1. Виды испытаний приборной техники по показателям безопасности

2. Связь критериев качества и критериев безопасности

Технические показатели безопасной работы оборудования

Связь с критериями качества изделия:

3. Меры по обеспечению безопасности на этапах проектирования приборной техники.

Принципы обеспечения безопасности классифицируют по четырем группам: ориентирующие, технические, организационные и управленческие. Ориентирующие принципы представляют собой основные идеи для поиска безопасных решений и накапливания информационной базы. К ним относятся: а) принцип активности оператора. Человек (оператор), не участвуя физически в управлении процессом, находится в состоянии постоянной готовности вмешаться в него (например, работа диспетчера); б) принцип гуманизации деятельности — ориентирует на рассмотрение проблем безопасности человека как первоочередных при решении любых производственных задач; в) принцип системности — ориентирует на учет всех без исключения элементов, формирующих опасные или вредные факторы, которые могут привести к несчастному случаю; г) принцип деструкции — направлен на поиск хотя бы одного элемента в системе обстоятельств, искусственное удаление которого позволило бы не допустить несчастного случая (например, понижение температуры в помещении не позволяет произойти самовозгоранию паров топлива или органической пыли); д) принцип снижения опасности — направлен не на ликвидацию опасности, а только на снижение ее уровня (например, снижение напряжения до 36 В при пользовании электроинструментом без заземления); е) принцип замены оператора — направлен на замену человека роботом, станками с программным управлением; ж) принцип ликвидации опасности — состоит в устранении опасных и вредных факторов при выполнении технологических процессов (например, замена опасного оборудования безопасным, применение научной организации труда и т. д.); з) принцип классификации — направлен на распределение опасных и вредных факторов по определенным признакам, что позволяет делать обоснованные прогнозы относительно неизвестных фактов или закономерностей.

Технические принципы основаны на использовании физических законов с применением технических средств. К ним относятся: а) принцип блокировки — исключает возможность проникновения человека в опасную зону (например, автоматические шлагбаумы, двери, заслонки, створки, которые закрываются или фиксируются при приближении человека к опасной зоне); б) принцип слабого звена — заключается в запланированном разрушении одного из звеньев механизма в случае его перегрузки (например, плавкие предохранители, шпонки, штифты, предохранительные муфты); в) принцип прочности — направлен на повышение уровня безопасности наиболее ответственных элементов конструкций путем повышения коэффициента запаса прочности, когда значения критериев разрушения материала превышают допустимые нагрузки в эксплуатации; г) принцип флегматизации — заключается в применении ингибиторов (инертных компонентов) в целях замедления скорости химических реакций или превращения горючих веществ в негорючие; д) принцип экранирования — заключается в размещении между человеком и источником опасности преграды, гарантирующей защиту от опасностей (защита от шума, магнитных полей, ионизирующих излучений и т. п.); е) принцип защиты расстоянием — заключается в том, что источник опасности устанавливается от человека на расстоянии, при котором обеспечивается заданный уровень безопасности. Принцип основан на том, что некоторые опасные или вредные факторы снижают свое воздействие на человека при увеличении расстояния; ж) принцип герметизации — заключается в обеспечении невозможности утечки жидкой или газовой среды из одной зоны в другую (сальниковые уплотнения, оболочки, баллоны, сильфоны, мембраны, диафрагмы); з) принцип вакуумирования — заключается в проведении технологических процессов при пониженном давлении по сравнению с атмосферным (например, для смещения точки кипения жидкости в сторону более низких температур, для транспортировки пыли в аппаратах, где вакуум позволяет вести процесс более экономично и безопасно); и) принцип компрессии — состоит в проведении в целях безопасности различных процессов под повышенным давлением по сравнению с атмосферным (например, для снижения температуры самовоспламенения в камерах с агрессивными средами: мука, сахарная пыль и т. д.).

