14.1.        ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для защиты людей от поражения электрическим током применяются заищтные меры электробезопасиости. К ним относятся защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, применение малых напряжений, двойной изоляции, защитного отключения, разделяющих трансформаторов, ограждений. Заземление и зануление являются наиболее распространенными и эффективными защитными мерами.

Известно, что поражения или травмы от электрического тока происходят под воздействием как высоких, так и низких напряжений. Большинство несчастных случаев происходит в электроустановках напряжением 380/220 В, с которыми часто имеют дело люди без специальной подготовки. В системах электропитания установок автоматизации наибольшее распространение имеют именно эти напряжения.

Поэтому защитные мероприятия от поражения электрическим током в электроустановках систем автоматизации должны выполняться в полном объеме, как и в любых других электроустановках, с соблюдением всех требований «Правил устройства электроустановок».

Однако следует заметить, что вопросам вьшолнения защитного заземления и зану- ления в проектах автоматизации технологических процессов уделяется недостаточное внимание. Часто в проектах ограничиваются указанием элементов, которые надо заземлить или занулить (на чертежах у этих элементов показывают условный знак «земли»). А само выполнение заземления и зануления — выбор заземляющих и зануляю- щих проводников, их прокладка, присоединение к заземляющей и зануляющей сетям и т. д. — оставляется на усмотрение монтажных организаций.

Опыт показывает, что при отсутствии в проектах автоматизации детальных указаний по выполнению заземления и зануления приводит к тому, что их фактическое выполнение часто не отвечают требованиям действующих правил. Как следствие в эксплуатацию передается электроустановка, в которой существует повышенная опасность электротравматизма.

Недооценка требований электробезопасности при выполнении проекта автоматизации недопустима.

Прежде чем рассмотреть работу защитного заземления и зануления, отметим смысл и значение некоторых основных понятии, используемых в «Правилах устройства электроустановок».

Электроустановки напряжением до 1000 В с глухозаземлен- н о й нейтралью — электроустановки, в которых нейтраль трансформатора или генератора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью — электроустановки, в которых нейтраль трансформатора или генератора не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, дугогасящие реакторы и др., имеющие большое сопротивление.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо части электроустановки с заземляющим устройством.

Защитное заземление — заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Зануление — преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухоза- земленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с і лу- хозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

Замыкание на корпус — случайное соединение находящихся под напряжением частей машин, аппаратов, линий на их конструктивные части, нормально не находящиеся под напряжением.

Заземлитель — проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземленные части с заземлителями.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Нулевой защитный проводник — проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генера

тора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехііроводных сетях постоянного тока.

Нулевой рабочий проводник в электроустановках на пряж'е- нием до 1000 В — проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока. В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью нулевой проводник выполняет функции нулевого как рабочего, так и защитного проводника.

Магистраль заземления и за- н у л е и и я — соответственно заземляющий или нулевой проводник с двумя или более ответвлениями.

Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Двойная изоляция — совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению части электроприемника не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или защитной (дополнительной) изоляции.

Малое напряжение — номинальное напряжение не более 42 В между фазами и по отношению к земле, принимаемое в электрических установках для обеспечения электробезопасности.

Разделяющий трансформатор— трансформатор, служащий для электрического отделения сети, питающей электроприемники, от первичной электрической сети, а также от сети заземления или зануле- ния.

Защитное отключение в электроустановках напряжением до 1000 В — автоматическое отключение всех фаз (полюсов) аварийного участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его протекания при замыканиях на корпус или снижении сопротивления изоляции ниже определенного значения.

Помещения с повышенной опасностью поражения электрическим током — помещения, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную

опасность: сырости или проводящей ныли; токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.); высокой температзфы; возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п. с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.

Особо опасные помеш:ения в отношении поражения электрическим током — помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особой сырости; химически активной среды; одновременного наличия двух и более условий повышенной опасности.

Помещения без повышенной опасности поражения электрически м т о к о м — помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность и особую опасность.

В ранее действовавший «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ-64) понятие «зануление» отсутствовало. В них термином «заземление» определялась защитная мера безопасности в электроустановках как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью.

В новых правилах устройства электроустановок (в пятом и шестом изданиях) введен термин «зануление» для определения защитной меры безопасности от поражения элеістрическим током в электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, а термин «заземление» остался для определения защитной меры безопасности в электроустановках с изолированной нейтралью.

Зануление имеет ряд принципиальных отличий от защитного заземления.

При выполнении защитного заземления (рис. 14,1) в электроустановках с изолированной нейтралью все металлические корпуса

электроприемников и металлические конструкции, которые могут оказаться из-за повреждения изоляции под опасным напряжением, преднамеренно соединяются с землей.

Как видно из рис. 14.1, при наличии заземления человек, прикасающийся к за- земіершому корпусу, оказавшемуся под напряжением, присоединен параллельно цепи замыкания на участке между корпусом и землей.

