Дополнительная изоляция это

101

Сопротивление заземляющего устройства, к которому
присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника
однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом
соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного
тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно
быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также
заземлителей повторных заземлений PEN- или PE-проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при
количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя,
расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или
трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15,
30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника
трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

Дополнительная изоляция — независимая изоляция в
электроустановках напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной
изоляции для защиты при косвенном прикосновении.

Автоматическое отключение питания

В целях защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении, реализуют автоматическое отключение питания путем размыкания сразу нескольких фазных проводников, а в некоторых случаях еще и нулевого проводника. Данный способ защиты сочетается с системами защитного заземления и зануления. Применим он и в тех случаях, когда защитное

заземление реализовать невозможно.

Этот способ защиты относится к быстродействующим системам, способным за время менее 0,2 секунд отключить оборудование от сети в случае наступления опасной ситуации. Целесообразно применять защитное отключение ручных электроинструментов, мобильных электроустановок, бытовых электроприборов.

Когда фаза замыкается на корпус, либо сопротивление изоляции относительно земли сильно падает, или при соприкосновении токоведущей части с телом человека, электрические параметры цепи изменяются, и это изменение выступает сигналом для срабатывания УЗО, состоящего из прибора защитного отключения и выключателя. Прибор защитного отключения регистрирует изменение параметров цепи и подает сигнал на выключатель, который в свою очередь отключает опасный прибор от сети.

УЗО для защиты при косвенном прикосновении могут реагировать на различные параметры: на токи КЗ в системе зануления или на дифференциальный ток, на напряжение корпуса относительно земли или на напряжение нулевой последовательности.

По типу входного сигнала данный УЗО различаются. На оборудовании с автоматическими УЗО, после регистрации аварийной ситуации реализуется уравнивание потенциалов, затем происходит отключение питания.

Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью
заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для
присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания
потенциалов.

В электропомещениях электроустановок напряжением до
1 кВ не требуется защита от прямого прикосновения при одновременном выполнении
следующих условий:

эти помещения отчетливо обозначены, и доступ в них возможен
только с помощью ключа;

обеспечена возможность свободного выхода из помещения без
ключа, даже если оно заперто на ключ снаружи;

минимальные размеры проходов обслуживания соответствуют
гл.4.1.

Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с
него тока замыкания на землю не должно, как правило, превышать 10 кВ.
Напряжение выше 10 кВ допускается на заземляющих устройствах, с которых
исключен вынос потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений
электроустановок. При напряжении на заземляющем устройстве более 5 кВ должны
быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и
телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы
электроустановки.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с
изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении
расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления
естественных заземлителей должно быть

но не более 10 Ом, где  — расчетный ток замыкания на землю, А.

В качестве расчетного тока принимается:

1) в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания
на землю;

2) в сетях с компенсацией емкостных токов:

для заземляющих устройств, к которым присоединены
компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного
из этих аппаратов;

для заземляющих устройств, к которым не присоединены
компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при
отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для
той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет
наибольшее значение.

Барьеры предназначены для защиты от случайного
прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или
приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1
кВ, но не исключают преднамеренного прикосновения и приближения к токоведущим
частям при обходе барьера. Для удаления барьеров не требуется применения ключа
или инструмента, однако они должны быть закреплены так, чтобы их нельзя было
снять непреднамеренно. Барьеры должны быть из изолирующего материала.

Рабочее (функциональное) заземление — заземление
точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для
обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

106

При сооружении искусственных заземлителей в
районах с большим удельным сопротивлением земли рекомендуются следующие
мероприятия:

1) устройство вертикальных заземлителей увеличенной длины,
если с глубиной удельное сопротивление земли снижается, а естественные
углубленные заземлители (например, скважины с металлическими обсадными трубами)
отсутствуют;

2) устройство выносных заземлителей, если вблизи (до 2 км)
от электроустановки есть места с меньшим удельным сопротивлением земли;

3) укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в
скальных структурах влажного глинистого грунта с последующей трамбовкой и
засыпкой щебнем до верха траншеи;

4) применение искусственной обработки грунта с целью
снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть
применены или не дают необходимого эффекта.