Организационные принципы — это те принципы, которые с целью повышения безопасности способствуют реализации положения научной организации деятельности. К ним относятся: а) принцип защиты временем — предполагает сокращение длительности нахождения человека под воздействием опасных или вредных факторов до безопасных значений, сокращение времени хранения продуктов и товаров в таре с целью предотвращения отравлений, взрывов и пожаров; б) принцип нормирования — состоит в регламентации условий, соблюдение которых обеспечивает необходимый уровень безопасности (например, ПДК ПДУ — предел допустимой концентрации вредных веществ в среде обитания, уровня излучений, воздействия магнитных полей и т. д.); в) принцип несовместимости — заключается в пространственном или временном разделении объектов реального мира с целью предотвращения их взаимодействия друг с другом (например, запрещено хранить в одном помещении продукты питания и токсико-химические вещества или краски); г) принцип эргономичности — состоит в том, что для обеспечения безопасности учитываются антропометрические, психофизические и психологические свойства человека при создании рабочего места, места отдыха и социально-бытовых нужд; д) принцип информации — заключается в передаче и усвоении персоналом сведений, обеспечивающих необходимый уровень безопасности (например, инструктаж, обучение, предупреждающие знаки, сигнализация); е) принцип резервирования (дублирования) — состоит в одновременном применении нескольких устройств, способов, приемов, направленных на защиту от одной и той же опасности (например, несколько выходов для эвакуации в помещениях, несколько двигателей в самолете, аварийное освещение в зданиях, имеющее несколько различных источников энергопитания), ж) принцип подбора кадров — заключается в таком подборе людей по специальности, практическому опыту работы, формирования структуры служб и отделов, которые были бы способны обеспечить необходимый уровень безопасности на производстве; з) принцип последовательности — заключается в формировании определенной очередности выполнения операций, процессов, регламентных работ с целью снижения уровня опасности (например, перед допуском рабочего к выполнению работы проводится инструктаж по технике безопасности, перед включением в работу станочного оборудования — выполняется техосмотр).

Управленческие принципы — это те принципы, которые определяют взаимосвязь и отношения между отдельными стадиями и этапами процесса обеспечения безопасности. К ним относятся: а) принцип плановости — состоит в установлении на определенном периоде количественных показателей и направлений деятельности. Планирование в области безопасности направлено на улучшение условий труда, б) принцип стимулирования — опирается на распределение материальных благ и моральных поощрений в зависимости от результатов труда работающего, в) принцип компенсации — состоит в предоставлении дополнительных льгот на работах с тяжелыми условиями труда с целью восстановления или поддержания здоровья (например, повышение тарифных ставок для работающих по "горячей сетке", выдача лечебно-профилактического питания для предупреждения профессиональных заболеваний); г) принцип эффективности — состоит в сопоставлении фактических результатов с плановыми и оценке достигнутых показателей по критериям затрат и выгод (например, контроль уровня травматизма на производстве, улучшение условий труда по сравнению с принятыми обязательствами); д) принцип контроля — заключается в организации органов контроля и надзора с целью проверки объектов на соответствие их регламентированным требованиям безопасности; е) принцип обратной связи — заключается в организации системы получения информации о результатах воздействия управляющей системы на управляемую путем сравнения параметров соответствующих состояний (например, контроль за расходом топлива в зависимости от скорости движения автомобиля); ж) принцип адекватности — заключается в том, что система управляющая должна быть адекватно сложной по сравнению с управляемой; з) принцип ответственности — означает, что для обеспечения безопасности должны быть регламентированы права, обязанности и ответственность лиц, которые участвуют в управлении безопасностью (например, за здоровье и жизни людей отвечает руководитель предприятия, а контроль за условиями труда должен быть возложен на работника службы охраны труда).

4. Средства обеспечения безопасности приборной техники, предпринимаемые

разработчиком и потребителем.

Основными техническими средствами защиты являются:

• Защитное заземление;

• Автоматическое отключение питания (зануление);

• Устройства защитного отключения.

Защита от опасности поражения электрическим током. Для защиты от поражения электрическим током при работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, необходимо использовать общие и индивидуальные электрозащитные средства. К общим средствам защиты относятся: защитные ограждения; заземление, зануление и отключение корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением; применение малого безопасного напряжения 12-36 В; предупредительные плакаты, вывешиваемые у опасных мест; автоматические воздушные выключатели.

Ограждению подлежат все токоведущие неизолированные части электрических устройств (провода, шины, контакты рубильников и предохранителей и т. п.). Защитное заземление, зануление и автоматическое отключение предназначены для снижения напряжения или полного отключения электроустановок, металлические корпуса которых оказались под напряжением. Обычно применяют искусственные заземлители: специально забиваемые в землю металлические стержни, трубы диаметром 25-50 мм и длиной 2-3 м, металлические полосы размером 40 х 4 мм, горизонтально прокладываемые в земле.

