Практична робота № 2

2.1 Тема

Технічні та організаційні заходи при виконанні робіт з повним зняттям напруги

2.2 Мета роботи

Закріпити знання технічних та організаційних заходів при виконанні робіт в діючій електроустановці зі зняттям напруги

2.3 Загальні теоретичні відомості

Організаційні заходи: проходження первинного та чергових медичних оглядів; проведення інструктажів, навчання та перевірки знань з охорони праці; оформлення наряду на виконання ремонтних робіт; призначення відповідальних осіб за безпечне проведення ремонтних робіт; допуск до ремонтних робіт; нагляд під час виконання робіт; оформлення перерв у роботі; закриття наряду.

Роботи в електроустановках стосовно заходів безпеки поділяються на три категорії:

- зі зняттям напруги;

- без зняття напруги на струмовідних частинах та поблизу них;

- без зняття напруги віддалік від струмовідних частин, що перебувають під напругою.

У випадку одночасної роботи в електроустановках напругою до та понад 1000 В категорії робіт визначаються як для установок понад 1000 В.

Роботи в електроустановках стосовно їх організації поділяються на такі, що виконуються: за нарядом-допуском (далі нарядом), за розпорядженням та в порядку, поточної експлуатації.

Організаційними заходами, якими досягається безпека робіт в електроустановках, є:

- затвердження переліку робіт, що виконуються за нарядами, розпорядженнями і в порядку поточної експлуатації;

- призначення осіб, відповідальних за безпечне проведення робіт;

- оформлення робіт нарядом, розпорядженням або затвердженням переліку робіт, що виконуються в порядку поточної експлуатації;

- підготовка робочих місць;

- допуск до роботи;

- нагляд під час виконання робіт;

- переведення на інше робоче місце;

- оформлення перерв в роботі та її закінчення.

Працівники, відповідальні за безпеку робіт в електроустановках:

- працівник, який видає наряд, розпорядження;

- працівник, який дає дозвіл на підготовку робочого місця;

- працівник, який готує робоче місце, допуск;

- працівник, який допускає до роботи (далі – допускач);

- керівник робіт;

- працівник, який наглядає за безпечним виконанням робіт (далі – наглядач);

- члени бригади.

Технічні заходи: знеструмлення місця проведення робіт; унеможливлення випадкового вмикання шляхом блокування; огородження робочого місця; вивішування заборонних («Не вмикати – працюють люди!», «Стій! Висока напруга!») та дозволяльних плакатів («Працювати тут!», «Заземлено!»); перевірка відсутності напруги; накладання переносних заземлень на струмоведучі частини.

Рисунок 2.1 – Схема електрична однолінійна місця проведення робіт

2.4 Контрольні запитання

2.4.1 Які види робіт можуть виконуватися в електроустановках?

2.4.2 Визначення організаційних заходів, що вживаються при виконанні робіт в діючих електроустановках

2.4.3 Визначення технічних заходів, що вживаються при виконанні робіт в діючих електроустановках

2.4.4 Які особи відповідальні за безпечне виконання робіт в електроустановках?

2.4.5 Яким документом регламентуються організаційні та технічні заходи?

3.1 Тема

Визначення опору ізоляції

3.2 Мета роботи

Закріпити знання про властивості електроізоляційних матеріалів, їх нормовані параметри, набути практичних навичок користування приладами для вимірювання опору ізоляції

3.3 Загальні теоретичні відомості

Електроізоляційні матеріали застосовуються для ізоляції струмоведучих частин між собою та від землі або заземлених металевих частин електроустаткування. У загальному вигляді ізоляцію можна представити схемою заміщення, яка наведена на рисунку 3.1.

Геометрична ємність С_г визначається геометричними розмірами ізоляції та провідників-електродів. Геометричною ємністю пояснюється миттєвий кидок струму, який швидко спадає при підведенні до ізоляції постійної напруги. Величиною геометричної ємності визначається ємнісний струм при прикладанні змінної напруги.

