Електробезпека на виробництві забезпечується відповідною конструкцією електроустановок; застосування технічних способів і засобів захисту; організаційними і технічними заходами.
Конструкція електроустановок повинна відповідати умовам їх експлуатації та забезпечувати захист персоналу від зіткнення з струмоведучими і частинами, що рухаються, а обладнання - від попадання всередину сторонніх твердих тіл і води.
Основними технічними способами і засобами захисту від ураження електричним струмом, використовуваними окремо або в поєднанні один з одним, є: захисне заземлення; занулення; вирівнювання потенціалів; мале напруга; електричне поділ мереж; захисне відключення; ізоляція струмоведучих частин (робоча, додаткова, посилена, подвійна); компенсація струмів замикання на землю; огороджувальні пристрої; попереджувальна сигналізація; блокування; знаки безпеки; ізолюючі захисні та запобіжні пристосування.
Найбільш поширеними технічними засобами захисту є захисне заземлення та занулення.
Захисним заземленням називається навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмоведучих частин, які можуть надаватися під напругою. Захисного заземлення або занулення підлягають металеві частини електроустановок, допустимі для дотику людини і не мають інших видів захисту, що забезпечують електробезпеку. Захисне заземлення або занулення виконують: у всіх випадках при змінному номінальній напрузі 380 В і вище та постійній напрузі 440 В і вище; в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і зовнішніх установках при номінальному змінній напрузі від 42 до 380 В і постійному - 110-440 В. Таким чином, електроустановки напругою до 42 В змінного і до 110 В постійного струму не вимагають захисного заземлення та занулення, за винятком деяких випадків, спеціально обумовлених ПУЕ.
Захисне заземлення застосовується в трифазних трипровідних мережах напругою до 1000 В з ізольованою нейтраллю і мережах напругою вище 1000 В з будь-яким режимом нейтралі (див. Ріс.11.3 а, б).
Мал. 11.3. Однофазное (однополюсное) дотик до струмоведучих частин: а) в мережі з ізольованою нейтраллю до 1000 В і вище; б) в мережі з заземленою нейтраллю вище 1000 В (1 - заземлюючих обладнання; 2 - заземлювач захисного заземлення; 3 - заземлювач робочого заземлення (заземлення нейтралі джерела струму).
Заземлюючих пристроїв складається з заземлювача (одного або декількох металевих елементів, занурених на певну глибину в грунт) і заземлюючих провідників, яка з'єднує заземлювальний обладнання з заземлювачем. Залежно від розташування заземлювачів щодо заземлюється обладнання заземлення діляться на виносні і контурні. Заземлювачі виноситься заземлювального пристрою розташовуються на деякій відстані від заземлюється обладнання. У контурному заземлювальному пристрої заземлювачі розташовуються по контуру навколо заземлюється обладнання на невеликій відстані один від одного (кілька метрів) і забезпечує кращу ступінь захисту.
Заземлювачі бувають природними і штучними. Природними заземлювачами можуть бути знаходяться в землі електропровідні (металеві та залізобетонні) частини комунікацій та інших споруд.
Щоб захистити людину від ураження електричним струмом, захисне заземлення має задовольняти ряду вимог. Ці вимоги залежать від напруги електроустановок і потужності джерела живлення.
В електроустановках змінного струму напругою до 1000 В з мережі з ізольованою нейтраллю або ізольованим виводом джерела однофазного струму опір заземлювального пристрою не повинно перевищувати 4-х Ом. Якщо потужність джерела живлення (трансформаторів, генераторів) становить менше 100 кВА, то опір заземлювального пристрою може досягати 10 Ом, але не більше.
Занулением називається навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою.
Занулення є зараз основним засобом забезпечення електробезпеки. Занулення застосовується в трифазній мережі з заземленою нейтраллю напругою до 1000 В. Зазвичай це мережі 380/220, 660/380 В. У таких мережах нейтраль джерела струму (генератора або трансформатора) приєднана до заземлювача за допомогою заземлювального провідника. Цей заземлювач розташовується поблизу джерела живлення або (в окремих випадках) біля стіни будівлі, в якому він знаходиться.
У мережі з занулением потрібно розрізняти нульовий захисний провідник (НЗ) і нульовий робочий провідник (НР). Нульовим захисним провідником називається провідник, що з'єднує зануляемие частини з заземленою нейтральною точкою обмотки джерела струму або її еквівалентом. Нульовий робочий провідник використовують для харчування струмом електроприймачів і теж з'єднують з заземленою нейтраллю трансформатора або генератора (див. Рис.11.4).