В качестве заземляющих проводников целесообразно использовать металлические конструкции зданий, металлические трубопроводы водопровода, имеющие соединение с землей. Широкое использование естественных заземлителей сокращает расходы и продолжительность работ по устройству заземлений.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. В случае возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным заземлением большая часть электрического тока пройдет по параллельной цепи, а не через тело человека. Ток, проходящий через тело человека, не представит большой опасности, так как сопротивление тела человека значительно больше (1000 Ом), чем сопротивление заземления (4 Ом). На практике защитное заземление считается обеспечивающим безопасность, если напряжение прикосновения не будет превышать 40 В.   Для защиты от поражения электротоком в четырехпро-водных сетях, питаемых трансформатором с глухозаземлен-ной нейтралью, применяют защитное зануление. Этот вид защиты представляет собой соединение металлических частей установки, не находящихся под напряжением, с заземленным в трансформаторном пункте нулевым проводом. В случае появления напряжения на корпусе установки происходит короткое замыкание в сети и сгорают предохранители, что приводит к отключению напряжения от электроустановки. Защитное отключение служит средством защиты от электротравматизма при однофазном замыкании на землю. Оно обычно применяется в случаях, когда электробезопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления, в условиях скалистого грунта или подвижного характера работ. Защитное отключение осуществляется с помощью аппарата, встроенного в распределительное или пусковое устройство.

К общим средствам защиты также относят предупредительные плакаты, которые в зависимости от назначения подразделяются на предостерегающие, запрещающие и напоминающие.

Индивидуальные защитные средства подразделяются на основные и дополнительные. Основными защитными изолирующими средствами в установках до 1000 В являются штанги изолирующие, клещи изолирующие и электроизмерительные указатели напряжения, диэлектрические перчатки, сле-сарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками. Изоляция перечисленных средств длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и они позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Дополнительными изолирующими защитными средствами называются средства, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током. Они дополняют основные средства защиты, а также могут служить для защиты от напряжения прикосновения и шагового напряжения. Дополнительными защитными средствами в установках до 1000 В служат диэлектрические галоши, диэлектрические коврики, изолирующие подставки. К числу технических средств защиты, используемых для недопущения отказов или устранения последствий отказов, относят: - технические средства локализации отказов, вводимые в состав системы; - технические средства оперативного контроля и управления функционированием при возникновении опасных ситуаций; - блокировки в ответственных технологических процессах, исключающие возможности разрушения элементов системы при нарушении технологического процесса; В процессе эксплуатации для уменьшения ущерба от возможных отказов предусматривают следующие технические средства: - пожаро-взрывобезопасности и пожаротушения; - автоблокировки, исключающие прохождение и выполнение неправильных команд; - предупреждения ошибочных действий операторов.

5. Основные факторы, влияющие на безопасность приборной техники

6. Выбор оптимальной структ защиты от поражения эл-м током.

7. Критерии электробезопасности для приборной техники

Первичные критерии электробезопасности — это пороговые значения электрического тока, соответствующие ответным реакциям организма человека; они необходимы для расчета защитных мер и средств в электроустановках.[ ...]

Нормативные данные о предельно допустимых уровнях напряжений прикосновения и токов приведены в ГОСТ 12.1.038—88 ССБТ.

Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, приведенных в табл. 6.

Примечания: 1. Напряжения прикосновения и токи припечены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.[ Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с заземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 7.

Примечание. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжкгель-яости воздействия более I с, приведенные в табл. 6, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) тока .

8. Способы построения основной защиты от поражения током

Все защитные устройства должны быть разработаны и сконструированы таким образом, чтобы они функционировали эффективно в течение предполагаемого срока службы электроустановки, системы электропитания или ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ при использовании по назначению и при надлежащей эксплуатации и текущем ремонте.

Основная защита включает в себя: основную изоляцию токоведущих жил

Особое внимание следует уделить внешним воздействующим факторам: температуре окружающей среды, климатическим условиям, присутствию воды, наличию механических напряжений, компетентности людей и наличию условий для контакта людей или животных с электрическим потенциалом ЗЕМЛИ.