Тому опір ізоляції постійному струму є основним показником стану ізоляції, його вимірювання є невід'ємною частиною випробувань усіх видів електроустаткування й електричних кіл.

Опір ізоляції вимірюється мегомметром. Він складається із джерела напруги – генератора постійного струму найчастіше з ручним приводом, магнітоелектричного логометра, проградуйованого в мегомах і кілоомах, додаткових опорів і випрямлячів. На цей час налагоджувальні організації користуються різними типами сучасних мегомметрів, технічні дані яких наведені у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Технічні дані мегомметрів

Перед початком випробувань ізоляції необхідно переконатися, що на об'єкті, який випробується, немає напруги, ретельно очистити ізоляцію від бруду та пилу і на 2 – 3 хв. заземлити об'єкт для зняття з нього можливих залишкових зарядів. Перед початком вимірювань треба перевірити прилад. Для цього затискачі З і Л замикаються перемичкою й обертається рукоятка. Стрілка повинна встановитися проти поділки шкали 0. Після цього закоротка видаляється і при повторному нормальному обертанні рукоятки стрілка приладу повинна встановитися проти поділки . Для приєднання приладу до об'єкта, що випробується, треба застосовувати тільки заводські провідники або роздільні проводи з великим опором ізоляції (звичайно не менше 100 МОм).

Для того, щоб на показання приладу не впливали струми витоку ізоляції, особливо при проведенні вимірювань у сиру погоду, мегомметр підключається до об'єкта з використанням затискача Э (екран) мегомметра. При такій схемі вимірювань струми витоку по поверхні ізоляції відводяться у землю, минаючи обмотку логометра. Величина опору ізоляції у великому ступені залежить від температури. Опір ізоляції треба вимірювати при температурі ізоляції не нижче + 5 ⁰С, крім випадків, обговорених спеціальними інструкціями. При нижчих температурах результати вимірювань через нестабільний стан вологи в ізоляції не відбивають істинної характеристики ізоляції. Схеми підключення мегомметра до об'єктів, що випробуються, наведені на рис. 3.2.

а – типів М4100/1-4 на межі М; б – типів М4100/1-4 на межі К; в – типів М4100/5 на межі М;

г – типів М4100/5 на межі К

Рисунок 3.2 – Схеми вимірювання опору ізоляції мегомметром

Вибір типу мегомметра здійснюється залежно від номінального опору ізоляції об'єкта (силові кабелі 1 – 1000, комутаційна апаратура 1000 – 5000, силові трансформатори 10 – 20000, електричні машини 0,1 – 1000, фарфорові ізолятори 100 – 10000 МОм), його параметрів і номінальної напруги. Як правило, в електричних установках з номінальною напругою вище 1000 В застосовуються мегомметри на 1000 В і 2500 В. Для вимірювання опору ізоляції електроустаткування й електричних мереж напругою до 1000 В, які вводяться в експлуатацію після монтажу, рекомендується застосовувати мегомметри на 1000 В, а для профілактичних випробувань – мегомметр на напругу 500 В. Опір ізоляції слабкострумової апаратури вимірюється мегомметрами на напругу 250 В, а електронної – мегомметром на напругу 100 В.

При вимірюваннях опору ізоляції необхідно суворо дотримуватися обережності та всіх вимог правил техніки безпеки, тому що напруга мегомметра небезпечна для життя людини. Після вимірювання необхідно розрядити цей об'єкт короткочасним з'єднанням із землею.

Опір ізоляції нормується для ділянки мережі та повинен бути не менше:

10 МОм для вторинних кіл керування, захисту, вимірювання та сигналізації в електроустановках напругою вище 1 кВ;

5 МОм для вторинних кіл керування, захисту, сигналізації в релейно-контакторних схемах установок напругою до 1 кВ;

0,5 МОм для силових й освітлювальних електропроводок і РУ до 1 кВ.

3.4 Контрольні запитання

3.4.1 Для чого використовується мегомметр?