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) — напряжение,
не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

Ограждения и оболочки в электроустановках
напряжением до 1 кВ должны иметь степень защиты не менее IP 2X, за исключением
случаев, когда большие зазоры необходимы для нормальной работы
электрооборудования.

Ограждения и оболочки должны быть надежно закреплены и
иметь достаточную механическую прочность.

Вход за ограждение или вскрытие оболочки должны быть
возможны только при помощи специального ключа или инструмента либо после снятия
напряжения с токоведущих частей. При невозможности соблюдения этих условий
должны быть установлены промежуточные ограждения со степенью защиты не менее IP
2X, удаление которых также должно быть возможно только при помощи специального
ключа или инструмента.

При выполнении автоматического отключения питания в
электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть
присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена
система TN, и
заземлены, если применены системы IT или TT. При этом характеристики защитных аппаратов
и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось
нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным
аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

В электроустановках, в которых в качестве защитной меры
применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание
потенциалов.

Для автоматического отключения питания могут быть применены
защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на
дифференциальный ток.

102

На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более
200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной
меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания,
должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь
следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор,
а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений
(см. гл.2.4).

Указанные повторные заземления выполняются, если более
частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.

Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны
быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не
должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь
размеры не менее приведенных в табл.1.7.4.

Таблица 1. 4 Наименьшие размеры заземлителейи заземляющих проводников, проложенных в земле

* Диаметр каждой проволоки.

104

Сопротивление заземляющего устройства,
используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе  должно соответствовать
условию:

где  — сопротивление заземляющего устройства,
Ом;

— напряжение прикосновения, значение которого принимается
равным 50 В (см. также 1.7.53);

— полный ток замыкания на землю, А.

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления
заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего
устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность
генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ·А, в том числе суммарная
мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Косвенное прикосновение — электрический контакт
людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под
напряжением при повреждении изоляции.

Заземляющее устройство, которое выполняется с
соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года
сопротивление не более 0,5 Ом с учетом сопротивления естественных и
искусственных заземлителей.

В целях выравнивания электрического потенциала и
обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории,
занятой оборудованием, следует прокладывать продольные и поперечные
горизонтальные заземлители и объединять их между собой в заземляющую сетку.

Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей
электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5-0,7 м от поверхности
земли и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов или оснований оборудования.
Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до
1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны
обслуживания обращены друг к другу, а расстояние между основаниями или
фундаментами двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных
местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли.
Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к
центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от
периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0;
13,5; 16,0; 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам
присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к
заземляющему устройству, не должны превышать 66 м.

Горизонтальные заземлители следует прокладывать по кpaю
территории, занимаемой заземляющим устройством так, чтобы они в совокупности
образовывали замкнутый контур.

Если контур заземляющего устройства располагается в
пределах внешнего ограждения электроустановки, то у входов и въездов на ее
территорию следует выравнивать потенциал путем установки двух вертикальных
заземлителей, присоединенных к внешнему горизонтальному заземлителю напротив
входов и въездов. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3-5 м, а
расстояние между ними должно быть равно ширине входа или въезда.

При применении системы  рекомендуется выполнять повторное
заземление PE- и PEN-проводников на вводе в
электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного
заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители.
Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию
выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного
проводника к главной заземляющей шине.

Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ,
получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с
1.7.102-1.7.103.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ с
изолированной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть
выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.

В таких электроустановках должна быть предусмотрена
возможность быстрого обнаружения замыканий на землю. Защита от замыканий на
землю должна устанавливаться с действием на отключение по всей электрически
связанной сети в тех случаях, в которых это необходимо по условиям безопасности
(для линий, питающих передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки и т.п.).