Технические комитеты должны учитывать требования координации изоляции. Эти требования приведены в МЭК 60664-1 [3], в котором также даются правила задания размеров воздушных зазоров и путей утечки, а также руководство по заданию размеров твердой изоляции.

5.1 Условия основной защиты

ОСНОВНАЯ ЗАЩИТА должна состоять из одной или нескольких мер, которые в нормальных условиях исключают контакт с ОПАСНЫМИ ТОКОВЕДУЩИМИ ЧАСТЯМИ.

Примечание — Обычно считают, что краски, лаки и аналогичные средства не обеспечивают надлежащую изоляцию с целью ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ в нормальных условиях эксплуатации.

Пункты 5.1.1 — 5.1.7 устанавливают некоторые индивидуальные меры ОСНОВНОЙ ЗАЩИТЫ.

5.1.1 Основная изоляция

5.1.1.1 Если используют твердую ОСНОВНУЮ ИЗОЛЯЦИЮ, она должна предотвращать контакт с ОПАСНЫМИ ТОКОВЕДУЩИМИ ЧАСТЯМИ.5.1.1.2 Если ОСНОВНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ обеспечивается за счет воздуха, доступ должен быть исключен с помощью БАРЬЕРОВ, ОГРАЖДЕНИЙ или ОБОЛОЧЕК, указанных в 5.1.2 и 5.1.3, или за счет размещения вне ЗОНЫ ДОСЯГАЕМОСТИ, как указано в 5.1.4.

5.1.2 Ограждения или оболочки

5.1.2.1 ОГРАЖДЕНИЯ или ОБОЛОЧКИ должны исключать доступ к ОПАСНЫМ ТОКОВЕДУЩИМ ЧАСТЯМ за счет выбора степени ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ не менее IPXXB (или IP2X) в соответствии с ГОСТ 14254.

5.1.2.2 ОГРАЖДЕНИЯ и ОБОЛОЧКИ должны обладать достаточной механической прочностью, стабильностью и долговечностью, позволяющими поддерживать установленную степень защиты с учетом всех соответствующих воздействий со стороны окружающей среды и изнутри ОБОЛОЧКИ. Они должны быть прочно закреплены на месте установки.

5.1.2.3 В случаях, когда конструкция или исполнение оборудования позволяют удалить ОГРАЖДЕНИЯ, открыть ОБОЛОЧКИ или удалить части ОБОЛОЧЕК, доступ к ОПАСНЫМ TOKOВЕДУЩИМ ЧАСТЯМ должен быть возможным только:

- при использовании ключа или инструмента, или

- после отделения ОПАСНЫХ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ от цепи питания в случаях, когда ОБОЛОЧКА больше не обеспечивает защиту; восстановление питания должно быть возможным только после установки на место ОГРАЖДЕНИЙ или частей ОБОЛОЧЕК, или после закрывания дверей, или

- в случаях, когда промежуточное ОГРАЖДЕНИЕ продолжает по-прежнему обеспечивать требуемую степень защиты, такое ОГРАЖДЕНИЕ может быть снято только с помощью ключа или инструмента.

5.1.3 Барьеры

5.1.3.1 БАРЬЕРЫ предназначены для защиты КВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ или ПРОИНСТРУКТИРОВАННЫХ ЛИЦ и не предназначены для защиты ПРОСТЫХ ЛИЦ.

5.1.3.2 БАРЬЕРЫ должны исключать:

- непреднамеренный контакт с ОПАСНЫМИ ТОКОВЕДУЩИМИ ЧАСТЯМИ при напряжении до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока в процессе работы электроустановки, системы или ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ в особых условиях эксплуатации (см. раздел 8);

- непреднамеренное физическое приближение к ОПАСНЫМ ТОКОВЕДУЩИМ ЧАСТЯМ при высоком напряжении.

5.1.3.3 БАРЬЕРЫ могут быть удалены с помощью ключа или инструмента, но должны быть закреплены таким образом, чтобы непреднамеренное их удаление было маловероятным.