3.4.2 Підготовка мегомметра до використання.

3.4.3 Який струм (постійний чи змінний) використовується при вимірюванні опору ізоляції

3.4.5 Порядок вимірювання опору ізоляції.

3.4.6 В яких умовах треба вимірювати опір ізоляції?

3.4.7 Які параметри ізоляції нормуються?

Практична робота № 4

4.1 Тема

Розрахунок занулення

4.2 Мета роботи

Закріпити знання про захисне занулення набути практичних навичок з розрахунку опору захисного занулення

4.3 Загальні теоретичні відомості

Зануленням в електроустановках і мережах напругою до 1000 В називається навмисне електричне з'єднання металевих елементів установки, нормально ізольованих від частин, які перебувають під напругою (корпуса електроустаткування, кабельні конструкції тощо), з нульовим захисним провідником.

Нульовим захисним провідником в електроустановках напругою до 1000 В називається провідник, який з'єднує частини, що занулюються (корпуса електроустаткування), із глухозаземленою нейтральною точкою обмотки джерела струму (генератора або трансформатора) або з її еквівалентом.

В електроустановках із глухозаземленим нульовим проводом при замиканні на занулені металеві конструктивні не струмоведучі частини (рис. 4.1) повинно бути забезпечене надійне автоматичне відключення електроустаткування з ушкодженою ізоляцією, оскільки при цьому виникає однофазне коротке замикання.

Глухе заземлення нейтрали (нейтральної точки джерела струму) через малий опір (згідно ПУЕ не більше 4 Ом для мереж до 1000 В і не більше 0,5 Ом для мереж понад 1000 В) забезпечує безпеку людей, які торкаються до конструктивних металевих частин електроустаткування, що опинилися під напругою у випадку замикання однієї з фаз безпосередньо на землю (наприклад, падіння проводу на землю) при відносно великому перехідному опорі. На рис. 4.2, а показана спрощена схема для цього випадку. Як видно зі схеми, коло однофазного замикання утворюється через два послідовних опори r₀ і r_зам. У цьому випадку струм замикання на землю визначається з рівняння

, (4.1)

а напруга нульового проводу й, отже, всіх приєднаних до нього корпусів зануленого електроустаткування щодо землі дорівнюватиме

, (4.2)

тобто менше фазної напруги, тоді як при відсутності заземлення нейтрали воно дорівнюватиме фазній напрузі (рис. 4.2, б).

а – нейтраль трансформатора заземлена наглухо;

б – нейтраль трансформатора ізольована від землі

Рисунок 4.2 – Принципова схема захисного занулення

Якщо ж такий випадок відбудеться в установці, де нульовий провід наглухо заземлений (рис. 4.2, а) через малий опір r₀ = 4 Ом, а перехідний опір у місці замикання на землю буде близько 10 Ом, то струм замикання на землю за (4.1) дорівнюватиме

А.

При такому малому струмі захист не відключить установку і напруга між нульовим проводом (корпусами устаткування) і землею за (4.2) дорівнюватиме

В,

що менш небезпечно.

Нульові захисні проводи повинні заземлюватися безпосередньо біля джерел живлення, тобто на підстанції або електростанції. Крім основного робочого заземлення нейтрали, необхідно виконувати ще повторні заземлення нульового проводу в мережі, що знижує загальний опір заземлення нейтрали та служить резервним заземленням на випадок обриву нульового проводу. Повторні заземлення повинні бути на повітряних лініях через кожні 250 м їхньої довжини, на їхніх кінцях, біля відгалужень від магістралей повітряної лінії при довжині відгалужень 200 м і більше та біля вводів повітряних магістралей у будинки.

При електропостачанні по кабельних лініях напругою 380/220 В повторні заземлення нульового проводу повинні виконуватися біля вводів у приміщення, в яких передбачається пристрій занулення електроустаткування. В середині цих приміщень повинна бути магістраль повторного заземлення нульового проводу, до якої приєднуються об'єкти, що підлягають зануленню.