Уравнивание потенциалов — электрическое соединение
проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Защитное уравнивание потенциалов — уравнивание потенциалов,
выполняемое в целях электробезопасности.

Термин уравнивание потенциалов, используемый в главе,
следует понимать как защитное уравнивание потенциалов.

Основная изоляция — изоляция токоведущих частей,
обеспечивающая в том числе защиту от прямого прикосновения.

Двойная изоляция — изоляция в электроустановках
напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.

Разделительный трансформатор — трансформатор,
первичная обмотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного
электрического разделения цепей.

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в
электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от
поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в
сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с
автоматическим отключением питания.

В качестве источника питания цепей СНН в обоих случаях
следует применять безопасный разделительный трансформатор в соответствии с ГОСТ
«Трансформаторы
разделительные и безопасные разделительные трансформаторы» или другой источник СНН, обеспечивающий
равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически
отделены от других цепей так, чтобы обеспечивалось электрическое разделение,
равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного
трансформатора.

Проводники цепей СНН, как правило, должны быть проложены
отдельно от проводников более высоких напряжений и защитных проводников, либо
отделены от них заземленным металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в
неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.

Вилки и розетки штепсельных соединителей в цепях СНН не
должны допускать подключение к розеткам и вилкам других напряжений.

Штепсельные розетки должны быть без защитного контакта.

При значениях СНН выше 25 В переменного или 60 В
постоянного тока должна быть также выполнена защита от прямого прикосновения
при помощи ограждений или оболочек или изоляции, соответствующей испытательному
напряжению 500 В переменного тока в течение 1 мин.

Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть
выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть
присоединены:

1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;

2) корпус трансформатора;

3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1
кВ и выше;

4) открытые проводящие части электроустановок напряжением
до 1 кВ и выше;

5) сторонние проводящие части.

Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее
0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от
края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен
замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему
устройству.

107

В районах многолетней мерзлоты, кроме
рекомендаций, приведенных в 1.7.106, следует:

1) помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые
зоны;

2) использовать обсадные трубы скважин;

3) в дополнение к углубленным заземлителям применять
протяженные заземлители на глубине около 0,5 м, предназначенные для работы в
летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;

4) создавать искусственные талые зоны.

Уравнивание потенциалов

Если в одной и той же электросети имеется несколько электроустановок, часть корпусов которых заземлена через отдельный заземлитель без соединения с PE-проводником, а часть оборудования имеет соединение с PE-проводником, такое положение дел опасно, и так заземлять электроустановки запрещается. Почему? Потому что если произойдет замыкание фазы на корпус, скажем, двигателя, заземленного отдельным заземлителем, то корпуса зануленных электроустановок окажутся под напряжением относительно земли. Напомним, что зануление — это соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с нулевым проводником сети.

Опасно здесь то, что оборудование с правильно организованной защитой окажется под напряжением. Печальный опыт из животноводческого хозяйства свидетельствует о том, что такое неправильное заземление оборудования имело следствием массовую гибель животных.

Чтобы избежать подобных опасностей, реализуют уравнивание потенциалов. Проводящие части защищаемого оборудования соединяют, чтобы потенциалы их были одинаковыми, и таким образом обеспечивается электробезопасность электросети при косвенном прикосновении.

Согласно ПУЭ, у электроустановок на напряжение до 1000 вольт между собой соединяют нулевой защитный PEN- или PE-проводник питающей линии системы TN с заземляющим проводником заземляющего устройства систем IT и TT и с заземляющим устройством заземлителя повторного заземления на вводе в здание.

Сюда же присоединяют металлические коммуникационные трубы сооружения, проводящие части каркаса здания, проводящие части централизованных систем кондиционирования и вентиляции, заземляющие устройства системы молниезащиты 3 и 2 кат., проводящие оболочки телекоммуникационных кабелей, а также функциональное заземление, если нет ограничений по ПУЭ. Проводники системы уравнивания потенциалов от всех этих частей присоединяют затем к главной заземляющей шине.