5.1.3.4 В случаях, когда БАРЬЕР отделен от ОПАСНЫХ ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ с помощью ОСНОВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ и является открытой проводящей частью, должны быть приняты меры для ЗАЩИТЫ ПРИ НАЛИЧИИ ПОВРЕЖДЕНИЯ (см. раздел 6).

5.1.4 Размещение вне зоны досягаемости

В случаях, когда меры, указанные в 5.1.1.1, 5.1.2, 5.1.3, 5.1.5 и 5.1.6, не могут быть применимы, размещение вне ЗОНЫ ДОСЯГАЕМОСТИ может исключить неумышленный одновременный доступ к проводящим частям, между которыми может быть опасное напряжение. Подробные данные должны быть указаны техническими комитетами.

5.1.4.1 Части, которые удалены друг от друга более чем на 2,5 м, считают одновременно доступными.

5.1.4.2 В случаях, когда расстояние сокращается за счет объектов, которые человек использует или держит в руке (например, инструмент или приставная лестница), технические комитеты должны оговорить соответствующие ограничения или расстояния между частями, где могут возникнуть опасные напряжения.

5.1.4.3 В случаях, когда доступ осуществляется КВАЛИФИЦИРОВАННЫМИ СПЕЦИАЛИСТАМИ или ПРОИНСТРУКТИРОВАННЫМИ ЛИЦАМИ, могут быть указаны уменьшенные расстояния, обеспечивающие защиту от непреднамеренного доступа (см., например, 8.1.2).

5.1.5 Ограничение напряжения

Значение напряжения между одновременно доступными частями не должно превышать соответствующие пределы СНН, установленные в МЭК 61201 [2].

5.1.6 Ограничение тока прикосновения в установившемся режиме и электрического заряда

- при токе в установившемся режиме, протекающем между одновременно доступными проводящими частями при активном сопротивлении, равном 2000 Ом, и не превышающим порог восприятия, рекомендуются значения 0,5 мА переменного тока или 2 мА постоянного тока;

- для значений, не превышающих болевой порог, могут быть указаны значения 3,5 мА переменного тока или 10 мА постоянного тока;

- рекомендуется, чтобы накопленный заряд между одновременно доступными проводящими частями не превышал 0,5 мКл (порог восприятия); может быть также указано значение 50 мКл (болевой порог).

Технические комитеты могут установить более высокие значения накопленного заряда и тока в установившемся режиме для частей, специально предназначенных для того, чтобы вызвать реакцию (например, электрическая ограда).

9. Способы построения дополнительной защиты от поражения током

Дополнительная защита предназначена на случай выхода из строя основной защиты.

Способы построения: дополнительная изоляция, выравнивание потенциалов, 3ащитное экранирование, Автоматическое отключение источника питания, Защита с помощью электрического разделения цепей, Защита с помощью нетокопроводящей среды.

Основными техническими средствами защиты являются:

• Защитное заземление;

• Автоматическое отключение питания (зануление);

• Устройства защитного отключения.

Защитное заземление

Заземление снижает до безопасной величины напряжение относительно земли металлических частей электроустановки, оказавшихся па напряжением при повреждении изоляции. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.). Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п. Электрическое сопротивление такого соединения должно быть минимальным (не более 4 Ом для сетей с напряжением до 1000 В и не более 10 Ом для остальных). При этом корпус электроустановки и обслуживающий ее персонал будут находиться под равными, близкими к нулю, потенциалами даже при пробое изоляции и замыкании фаз на корпус.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам. Различают два типа заземлений: выносное и контурное.

Выносное заземление характеризуется тем, что его заземлитель (элемент заземляющего устройства, непосредственно контактирующий с землей) вынесен за пределы площадки, на которой установлено оборудование. Таким способом пользуются для заземления оборудования механических и сборочных цехов. Выносное заземление называют также сосредоточенным. Существенный недостаток выносного заземления – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1 кВ, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения. Достоинством выносного заземления является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.). Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях:

• при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;

• при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли;

• при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п.

Контурное заземление состоит из нескольких соединенных заземлителей, размещенных по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Такой тип заземления применяют в установках выше 1 кВ. Контурное заземление называется также распределенным. Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).

В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется, т.к. оно не эффективно .

Область применения защитного заземления:

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (система IT);

• электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных двухпроводных сетях переменного тока изолированных от земли;

• электроустановки напряжением до 1 кВ в двухпроводных сетях постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока (система IT);

• электроустановки в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или средней точки обмоток источников тока.

