням струму однофазного короткого замикання в пошкодженій ланцюга і характеристиками захисного апарату. Якщо цей час перевищує 0,4 сі / або 5 с відповідно, необхідно виконання додаткових заходів захисту - установка УЗО або виконання системи додаткового зрівнювання потенціалів.
Таблиця 1.7.1.
Найбільше припустиме час захисної автоматичного відключення для системи ТN
Номінальна фазна напруга U0, В