Защитное электрическое разделение цепей — отделение
одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1
кВ с помощью:

основной изоляции и защитного экрана;

Меры защиты от поражения электрическим током должны
быть предусмотрены в электроустановке или ее части либо применены к отдельным
электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении
электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих
случаях.

Применение двух и более мер защиты в электроустановке не
должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.

Безопасный разделительный трансформатор —
разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей сверхнизким
напряжением.

Защитный (PE) проводник — проводник, предназначенный для
целей электробезопасности.

Защитный заземляющий проводник — защитный проводник,
предназначенный для защитного заземления.

Защитный проводник уравнивания потенциалов — защитный
проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.

Нулевой защитный проводник — защитный проводник в
электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых
проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ
переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы  следует выполнять, как
правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или
на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В
таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом
замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с
контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим
дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно
быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.81.

Защиту при косвенном прикосновении следует
выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В
переменного и 120 В постоянного тока.

В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в
наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может
потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В
постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии
требований соответствующих глав ПУЭ.

Защита от прямого прикосновения не требуется, если
электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а
наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В
постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15
В постоянного тока во всех случаях.

Примечание. Здесь и далее в главе напряжение переменного
тока означает среднеквадратичное значение напряжения переменного тока; напряжение
постоянного тока — напряжение постоянного или выпрямленного тока с содержанием
пульсаций не более 10% от среднеквадратичного значения.

При использовании заземляющего устройства
одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью
должны быть выполнены условия 1.7.104.

При использовании заземляющего устройства одновременно для
электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление
заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к
заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух
кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей
протяженности этих кабелей не менее 1 км.

Защитное зануление в системе  и защитное заземление в системе  электрооборудования,
установленного на опорах ВЛ (силовые и измерительные трансформаторы,
разъединители, предохранители, конденсаторы и другие аппараты), должно быть
выполнено с соблюдением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ, а
также в настоящей главе.

Сопротивление заземляющего устройства опоры ВЛ, на которой
установлено электрооборудование, должно соответствовать требованиям гл.2.4 и
2.5.

Изоляционная защита электрооборудования

Изоляционные материалы обеспечивают защиту окружающих людей и животных от электроударов. Условие одно: нужно правильно подобрать расходный диэлектрик, его форму, толщину, параметры рабочего напряжения (оно может быть разным, как и конструкция прибора).

Кроме того, существенное влияние на качество изоляторов могут оказывать производственные или бытовые условия эксплуатации сложного электротехнического устройства. Качество изоляции, толщина и степень электросопротивления должны соответствовать фактическому влиянию окружающей среды и стандартным условиям эксплуатирования.

Для проверки изоляционных свойств по кабелю подают испытательное напряжение, а затем с помощью мультиметра или тестера снимают показания сопротивления изоляции электроустройства

В состав электрической изоляции может входить как определенной толщины слой диэлектрика, так и конструкционная форма (корпус), выполненная из диэлектрического материала. Диэлектриком покрывается вся поверхность токоведущих элементов оборудования или же только те токоведущие элементы, которые изолированы от других частей конструкции.

Напряжение прикосновения — напряжение между двумя
проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном
прикосновении к ним человека или животного.

Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между
одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или
животное их не касается.

Защитное автоматическое отключение питания —
автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и,
если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях
электробезопасности.

Термин автоматическое отключение питания, используемый в
главе, следует понимать как защитное автоматическое отключение питания.

Зона нулевого потенциала (относительная земля) —
часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя,
электрический потенциал которой принимается равным нулю.

Не требуется преднамеренно присоединять к нейтрали
источника в системе  и
заземлять в системах  и
:

1) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных
на металлических основаниях: конструкциях, распределительных устройствах,
щитах, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, присоединенных к нейтрали
источника питания или заземленных, при обеспечении надежного электрического
контакта этих корпусов с основаниями;

2) конструкции, перечисленные в 1.7.76, при обеспечении
надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на
них электрооборудованием, присоединенным к защитному проводнику;

3) съемные или открывающиеся части металлических каркасов
камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т.п., если на съемных
(открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение
установленного электрооборудования не превышает значений, указанных в 1.7.53;

4) арматуру изоляторов воздушных линий электропередачи и
присоединяемые к ней крепежные детали;

5) открытые проводящие части электрооборудования с двойной
изоляцией;

6) металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической
защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные
детали электропроводок площадью до 100 см, в том числе протяжные и ответвительные
коробки скрытых электропроводок.

Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки

Значительное электрическое сопротивление стен и полов некоторых помещений, зон, площадок, обеспечивает достаточную защиту при косвенном прикосновении даже в отсутствие заземления проводящих частей электроустановок напряжением до 1000 вольт. Изолирующие помещения применяют для защиты людей при косвенном прикосновении в случаях, когда иные методы защиты неприменимы или нецелесообразны.

Однако есть важное условие: при напряжении электроустановки более 500 вольт, сопротивление изолирующих стен и пола относительно локальной земли не должно быть ниже 100 кОм в любой точке помещения, а при напряжении до 500 вольт — не менее 50 кОм. Изолированные помещения не предполагают наличия защитного проводника, поэтому в них всеми путями исключен занос потенциала извне на проводящие части зоны.

Во избежание выноса потенциала не допускается
питание электроприемников, находящихся за пределами заземляющих устройств
электроустановок напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью,
от обмоток до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в
пределах контура заземляющего устройства электроустановки напряжением выше 1
кВ.

При необходимости питание таких электроприемников может
осуществляться от трансформатора с изолированной нейтралью на стороне
напряжением до 1 кВ по кабельной линии, выполненной кабелем без металлической
оболочки и без брони, или по ВЛ.

При этом напряжение на заземляющем устройстве не должно
превышать напряжение срабатывания пробивного предохранителя, установленного на
стороне низшего напряжения трансформатора с изолированной нейтралью.

Питание таких электроприемников может также осуществляться
от разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор и линия от его
вторичной обмотки к электроприемнику, если она проходит по территории,
занимаемой заземляющим устройством электроустановки напряжением выше 1 кВ,
должны иметь изоляцию от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем
устройстве.

Заземление — преднамеренное электрическое
соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с
заземляющим устройством.

Защитное заземление — заземление, выполняемое в
целях электробезопасности.

Виды изоляционных материалов

Производители, выпускающие современные электрические выключатели, которые используются в жилых, офисных и промышленных зданиях, различают следующие виды электротехнической изоляции: рабочую (основную), дополнительную, двойную, усиленную.

Рабочая (основная) изоляция

Это, по своей сути, главная защита электрических установок, которая обеспечивает им нормальную и стабильную работу, без возникновения коротких замыканий, защищает потребителей от прямого контактирования с токоведущими частями. Рабочей изоляцией, согласно нормативам, должна быть покрыта вся поверхность проводов, кабелей, других элементов, по которым проходит электрический ток. Например, шнуры электрических приборов всегда покрыты изоляцией.

Поливинилхлоридные трубки-кембрики применяют в качестве недорогого и быстрого способа по изоляции токоведущих частей проводов, подходящих к электрическим приборам

Она должна гарантировать устойчивость против всех потенциальных, внешних воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатирования электровыключателей в случае синхронного воздействия силовых полей, термического нагрева, механического трения, агрессивных проявлений окружающей среды.

Перечисленные факторы негативно влияют на электрические характеристики диэлектрических (изоляционных) материалов, также из-за них может состояться необратимое ухудшение полезных качеств, то есть изоляция будет подвержена быстрому износу.

Недорогой и доступный всем изоляционный материал. Производится из ПВХ, имеет разные размеры как по длине, так и по ширине. Цветовая гамма может быть разной, клеевой состав стойкий, сцепление крепкое и устойчивое к истиранию

Если речь идет о промышленной эксплуатации выключателей, то персонал предприятия должен периодически проверять интенсивность изнашивания изоляционных конструкций, своевременно проводить профилактические мероприятия по контролю их защитных свойств. Ответственное поддержание высокого уровня сопротивления изоляции уменьшает потенциально возможные замыкания на землю, корпус, сводит к нулю удары током.