Заземление электроприборов. Металлические корпуса электроустановок и приборов (стиральные машины, электроводонагреватели, кондиционеры и т.д.) обязательно должны быть заземлены путем соединения с нулевым проводом электросети. Использование металлических труб и других деталей водопровода, отопительной или канализационной сети для заземления (зануления) запрещено.

Зануление

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с глухо заземленной нейтралью трансформатора в трехфазных сетях металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. В сетях однофазного тока части электроустановки соединяются с глухозаземленным выводом источника тока, а сетях постоянного тока – с заземленной точкой источника. При занулении нейтраль заземляется у источника питания. Эта система имеет наибольшее распространение. Оно считается основным средством обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

В сети с занулением следует различать нулевые защитный и рабочий проводники. Для соединения открытых проводящих частей потребителя электроэнергии с глухозаземленной нейтральной точкой источника используется нулевой защитный проводник. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части потребителей (приемников) электрической энергии с заземленной нейтралью источника тока. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью, но через предохранитель. Использовать нулевой рабочий провод в качестве нулевого защитного нельзя, так как при перегорании предохранителя все подсоединенные к нему корпуса могут оказаться под фазным напряжением! Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

Область применения зануления:

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN – S; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

• электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;

• электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания. Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

Надежность зануления определяется в основном надежностью нулевого защитного проводника. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва. Кроме того, в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность. При соединении нулевых защитных проводников между собой должен обеспечиваться надежный контакт. Присоединение нулевых защитных проводников к частям электроустановок, подлежащих занулению, осуществляется сваркой или болтовым соединением, причем, значение сопротивления между зануляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом. Присоединение должно быть доступно для осмотра. Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону желтые полосы. В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли “фаза-нуль” может меняться, следовательно, необходимо периодически контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли “фаза-нуль” проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи - быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период.

Защитное отключение

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, обеспечивает электробезопасность при прикосновении человека к токоведущим частям оборудования, позволяет осуществлять постоянный контроль изоляции, отключает установку при замыкании токоведущих частей на землю. Для защиты людей от поражения электрическим током применяются УЗО с током срабатывания не более 30 мА.

Область применения защитного отключения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали. Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с заданной величиной. Если входной сигнал превышает эту величину, то устройство отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током. УЗО реагирует на «ток утечки» и в течение сотых долей секунды отключает электричество, защищая человека от поражения электрическим током, оно улавливает малейшую утечку тока и размыкает контакты. Конструктивно УЗО бывают двух видов:

• электронные, зависимые от напряжения питания, их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника;

• электромеханические, независимые от напряжения питания, они дороже электронных УЗО, но обладают большей чувствительностью. Источником энергии, необходимой для функционирования таких УЗО является сам входной сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов:

• реагирующее на напряжение корпуса относительно земли;

• реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток;

• реагирующее на комбинированный входной сигнал;

• реагирующее на ток замыкания на землю;

• реагирующее на оперативный ток (постоянный; переменный 50 Гц);

• реагирующее на напряжение нулевой последовательности.

10. Обеспечение качества электрической изоляции изделия

-Устранение дефектов изоляции, вызванных механическими повреждениями, использование в качестве диэлектрика материала с высоким активным сопротивлением .

В процессе эксплуатации на изоляцию воздействуют электрические, механические и тепловые нагрузки, вызывающие постепенное ухудшение ее свойств, связанное с уменьшением сопротивления изоляции, ростом диэлектрических потерь, снижением электрической прочности. Процесс ухудшения свойств называют старением изоляции. Эти изменения носят, как правило, необратимый характер и завершаются пробоем изоляции, что ограничивает сроки службы изоляционных конструкций.

Различают четыре основных вида воздействия на изоляцию и четыре процесса старения изоляции:

электрические нагрузки, связанные с возможной ионизацией при большой напряженности электрического поля - электрическое старение изоляции;

тепловые нагрузки, приводящие постепенному разложению или появлению трещин в изоляции - тепловое старение изоляции;

механические нагрузки, связанные с воникновением и развитием трещин в твердой изоляции - механическое старение;

проникновение влаги из окружающей среды - увлажнение изоляции.

