ИО – исполнительный орган; ИОП – источник опасности поражения.
Датчик (D) реагирует на изменение входной величины «В», усиливает ее до значения КВ (К – коэффициент передачи датчика) и посылает в преобразователь (П).
Преобразователь служит для преобразования усиленной входной величины в аварийный сигнал КВА. Далее канал аварийного сигнала (КПАС) передает сигнал АС, с преобразователя на исполнительный орган (ИО). Исполнительный орган осуществляет защитную функцию по устранению опасности поражения – отключает электрическую сеть.
На схеме показаны участки возможных помех, влияющие на работу УЗО.
На рис. 3.10. приведена принципиальная схема защитного отключения с помощью реле максимального тока 1. Катушка этого реле с нормально замкнутыми контактами подключается через трансформатор тока 2 или непосредственно в рассечку проводника 3, идущего к отдельному вспомогательному или общему заземлителю 4.
Рис. 3.10. Схема устройства защитного отключения
1 – реле максимального тока, 2 – трансформатор тока, 3 – заземляющий провод, 4 – заземлитель, 5 – электродвигатель, 6 – контакты пускателя, 7 – блок-контакт, 8 - сердечник пускателя, 9 – рабочая катушка, 10 – кнопка опробования, 11 – вспомогательное сопротивление,
12 и 13 – кнопки останова и включения, 14 – пускатель
Электродвигатель включается в работу нажатием кнопки «Пуск». При этом подается напряжение на катушку, сердечник пускателя втягивается, контакты замыкаются и включают электродвигатель в сеть. Одновременно замыкается блокконтакт, через который катушка остается под напряжением, хотя кнопка «Пуск» нормально находится в отключенном положении.
При замыкании на корпус одной из фаз образуется цепь тока: место повреждения – корпус – заземляющий провод – трансформатор тока – земля – емкость и сопротивление изоляции проводов неповрежденных фаз – источник питания – место повреждения. Если величина тока достигнет уставки срабатывания токового реле, реле сработает (т.е. его нормально замкнутый контакт разомкнется) и разорвет цепь катушки магнитного пускателя. Сердечник этой катушки освободится, и пускатель отключится.
Для проверки исправности и надежности действия защитного отключения предусмотрена кнопка, при нажатии которой устройство срабатывает. Вспомогательное сопротивление ограничивает ток замыкания до необходимой величины. Предусмотрены кнопки для включения и отключения пускателя.
Для снижения напряжения прикосновения и напряжения шага при стекании тока с электродов в землю меньше максимально возможной величины используют метод выравнивания потенциалов при контурном расположении электродов относительно заземляемых корпусов электрооборудования. Для этой цели стальные стержни диаметром 50…60 мм и длиной 2,5…3,0 м, из которых выполнены электроды, забивают в грунт вертикально на расстоянии друг от друга 5,0…6,0 м.
3.7. Классификация производственных помещений в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок
Одним из условий надежной, экономичной и безопасной работы электрооборудования является правильный его выбор по конструктивному выполнению в зависимости от условий окружающей среды.
Исполнение электрооборудования может быть открытое, защищенное, водо-защищенное, брызго-защищенное, капле-защищенное, пыленепроницаемое, обдуваемое, продуваемое, маслонаполненное.
Выбор конструктивного исполнения оборудования зависит от: микроклиматического состояния производственных помещений.
Помещения могут быть:
- сухие – относительная влажность не превышает 60%;
- влажные – относительная влажность не превышает 75%, при этом выделение паров и влаги происходит кратковременно;
- сырые – относительная влажность длительно превышает 75%;
- особо сырые – относительная влажность близка к 100% (стены, пол, потолок, оборудование покрыты влагой);
- жаркие – температура воздуха в помещении длительно превышает +300С;
- пыльные – наличие пыли в таком количестве, что она может оседать на поверхностях оборудования, строительных элементах помещения;
- с химически активной средой – наличие паров или отложений, разрушающих изоляцию и токоведущие части электрооборудования
Условия окружающей среды могут повысить или снизить опасность поражения электрическим током.
С учетом условий производственной среды все помещения делят на три класса по степени поражения людей электрическим током. Эта классификация приведена в табл. 3.5.
Таблица 3.5.
| Вид помещения | Характеристика помещения |
| Без повышенной опасности С повышенной опасностью Особо опасные | Сухие, беспыльные, с нетоковедущими полами, с нормальной температурой воздуха. Наличие одного из факторов, обуславливающих повышенную опасность: сырые, жаркие, наличие токопроводящих полов; возможность одновременного прикосновения человека к металлическим конструкциям здания или оборудования. Наличие одного из факторов, обуславливающих особую опасность: наличие химически агрессивной среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электроустановок; особая сырость; наличие двух или более факторов, характерных для помещений с повышенной опасностью |
Технические и организационные меры защиты на предприятиях осуществляют в зависимости от класса помещения, напряжения и назначения электроустановки.