Показатель сопротивления характеризует текущее состояние качества изоляции между 2 проводящими элементами, дает указание по риску протечек тока. Щадящий, неразрушающий характер такого контроля полезен при отслеживании износа и состаривания слоев изоляции

В небольших, мало разветвленных электросетях сопротивление изоляции – это основной фактор безопасности.

Контроль основной изоляции бывает приемо-сдаточным, проведенным сразу после монтажных работ или ре­монта, или периодическим, проводимым в ходе эксплуатации оборудования не реже 1 раза в год. В очень влажных цехах контроль осуществляется от 2 до 4 раз за год в постоянном режиме. Замеры выполняют цифровым измерительным прибором по контролю изоляции — мегаомметром.

Прибор измерительный, универсальный. Предназначен не только в качестве определителя фактического состояния сопротивления изоляции, но и для проверки ее электрической прочности. С ним специалисты испытывают изоляционные слои оборудования на пробои электричества

Периодический контроль сопротивления изоляции на установленных выключателях выполняется на производственных площадках, где оборудование с течением времени подвергается негативному воздействию едких паров химических веществ, влаги, пыли и повышенных температур. При этом изоляция выключателей может нарушена. Приборы с поврежденной изоляцией опасны для жизни человека.

Отраслевые ПУЭ (Правила  устройства электроустановок), принятые в России,  требуют осуществлять регулярный замер показаний сопротивления изоляции, которая присутствует в се­тях электропитания от 1кВ и выше. Сопротивление диэлектрических материалов в сети осветительных установ­ок на участке между 2-мя смежными предохранителя­ми, между любым про­водом и землей, а также между любыми двумя  проводами должно быть не ＜ 0,5 МОм.

Данный показатель не применим на практике к воздушным проводам внешних электроустройств, к установкам, которые находятся в предельно влажных помещениях, потому что сопротивление в них непостоянно и зависит от показателей влажности воздуха.

Следует особо отметить, что если для таких установок нет норм по изоляции, то такой фактор руководство предприятий должно учитывать и принять все меры по безопасной эксплуатации устройств и более внимательно контролировать текущее состояние материалов изоляции.

Если вы используете в работе электроинструмент с двойной изоляцией, то потребуется ежемесячно испытывать его изоляцию мегаомметром. Если инструмент выдается на предприятии работникам, то проверку на отсутствие короткого замыкания на корпус следует выполнять специальным прибором — мультиметром

Согласно ПУЭ, измерение сопро­тивления электроизоляции следует проводить напряжением не менее 500 В, а испытание изоляции многожильных кабелей напряжением 6—10 кВ. Определение целостности кабельных жил кабеля, проверку мегомметром на их соответствие фазам, должны проводить не менее 2 человек. Правила требуют, что один из них должен иметь допуск не ниже IV группы, а второй: не ниже III группы.

Когда необходима дополнительная защита

Дополнительную изоляцию помещают в электро­установках, имеющих рабочее напряжение до 1 кВ. Это независимая изоляция, которая будет смонтирована вместе с основной изоляцией оборудования, чтобы в сложных и опасных случаях эксплуатации защитить выключатели при косвенном прикосновении с повреждающими элементами.

Главным образом, она выполняет функцию противодействия электроударам, если случится повреждение основного слоя изоляции. Практический пример дополнительной изоляции — это пластмассовый корпус выключателя, втулки-изоляторы, кембрики, пластиковые трубки и другие типы диэлектриков.

Для этого вида изоляции применяются материалы, которые отличаются по своим физическим свойствам от стандартных форм диэлектриков, являющихся основной изоляцией электроприборов.