Для повторних заземлень нульового проводу треба по можливості використовувати природні заземлювачі, за винятком мереж постійного струму, де повторні заземлення повинні бути тільки з використанням штучних заземлювачів.

З урахуванням того, що по нульовому проводу протікає значно менший струм навіть при нерівномірному навантаженні, чим у фазних проводах, переріз нульового робочого проводу для чотирипроводових магістралей вибирається рівним приблизно половині перерізу фазних проводів. В однофазних відгалуженнях від магістралей "фаза – нуль" переріз нульового проводу повинен бути таким же, як і фазного, оскільки по ньому протікає струм, рівний струму фазного проводу.

Опір провідників занулення повинен бути настільки малим, щоб при замиканні фази на корпус, струм однофазного короткого замикання був достатнім для миттєвого спрацювання максимального струмового захисту, чим і забезпечується захисна дія занулення. Згідно ПУЕ струм у колі "фаза – нуль" при замиканні на корпус повинен не менше чим у 3 рази перевищувати номінальний струм відповідного плавкого запобіжника. При захисті електроустановки автоматичним вимикачем провідник занулення вибирається з розрахунком, щоб у петлі "фаза – нуль" був забезпечений струм короткого замикання, який більше чим у 1,4 рази перевищує уставку струму спрацювання.

Рисунок 4.3 – Обрив нульового проводу в чотирипроводовій мережі

У випадку обриву нульового проводу при наявності повторного заземлення при замиканні фази на корпус зануленого устаткування зберігається коло струму однофазного замикання через основне робоче та повторне заземлення (рис. 4.3, а) і землю, чим забезпечується зниження, напруги занулених корпусів електроустаткування (за місцем обриву) щодо землі до величини

, (4.3)

що менше U_ф, у той час як при відсутності повторного заземлення всі занулені корпуси, що знаходяться за місцем обриву, виявляться під повною фазною напругою щодо землі (рис. 4.3, б).

Слід зазначити, що при обриві нульового проводу і наявності повторного заземлення всі занулені корпуси електроустаткування, яке розташоване до місця обриву, також виявляться під напругою щодо землі, що дорівнюватиме

. (4.4)

Якщо r₀ = r_повт, то U₁ = = 0,5 U_ф.

Отже, повторне заземлення знижує небезпеку ураження людей електричним струмом, але не ліквідовує її повністю. Тому необхідно забезпечувати цілість нульового проводу в процесі експлуатації електроустановок. Не дозволяється встановлювати в нульовому проводі вимикачі та плавкі запобіжники.

ПУЕ забороняють в установках до 1000 В пристрій захисного заземлення окремих елементів електроустаткування в чотирипроводових мережах з нульовим проводом без приєднання їхніх корпусів до нульового проводу.

При заземленні корпусів без їх занулення у випадку замикання фази на корпус коло створюється через два послідовно увімкнених заземлення, і струм однофазного замикання може виявитися недостатнім для відключення установки захистом.

Зануленню згідно ПУЕ підлягають ті ж металеві не струмоведучі частини електроустаткування, що й у мережах з ізольованої нейтраллю, які підлягають захисному заземленню.

У двопроводових відгалуженнях "фаза – нуль", які живлять однофазні електроприймачі, захисний апарат (плавкий запобіжник, однополюсні вимикачі) необхідно встановлювати тільки на фазному проводі, якщо в цьому відгалуженні є частини, що підлягають зануленню. З метою електробезпеки при монтажі лампових патронів фазний провід треба приєднувати до центрального контакту патрона (п’ятка), а нульовий провід – до різьбової частини патрона. Це попередить нещасний випадок при випадковому доторканні до цоколя лампи (під час її заміни) без відключення від мережі.

До освітлювальної арматури при зануленні треба приєднувати окреме відгалуження від нульового проводу, а не користуватися для цієї мети струмоведучим нульовим проводом.