         Возникающие в изоляции дефекты подразделяются на сосредоточенные (трещины, газовые включения, эрозия, увлажнение небольшого объема изоляции) и распределенные, охватывающие значительный объем или поверхность изоляции.

         Электрическое старение твердой изоляции происходит из-за возникновения разрядных процессов в толще изоляции. Электрическое старение может иметь место при средней напряженности электрического поля на промежутке, много меньшей (в 5..20 раз) кратковременной электрической прочности изоляции. С увеличением напряжения темпы электрического старения возрастают. Основной причиной электрического старения внутренней изоляции являются частичные разряды, то есть такие разрядные процессы в изоляции, которые распространяются лишь на часть изоляционного промежутка. Они возникают в ослабленных местах изоляции: в газовых включениях, в местах резного усиления напряженности поля. Наибольшую опасность представляют частичные разряды в газовых включениях, так как они возникают при меньших напряжениях, чем разряды в жидких или твердых компонентах твердой изоляции. Последнее обстоятельство связано с меньшей диэлектрической проницаемостью газового промежутка и соответственно большей напряженностью электрического поля в нем, а также с малой электрической прочностью газа по сравнению с твердой или жидкой изоляцией.

  Под действием частичных разрядов происходит постепенное разрушение микрообъемов изоляции, размеры газового включения растут в направлении электрического поля, и этот процесс завершается пробоем изоляции.

         Эффективным средством борьбы с частичными разрядами является пропитка изоляции. Замена воздуха жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε _r>1 увеличивает емкость C_в , снижая напряжение на воздушном включении; кроме того, электрическая прочность жидкого диэлектрика существенно больше электрической прочности газа.

         Тепловое старение внутренней изоляции возникает за счет ускорения различных химических реакций при рабочих температурах изоляции, обычно лежащих в пределах от 60^оС до 130^оС. Химические реакции приводят к постепенному изменению структуры и свойств материалов и к ухудшению изоляции в целом.

Для твердой изоляции наиболее характерным является постепенное снижение механической прочности в процессе теплового старения, что приводит к повреждению изоляции под действием механических нагрузок и затем к ее пробою. В жидких диэлектриках продукты разложения загрязняют изоляцию и снижают ее электрическую прочность. Для органической изоляции повышение температуры на 10^оС снижает срок службы изоляции вдвое; в сложной изоляции силовых трансформаторов процесс теплового старения протекает быстрее, чем по десятиградусному правилу.

Старение изоляции возникает и при механических нагрузках на твердую изоляцию. Сущность этого вида старения заключается в том, что в напряженном материале возникает упорядоченное движение локальных микродефектов, и за счет этого образуются и постепенно увеличиваются в размерах микротрещины. При действии сильных электрических полей в микротрещинах возникают частичные разряды, ускоряющие разрушение изоляции.

Увлажнение изоляции может рассматриваться как одна из форм старения изоляции. Влага проникает в изоляцию главным образом из окружающего воздуха. При этом происходит уменьшение сопротивления изоляции, рост диэлектрических потерь, связанный с дополнительным нагревом изоляции и ускоряющий тепловое старение изоляции. Неравномерное увлажнение, кроме того, приводит к искажению электрического поля и снижает пробивное напряжение изоляции.

Увлажнение - процесс в принципе обратимый, влага может быть удалена из изоляции сушкой. Однако сушка крупногабаритных конструкций требует вывода оборудования из строя на длительное время, а в ряде случаев извлечение влаги из изоляции затруднено или невозможно, например, практически не поддается сушке бумажно-масляная изоляция кабелей, вводов и другого оборудования.

Для снижения увлажнения применяют герметизацию конструкций, воздухоосушители, гибкие диафрагмы и другие методы.