Захист людини від ураження електричним струмом в мережах з занулением здійснюється тим, що при замиканні однієї з фаз на занулення корпус в ланцюзі цієї фази виникає струм короткого замикання, який впливає на струмовий захист (плавкий запобіжник, автомат), в результаті чого відбувається відключення аварійної ділянки від ланцюга. Крім того, ще до спрацьовування захисту ток короткого замикання викликає перерозподіл напружень в мережі, що приводить до зниження напруги корпусу щодо землі. Таким чином, занулення зменшує напругу дотику й обмежує час, протягом якого людина, що доторкнеться до корпусу, може потрапити під дію напруги.
Мал. 11.4. Принципова схема занулення в трифазній мережі з нульовим робочим (НР) і нульовим захисним (НЗ) провідниками: 1-корпус однофазного приймача струму; 2 - корпус трифазного приймача струму; 3 - запобіжник; Ік - струм однофазного короткого замикання; Ф фазний провід; Uф - фазна напруга
Для того щоб забезпечити швидке (протягом декількох секунд) відключення аварійної ділянки, струм короткого замикання повинен бути досить великим. Згідно з вимогами ПУЕ струм короткого замикання повинен не менше ніж в 3 рази перевищувати номінальний струм плавкої вставки найближчого запобіжника автоматичного вимикача. При застосуванні автоматичних вимикачів, що мають тільки електромагнітний расцепитель (відсічення), струм короткого замикання повинен перевищувати значення струму у вставки миттєвого спрацьовування в 1,25-1,4 рази в залежності від номінального струму.
У однофазних електроприймачів (світильників, ручного електроінструменту і ін.), Які включаються між фазними і нульовим робочим проводами, занулення корпусів слід виконувати за допомогою окремого (третього) провідника, який має з'єднувати корпус електроприймача з нульовим захисним проводом (див. Рис.5) . У таких випадках приєднувати корпусу електроприймачів для забезпечення електробезпеки до нульового робочого проводу не можна, так як при його розриві (перегорання запобіжника) всі під'єднані до нього корпусу виявляться під фазною напругою щодо землі.
У мережі з занулением не можна застосовувати заземлення окремих електроприймачів, які не приєднавши їх перш до нульового захисного провідника. В іншому випадку при замиканні фази на заземлений, але не приєднаний до нульового захисного проводу корпус утворюється ланцюг струму через заземлення цього корпусу і заземлення нейтралі джерела струму. Такий випадок становить небезпеку, так як засоби захисту не зможуть відключити такий електроприймач через малого значення струму і тому небезпечна напруга на всіх корпусах може зберігатися тривалий час, поки заземлений приймач звучати одну вручну.
Мал. 11.5. Занулення однофазного електроприймача, включеного між фазним і нульовим робочим проводами: а) правильно; б) неправильно.
Важливо відзначити, що якщо занулення корпус одночасно заземлений, то це тільки покращує умови безпеки, так як забезпечує додаткове заземлення нульового захисного проводу.
Захисним відключенням називається швидкодіюча захист, що забезпечує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження струмом.
Принцип захисту людини в цьому випадку полягає в обмеженні часу протікання через тіло людини небезпечного струму. Пристрій захисного відключення (УЗО) постійно контролює мережу і при зміні її параметрів, викликаному підключенням людини в мережу, відключає мережу або її ділянка. Все УЗО складаються з датчика, перетворювача і виконавчого органу. Існує УЗО, що реагують на струм нульової послідовності (на НЕ симетрії фазних струмів витоку); на напругу нульової послідовності (на НЕ симетрії напруг фаз відносно землі); на струми і напруги оперативних джерел живлення; на напругу корпусу електроустановки щодо землі (див. ріс.11.6).
Організаційні та технічні заходи щодо забезпечення електробезпеки полягає в основному у відповідному навчання, інструктаж і допуск до роботи з електроустановками осіб, які пройшли медичний огляд; виконанні ряду технічних заходів при проведенні робіт з відключенням напруги в діючих електроустановках чи поблизу них (замикання проводів, зняття запобіжників, від'єднання кінців живильних ліній; установка огорож і знаків безпеки; накладення заземлення і т. п.); дотриманні особливих вимог при роботах на струмопровідних частинах, що знаходяться під напругою, або поблизу них (виконання робіт за нарядом не менше ніж двома особами, організація нагляду за проведенням робіт, застосування електрозахисних засобів і т. п.).
Мал. 11.6. Принципова схема пристроїв захисного відключення (УЗО), що реагує на напругу корпусу щодо землі: 1-корпус; 2-автоматичний вимикач; КО - відключає котушка; H - реле напруги максимальне; R3 - опір захисного заземлення; Rв - опір допоміжного заземлення
11.5. Електрозахисні засоби і запобіжні