Таким образом, назначение зашитного заземления заключается в том, чтобы создать между корпусом защищаемого электроприемника и землей электрическое соедиріение с достаточно малым сопротивлением для того, чтобы Б случае замыкания на корпус этого электроприемника прикосновение к корпусу человека (параллельное прикосновение) не могло вызвать прохождение через его тело такого тока, который угрожал бы жизни или здоровью.

Отсюда следует, что для обеспечения безопасности пригодно не всякое соединение с земтен, а только имеюшее достаточно малое сопротивление, во много раз меньшее сопротивления тела человека. Тогда основная часть тока замыкания будет проходить через землю, а ток, проходящий через тело человека, будет мал, и опасность прикосновения к заземленному корпусу не возникнет.

Максимально допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств устанавливаются ПУЭ и составляют в электроустановках до 1000 В с изолированной нейтралью 4 Ом; в электроустановках напряжением 220 и 380 В с глухозаземленной нейтралью соответственно 8 и 4 Ом.

Сопротивление тела человека зависит от многих факторов и колеблется в довольно широки.^: пределах. При вла.жной, загрязненной коже рук сопротивление тела человека резко снижается и приближается к постоянному значению, которое соответствует внутреннему сопротивлению, т. е. около 1000 Ом.

Соединение заземляемых частей электроустановки с землей осупіествляется с помощью заземлителей и заземляющих проводников, образующих заземляющее устройство.

При выполнении зануления в электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью (рис. 14.2) все металлические корпуса электроприемников и конструкции связываются электрически с заземленной нейтралью трансформатора через нулевой защитный провод (при защите трехфазного электроііриемника — четвертым, как пока- загю на рис. 14.2, при защите однофазного

электроприемника — третьим). Благодаі: этому всякое замыкание на корпус превр: щается в короткое замыкание и аварийны участок отключается предохранителем ил автомато.ѵі.

Таким образом, в электроустановках г.чухозаземленной нейтралью зануление вв полняется так, что всякое замыкание і корпус электрооборудования превращает в короткое замыкание и аварийный участі отключается аппаратом защиты, чем и дост гается защита персонала от поражен электрическим током. В этом принципиаі ная разница между выполнением занулен в электроустановках с глухозаземленной неі ралью и защитного заземления в электроус: новках с изолированной нейтралью, где : щиткое заземление призвано только снизи напряжение на корпусе оборудования безопасного значения.

Заметим, что если в электроустанові с глухозаземленной нейтралью при замы ниях на корпус отключение аварийного уча ка не произойдет (например, не сработ; аппарат защиты), то по цепи короткого зал кания будет длительно протекать ток замы ния и по отношению к земле возникнет пряжение не только на поврежденном к пусе, но и на всех заземленных корпу электрооборудования данной электроус новки, поскольку они все электрически о заны общей сетью зануления. Это напряже может оказаться значительным и, следс тельно, опасным. Вот почему необходимо только осуществлять правильный выбор уі вок аппаратов защиты, сечений жил прово и кабелей, сечений нулевых защитных г водников, но и производить проверку ус ВИЙ срабатывания предохранителей и авта тических выключателей, на что указываі в разд. 6.

Вопросы выполнения защитного заземления и зануления на промышленных объектах решаются в проектах электроснабжения и силового электрооборудования. В проектах автоматизации технологических процессов необходимо только предусмотреть выполнение заземления или зануления в электрической части этих систем, правильно связав систему автоматизации с заземляющим устройством автоматизированного объекта.

При проектировании АСУ ТП с использованием ЭВМ и средств микропроцессорной техники особое внимание должно быть уделено вопросам зануления (защитного заземления) оборудования.

При этом в «Задании генпроектировщику на обеспечение комплекса технических средств энергоносителями» (см. § 1.4) приводятся требования к выполнению индивидуального внешнего заземлителя и заземляющих проводников от него в помещения с АСУ ТП (машзалы) с учетом требований организаций — разработчиков средств АСУ ТП.

Приводятся также требования к возможности (необходимости) соединения индивидуального внешнего заземлителя с нулевой шиной распределительного щита питания управляющего вычислительного комплекса (УВК) с учетом требований разработчика средств вычислите.пьной техники (ВТ) и характеристик питающей сети.

При размещении в одном помеш:еыии вычислительных машин разных типов (например, управляющих и универсальных машин в общем машзале) в «Задании» должна быть оговорена необходимость выполнения общего для всех машин индивидуального внешнего заземлителя и общей магистрали зануления (защитного заземления) в машзале; при этом сопротивление заземляю- !цего устройства должно быть минимальным из требуемых для каждого типа ЭВМ.

Ниже рассматриваются основные требования к выполнению зануления (заземления) приборов, аппаратов и других средств и устройства автоматизации, которые необходимо выполнять при проектировании и монтаже систем автоматизации технологических процессов.

При необходимости более глубокого ознакомления с работой зануления и защитного заземления нужно обратиться к специальной литературе.