11. Контроль качества изоляции

Испытания повышенным напряжением проводятся с целью электрической прочности изоляции токоведущих жил. В ходе испытаний определяются сопротивление изоляции и ток утечки. Испытания на постоянном токе позволяют определить значение активного сопротивления изоляции (сопротивление изоляционного материала относительно земли), испытания на переменном токе позволяют по значению тока утечки оценить значение паразитной емкости кабеля относительно земли. Причем значение постоянного напряжения больше в связи с тем, что полное сопротивление изоляции определяется параллельным включением активного и реактивного сопротивлений. При переменном токе полное сопротивление уменьшается, т.е. увеличивается ток утечки. Поэтому на переменном токе выбирается меньшая амплитуда напряжения. . В процессе испытания измеряется ток утечки, который зависит от материала изоляционного диэлектрика, его качества и типа воздействующего напряжения. Если характеристики изоляции ухудшаются, то должна быть выяснена причина ухудшения состояния изоляции и приняты меры к ее устранению.Изоляция считается выдержавшей испытание повышенным напряжением в том случае, если не было пробоев, частичных разрядов, выделений газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока через изоляцию, местного нагрева изоляции.В зависимости от вида оборудования и характера испытания изоляция может быть испытана приложением повышенного напряжения переменного тока или выпрямленного напряжения. В тех случаях, когда испытание изоляции производится как переменным, так и выпрямленным напряжением, испытание выпрямленным напряжением должно предшествовать испытанию переменным напряжением.

Напряжение прикладывается поочередно между токоведущими жилами и заземленным корпусом прибора !!!

Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока

В качестве испытательного напряжения используется обычно напряжение промышленной частоты. Время приложения испытательного напряжения принято равным 1 мин для главной изоляции и 5 мин для межвитковой. Такая продолжительность приложения испытательного напряжения не сказывается на состоянии изоляции, не имеющей дефектов, и достаточна для осмотра находящейся под напряжением изоляции.

Скорость повышения напряжения до одной трети испытательного значения может быть произвольной, в дальнейшем испытательное напряжение следует повышать плавно, со скоростью, допускающей визуальный отсчет на измерительных приборах. При испытании изоляции электрических машин время повышения напряжения от половинного до полного значения должно быть не менее 10 с.

После установленной продолжительности испытания напряжение плавно снижается до значения, не превышающего одной трети испытательного, и отключается. Резкое снятие напряжения допускается в тех случаях, когда это необходимо для безопасности людей или сохранности оборудования. Под продолжительностью испытания подразумевается время приложения полного испытательного напряжения.

Для предотвращения недопустимых перенапряжений при испытаниях (из-за высших гармоник в кривой испытательного напряжения) испытательная установка должна быть по возможности включена на линейное напряжение сети. Форму кривой напряжения можно контролировать электронным осциллографом.

12. Защита от доступа к опасным частям изделия

Защита от доступа к опасным частям обеспечивается ограничением диаметров открытых отверстий изделия в зависимости от качества защиты от поражения электрическим током и условий эксплуатации прибора (офисные, производственные и т.д.)

Ingress Protection Rating — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).

Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемый стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (опасным токоведущим и опасным механическим частям), попадания внешних твёрдых предметов и (или) воды внутрь оболочки.

Первая характеристическая цифра указывает на степень защиты, обеспечиваемой оболочкой:

• людей от доступа к опасным частям, предотвращая или ограничивая проникновение внутрь оболочки какой-либо части тела или предмета, находящегося в руках у человека;

• оборудования, находящегося внутри оболочки, от проникновения внешних твёрдых предметов.

Если первая характеристическая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту ни от доступа к опасным частям, ни от проникновения внешних твёрдых предметов.

Первая характеристическая цифра, равная 1, указывает на то, что оболочка обеспечивает защиту от доступа к опасным частям тыльной стороной руки, 2 — пальцем, 3 — инструментом, 4, 5 и 6 — проволокой.

Вторая характеристическая цифра указывает степень защиты оборудования от вредного воздействия воды, которую обеспечивает оболочка.

Если вторая характеристическая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту от вредного воздействия воды.

Вторая характеристическая цифра, равная 1, указывает на то, что оболочка обеспечивает защиту от вертикально падающих капель воды; 2 — от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол до 15º; 3 — от воды, падающей в виде дождя; 4 — от сплошного обрызгивания; 5 — от водяных струй; 6 — от сильных водяных струй; 7 — от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду; 8 — от воздействия при длительном погружении в воду.

13. Средства предупреждения ошибочных действий пользователя прибора

14. Оборудование класса 0,1,2,3 по способу защиты от поражения током

\

15. Особенности реализации защит от поражения током при питании приборной техники от сети типа IT,TN,TT.