3.5. Лабораторная работа на тему «Исследование и оценка состояния электробезопасности на рабочих местах»

Цель работы: освоить методы измерений и оценки основных параметров по определению состояния электробезопасности на рабочих местах .

3.5.1. Общие положения

Электрический ток опасен: прикосновение человека к токоведущим деталям электрической сети, а также к частям производственного оборудования, оказавшегося по тем или иным причинам под напряжением, может быть причиной поражения электрическим током.

Для защиты от поражения электрическим током все рабочие места, связанные с использованием электроэнергии, должны соответствовать требованиям электробезопасности по ГОСТ 12.1.030-82.

В настоящей работе рассматривается методика анализа электробезопасности на рабочих местах, использующих электроустановку, питающуюся от трехфазной, трехпроводной электрической сети с незаземленной нейтралью.

Защитное заземление – это совокупность металлических проводников заземлителей, находящихся в контакте с землей и проводников, соединяющих корпуса электрооборудования с заземлителями.

К факторам электробезопасности в этих сетях относятся: хорошая электрическая изоляция электрической сети от «земли» и окружающих предметов, а также применение защитного заземления корпусов оборудования.

Требуемая величина сопротивления изоляции фазных проводов должна быть не менее 500 КОм. Она достигается за счет применения изолирующих материалов (резина, пластмасса, фарфор, стекло и др.).

Под воздействием влаги, агрессивных паров, пыли, вибрации и других факторов, сопротивление изоляции может снижаться вплоть до нуля (короткое замыкание на корпус), что приводит к утечкам тока на корпуса оборудования и появлению на их поверхностях опасного напряжения (потенциала).

Для снижения этого потенциала, корпуса оборудования и других токопроводящих предметов преднамеренно электрически соединяют с землей, то есть заземляют.

В качестве заземлителей используют зарытые в почву металлические предметы (трубы, рельсы, арматуру железобетонных конструкций и прочие объекты).

Эффективность защитного заземления тем выше, чем ниже его омическое сопротивление, которое в установках напряжением до 1000В не должно превышать 4-х Ом, а в установках напряжением выше 1000В - не более 10-и Ом.

3.5.2. Оценка величины напряжения прикосновения

1. Выбрать вариант задания (по прил. 9) и вывести его на стенд с помощью переключателя вариантов.

2. Измерить сопротивление изоляции фазных проводов (по отношению к клемме «земля»), Rф 1, Rф2, RфЗ, заполнить соответствующие пункты протокола выполнения лабораторной работы. Измерение сопротивления изоляции фазных проводов выполняются с помощью мегомметра Для измерения сопротивления изоляции одна из клемм мегомметра (с пометкой «земля») присоединяется с помощью гибкого проводника с клеммой R3 стенда, а другая клемма (с пометкой Rф1 или Rф2 или Rф3) подключается поочередно к фазам.

При измерении вращают ручку 2 генератора мегомметра со скоростью, достаточной для стабилизации положения индикаторной стрелки мегомметра в пределах его шкалы, по которой учитывают величину измеряемого сопротивления в «МОм» или «КОм» в зависимости от переключателя

3. Измерить сопротивление защитного заземления Rx. Измерение сопротивления защитного заземления делают с помощью омметра (рис. 3.18).

Рис. 3.18 Омметр для измерения сопротивления защитного заземления

Перед проведением измерения проверяют калибровку прибора в соответствии с инструкцией, напечатанной на внутренней поверхности его крышки. После этого с помощью гибких проводов клеммы омметра соединяют с клеммами стенда Rx, Rз, Rв (схема соединения на крышке омметра). Далее переключатель 4 омметра устанавливают в рабочее положение «х5», нажимают пальцем кнопку 3 и, удерживая ее в этом положении, вращают реохорда 2, добиваясь установки индикаторной стрелки омметра напротив отметки «О» его шкалы. Отсчет показания ведут по подвижной шкале омметра с учетом положения переключателя 4.

4. Рассчитать величину напряжения прикосновения Uп, В.

По варианту задан режим работы электроустановки - «нормальный» или «аварийный» поэтому расчет Uп ведем по зависимости от этого фактора.

1. Расчет напряжения прикосновения в «нормальном» режиме работы электроустановки, т.е. при наличии защитного заземления:

,

где α – коэффициент напряжения прикосновения, выбирать в зависимости от варианта; φ_к – потенциал на корпусе станка, определяется по формуле:

, В

где I₃ – ток замыкания на землю, А.

,

где U – фазное напряжение в сети, В - по своему варианту; R_x – измеренное сопротивление защитного заземления, Ом; R_ф – минимальное измеренное сопротивление изоляции одной из фаз, Ом;

4.2. Определить по ГОСТ 12.1.038 - 82 предельно допустимую величину напряжения прикосновения в «нормальном» режиме работы электроустановки (таблица 3.6), U_п.д, В, при переменном токе 50Гц.

4.3. Дать оценку фактического напряжения прикосновения на рабочем месте по Кнут - коэффициенту неблагополучия условий труда:

К_нут=U_п.ф./U_п.д.,

если К_нут≤1, то можно сделать вывод о том, что состояние электробезопасности на рабочем месте в норме.

4.4. Расчет величины напряжения прикосновения в «аварийном» режиме (обрыв в цепи R_з), В:

U_п.ф.=IrRr,

где R_r – сопротивление тела человека, Ом, в инженерных расчетах принимают R_r=1000 Ом, I_r – ток, проходящий через тело человека, А, определяем по формуле:

,

где U – напряжение в электросети, В – по своему варианту; R_г = 1000 Ом; R_ф – минимальное измеренное фазное сопротивление, Ом.

4.5. Определить по ГОСТ12.1.038 - 82 предельно-допустимую величину напряжения прикосновения в «аварийном» режиме работы электроустановки U_п.д при переменном токе 50Гц в зависимости от времени аварийного отключения t_откл., сек (таблица 3.6).

4.6. Дать оценку фактического напряжения прикосновения по К_нут – коэффициент неблагополучия условий труда:

К_нут=U_п.ф./U_п.д.,

если К_нут≤, то можно сделать вывод о соответствии состояния электробезопасности ГОСТ 12.1.038-82.

Таблица 3.6

Предельно-допустимые величины напряжения прикосновения в «нормальном» режиме (по ГОСТ 12.1.038 - 82)

Вид тока	Не более
Переменный	Uп.д., В	I, мА
50Гц	2,0	0,3
400Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0

При выборе предельно-допустимых значений напряжения прикосновения следует учитывать негативное влияние на состояние электробезопасности высоких значений температуры окружающей среды Т, °С и относительной влажности в помещении, φ,%. Поэтому, если по варианту Т>25°С и φ >75% необходимо принять поправочный коэффициент К = 0,33, тогда

Uп.д.=Uп.д.×К, B

Таблица 3.7

Предельно-допустимые величины напряжения прикосновения в «аварийном» режиме (по ГОСТ 12.1.038 - 82)

Вид тока	Время аварийного отключения tоткл, сек и величина Uп.д., В
	0,01	0,1	0,5	1,0	>1,0
Переменный 50Гц	650	500	100	50	36
Постоянный	650	500	250	200	40