4.4 Хід роботи

4.4.1 Накреслити однолінійну схему електропостачання споживачів (рис. 4.4) з основними електричними характеристиками для свого варіанту (табл. 4.1). Виконати схему заміщення для однофазного короткого замикання.

4.4.2 Вибрати переріз кабелю і захисний апарат.

4.4.3 Розрахувати опір петлі фаза-нуль.

4.4.4 Визначити струм однофазного короткого замикання

4.35 Визначити коефіцієнт надійності спрацювання запобіжників.

4.4.6 Зробити висновок.

Рисунок 4.4 – Однолінійна схема електропостачання споживачів

Таблиця 4.1 – Початкові дані для розрахунку

Параметр	Варіант
Р1.н, кВт
Р2.н, кВт
Р3.н, кВт
Р4.н, кВт
	0,85	0,89	0,89	0,88	0,89	0,89	0,89	0,89	0,89	0,89	0,85	0,89
, в.о.	0,86	0,89	0,91	0,9	0,92	0,93	0,95	0,95	0,95	0,95	0,78	0,92
Rтр, мОм	5,4	5,2	5,0	4,9	6,4	5,5	5,7	5,1		4,9	6,7	4,8
Rш, мОм/м	1,2	1,1	1,3	1,4	2,4		0,9	0,8	0,7	0,6	1,5	0,5
Rк, мОм/м	0,7	0,5	0,6	0,8	1,5	1,1		0,9	0,4	0,3	1,2	0,2

4.5 Контрольні запитання

4.5.1 Чим відрізняється заземлення від занулення?

4.5.2 Яка конструкція заземлювального пристрою?

4.5.3 Який опір повторного заземлення нульового проводу в мережі до 1 кВ?

4.5.4 У чому полягає сутність заземлення і занулення?

4.5.5 Який провід повинен розмикатися у схемі живлення світильників (фазний або нульовий)?

4.5.6 Чи дозволяється встановлювати у нульовому проводі контакти якихось апаратів?

4.5.7 Чи дозволяється з’єднувати заземлювальні провідники скручуванням?

Практична робота № 5

5.1 Тема

Електрозахисні засоби

5.2 Мета роботи

Ознайомлення студентів із засобами електробезпеки, правилами їх випробування, використання, зберігання та обліку

5.3 Загальні теоретичні відомості

Ізолювальні захисні засоби служать для ізоляції людини від частин електроустановки, що знаходяться під напругою, або від землі при можливості одночасного доторкання до заземлених і струмоведучих частин електроустаткування. Ізолювальні захисні засоби поділяються на основні та додаткові.

Основними називаються такі ізолювальні захисні засоби, ізоляція яких надійно витримує робочу напругу електроустановки. При їх використанні обслуговуючому персоналу можна торкатися до струмоведучих частин, які знаходяться під напругою. В електроустановках понад 1000 В це оперативні та вимірювальні штанги, ізолювальні та струмовимірювальні кліщі, ізолювальні пристосування для ремонтних робіт (ізолювальні драбини, ізолювальні площадки тощо). В електроустановках до 1000 В це оперативні штанги та кліщі, діелектричні рукавички, інструмент з ізольованими ручками.

Додатковими називаються такі ізолювальні захисні засоби, які самі по собі не можуть забезпечити безпеку персоналу від ураження струмом і є лише додатковим захистом до основних. В електроустановках понад 1000 В це діелектричні рукавички та боти, гумові килимки, ізолювальні підставки на фарфорових ізоляторах. В електроустановках до 1000 В це діелектричні калоші, діелектричні гумові килимки та ізолювальні підставки.

Операції з ізолюючою штангою дозволено проводити лише особам старше 18 років, які пройшли медичний огляд, признані годними до виконання робіт в електроустановках, пройшли навчання та перевірку знань з охорони праці та мають відповідні посвідчення. В електроустановках до 1000 В ці операції може виконувати одна особа, яка має ІІІ групу з електробезпеки, в електроустановках понад 1000 В – одна з IV групою, друга з ІІІ.