3.8. Защита от статического электричества
Все материалы по электрическим свойствам делят на проводники и изоляторы (диэлектрики). Если проводники способны проводить ток, то диэлектрики этой способностью не обладают. Поэтому на веществах и материалах, имеющих объемное удельное электрическое сопротивление более 105 Ом×м, при трении, дроблении, интенсивном перемешивании происходит перераспределение электронов с образованием на поверхностях соприкосновения двойного электрического тока, что является непосредственным источником возникновения статического электричества.
Искровые разряды статического электричества могут вызвать взрыв и пожар.
Особенно большую опасность представляют разряды статического электричества, образующиеся при сливе и наливе легковоспламеняющихся и горючих жидкостей свободно падающей струей.
В производственных условиях накопление зарядов статического электричества может происходить на приводных ремнях, транспортерах, при движении пылевоздушной смеси в трубопроводах, например, при транспортировке муки системами пневмо- или аэрозольтранспортом.
Заряды статического электричества могут накапливаться на людях, особенно если подошва обуви не проводит электрический ток, одежда и белье из шерсти, шелка или искусственного волокна; а также при движении по не токопроводящему полу или выполнении ручных операций с диэлектриками. Потенциал изолированного от земли тела человека может превышать 7кВ и достигать 45кВ. При соприкосновении человека с заземленным предметом вызывает искровой разряд. Энергия разряда этой искры может составлять 2,5 – 7,5 мДж. Кроме того, статическое электричество оказывает неблагоприятное физиологическое воздействие на человека, подобное мгновенному удару электрического тока. Ток при этом незначителен и непосредственною опасность для человека не представляет. Однако, искра, проскакивающая между телом человека и металлическим объектом, может явиться причиной производственного травматизма и даже при определенных условиях создать аварийную ситуацию.
В производствах, где существует опасность воспламенения взрывоопасных смесей разрядом с человека, необходимо обеспечить работающих электропроводящей (антистатической) обувью. Обувь считается электропроводящей, если электрическое сопротивление между электродом в форме стельки, находящимся внутри обуви, и наружным электродом меньше 107 Ом.
Покрытие пола, выполненное из бетона толщиной 3см, спецбетона, пенобетона и т.д. считается электропроводящим.
Для предупреждения возможности возникновения опасных искровых разрядов с поверхности получаемых и перерабатываемых веществ, используемых в производстве диэлектрических материалов, оборудования, а также тела человека необходимо предусматривать меры защиты от разрядов статического электричества.
Основными способами устранения опасности статического электричества являются:
- отвод зарядов путем заземления оборудования и коммуникаций; однако, заземление неэффективно, когда применяют аппараты и трубопроводы из диэлектрика или происходит в процессе технологических операций отложение на внутренней стороне стенки трубопроводов или оборудования нетокопроводящих материалов;
- добавление в электризуемые вещества антистатических добавок (графит, сажа, полигликоли и др.), позволяющих уменьшить сопротивление этих веществ;
- увеличение относительной влажности воздуха (общей или только в местах образования зарядов статического электричества) до 70-75%;
- применение антистатических веществ; наиболее важным свойством антистатических веществ является их способность увеличивать ионную проводимость и тем самым снижать электрическое сопротивление материалов;
- ионизация воздуха; сущность этого способа заключается в образовании положительных и отрицательных ионов воздуха, которые нейтрализуют заряды статического электричества;
- ограничение скорости движения твердых и жидких веществ в коммуникациях и оборудовании; заведомо безопасной скоростью движения и истечения диэлектрической жидкости является 1,2 м/с.
Практический способ устранения опасности от статического электричества выбирают с учетом эффективности и экономической целесообразности.
3.9. Пожарная безопасность в электроустановках и
противопожарная защита
Проектирование новых или реконструкция действующих предприятий предусматривает комплексную механизацию и автоматизацию технологических процессов, что в свою очередь может привести к концентрации производственных и энергетических мощностей, в результате чего увеличивается опасность возникновения взрыва и пожара.
Для обеспечения взрывобезопасности проектируемого предприятия, производственные помещения классифицируют по взрывоопасности в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ).
Установлено шесть классов взрывоопасных зон и помещений.
В-I, в которых выделяются горючие газы или пары легко воспламеняющихся жидкостей (ЛФЖ) в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работ.
В-I а, в которых взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом могут образовываться только в случае аварий.
В-I б, аналогичны зонам класса В–Iа, но отличаются рядом особенностей, основные из которых – высокие значения нижнего концентрационного предела воспламенения образующихся газо-воздушных и паро-воздушных смесей (15% и более), а также небольшое количество взрывоопасных смесей не более 5% свободного объема помещений.
В-I г – пространства у технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ.
В-II – помещения и зоны, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.
В-II а, в которых взрывоопасные пылевоздушные смеси могут образовываться только в случае аварий или производственных неисправностей.
Данная классификация производственных помещений необходима для правильного выбора электрооборудования, светильников и электропроводок.
Следует размещать электрооборудование таким образом, чтобы уменьшить возможность его контактов с взрывоопасной средой. Если по условиям производства добиться этого невозможно, то устанавливаемое во взрывоопасных зонах электрооборудование должно полностью соответствовать классам взрывоопасных помещений, зон и наружных установок.
В табл. 3.6 представлен выбор исполнения электрооборудования для взрывоопасных помещений.