Штанги повинні використовуватись в електроустановках з номінальною напругою не вище тієї, для якої вони призначені, і при допустимих параметрах навколишнього середовища, їхня поверхня повинна бути чистою та сухою. Забороняється використовувати штанги з деталями які вийшли з ладу, ослаблими кріпленнями, при простроченому терміну використання після чергового випробування підвищеною напругою. Працюючи зі штангою оператор повинен мати на руках діелектричні рукавички, при виконанні робіт у відкритих зборках напругою вище 1000 В оператор повинен стояти на ізолювальній підставці. Після роботи штанга повинна бути очищена від забруднення та вологи і зберігатися у сухому приміщенні.

Ізолюючі кліщі повинні застосовуватись лише за прямим призначенням у закритих електроустановках. Перед застосуванням кліщі оглядаються, а їхні ізолювальні частини протираються від бруду та пилу. Забороняється використовувати кліщі з деталями які вийшли з ладу, ослаблими кріпленнями, при простроченому терміну використання після чергового випробування підвищеною напругою.

Діелектричні гумові вироби повинні використовуватися тільки за призначенням. Перед використанням необхідно перевірити їхній стан, відсутність пошкодження. Забороняється доторкатися до гарячих предметів і активних рідин (кислота, луги, бензин, масло тощо). Забороняється використовувати діелектричні гумові вироби при простроченому терміну використання після чергового випробування підвищеною напругою.

Діелектричні рукавички треба обирати такого розміру щоб вони не спадали і не здавлювали пальців. Перед використанням необхідно перевірити їхній стан, відсутність пошкодження. Забороняється доторкатися до гарячих предметів і активних рідин (кислота, луги, бензин, масло тощо). Забороняється використовувати діелектричні рукавички при простроченому терміну використання після чергового випробування підвищеною напругою.

Боти і калоші взуваються на звичайне взуття. Перед використанням необхідно перевірити їх стан, відсутність пошкодження. Взуття, на яке взуваються калоші, повинно бути сухим, чистим, з рівною поверхнею без учавленої металевої стружки та інших предметів.

Інструментом з ізольованими рукоятками дозволяється працювати без діелектричних рукавичок, оператор повинен стояти на ізолювальній підставці. Перед застосуванням необхідно перевірити цілісність ізоляції інструмента, відсутність пошкоджень та справність механічної частини.

Всі діелектричні захисні засоби повинні періодично оглядатися та піддаватися черговим випробуванням підвищеною напругою.

5.4 Контрольні запитання

5.4.1 Що таке ізолювальні захисні засоби?

5.4.2 Чим відрізняються основні та додаткові ізолювальні захисні засоби?

5.4.3 Назвіть основні ізолювальні захисні засоби напругою до 1000 В

5.4.4 Назвіть основні ізолювальні захисні засоби напругою понад 1000 В

5.4.5 Назвіть додаткові ізолювальні захисні засоби напругою до 1000 В

5.4.6 Назвіть додаткові ізолювальні захисні засоби напругою понад 1000 В

5.4.7 Яким документом нормується порядок проведення випробувань підвищеною напругою діелектричних захисних засобів (напруга випробувань та їх періодичність)?

Список літератури

1. Чекалин Н.А., Полухина Г.Н. Охрана труда в электрохозяйствах предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

2. Электробезопасность на промышленных предприятиях. Справочник / Собарко Р.В., Степанов А.В. – К.: Техника, 1985.

3. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

4. Охрана труда в электроустановках / под ред. Б.А. Князевского. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

5. Васильчук М.В. та ін. Основи охорони праці. – К.: Просвіта, 1997. – 198 с.

6. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. ДНАОП 0.00-1.21-98. К.: Держнаглядохоронпраці, 1998. – 308 с.

7. Савчук О.М. Основи охорони праці: Ч. 1,2. – Запоріжжя; Просвіта, 2001.

8. Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основи охорони праці. Навчальний посібник. – Вид. 4-те, доповнене. – Львів: Афіша, 2000. – 350 с.