Для пропитки лакоткани применяют лаки на масляной, полиэфирной, полиэфирно-эпоксидной, кремний-органической основе или же с применением фторопласта или резины. Все они отлично создают на ткани лаковые, диэлектрические поверхности

Это производится с учетом того, что даже в самых неблагоприятных условиях работы или способах хранения электрооборудования были бы маловероятны повреждения основной, рабочей и дополнительной изоляции одновременно.

Преимущество двойной изоляции

Такая потенциальная опасность для людей, как поражение электрическим током в момент косвенного контакта с элементами оборудования, может быть существенно снижена посредством монтажа двойной изоляции.

Эти прочные защитные материалы используются в электротехнических устройствах, где имеется напряжени­е до 1 кВ. Здесь ставят 2 степени защиты — основную и дополнительную.  Двойную изоляцию производители устанавливают в разные электротехни­ческие приборы: ручные светильники, ручной электрический инструмент, в разделительные трансформаторы.

На производстве находятся в эксплуатации много типов выключателей, которые по ГОСТу должны иметь как двойную, так и усиленную изоляцию, конкретный случай зависит от сложности технологии производства

Практический смысл двойной изоляции заключен в том, что кроме основного, диэлектрического слоя. помещают второй изоляционный слой на токоведущие части выключателей. Он предохраняет человека от касания к металлическим, проводящим ток которые вполне могут оказаться под высоким напряжением.

Чтобы избежать этого, металлические корпуса высокотехнологичного электрооборудования покрывают слоем изолятора, рукоятки, кнопки и панели управления делают на основе диэлектриков.

В бытовых приборах изолируют также кнопки, провода и корпусную оболочку, изготовленную из металла. Недостатком такого рода покрытий считается относительно высокая механическая хрупкость: существует теоретическая возможность разрушения изоляционного слоя от многократных механи­ческих воздействий. Из-за этого металли­ческие, нетоковедущие части электрических устройств могут оказаться под напряжением.

Поэтому очень важно производить замеры физического состояния изоляции соответствующими приборами, в соответствии с электрической схемой.

Принципиальная схема электрической цепи, приведенная для измерения утечки тока в изоляции, согласно ГОСТ Р 52161.1-2004, с учетом потребностей национальной экономики РФ

Следует отметить тот факт, что разрушение второго слоя изоляции никак не сможет повлиять на основную работу приборов и , как правило, в момент проверки не выявляется. Двойную изоляцию имеет смысл применять для тех видов электрического оборудования, которые в бытовой эксплуатации не будут подвергаться механическим ударам и давлению на токоведущие части.

Наиболее надежную защиту людей будет обеспечивать способ двойной изоляции на том оборудовании, у которого корпус выполнен из непроводящего, изоляционного материала: он служит гарантией от опасного поражения электрическим током. Токонепроводящий корпус приборов защитит от тока не только при пробоях диэлектрика внутри изделия, но при случайном контакте человека с токонесущими элементами.

В случае разруше­ния корпуса будет нарушено конструктивное расположение деталей и элементов, и прибор перестанет работать. Если в нем есть защита, то она сработает автоматически и отключит неисправное изделие от сети.

В ме­таллическом корпусе устройств функцию дополнительной изоляции выполняют специальные втулки. Через них сетевой кабель проходит в корпус, а изолирующие прокладки отделяют электродвигатель оборудования от корпуса. Паспортная табличка электротехнического прибора с двойной изоляцией несет изображение специального знака: квадрат, находящийся внутри другого квадрата.

Для чего нужна усиленная изоляция

В условиях производства бывают моменты, когда двойную изоляцию достаточно проблематично применить по конструктивным особенностям электроустройств. Например, в выключателях, щёткодержателях и др. Тогда приходится использовать другой вид защиты – это усиленная изоляция.

Усиленная изоляция ставится на электроустановки с номинальным напряжением до 1 кВ. Она способна обеспечить такую степень защиты от поражения электротоком, которая  равноценна свойствам двойной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ Р 12.1.009-2009 ССБТ, усиленная изоляция может иметь несколько слоев диэлектрика, каждый из которых нельзя испытывать отдельно на пробой КЗ, а только в целой форме.

Установка барьеров и размещение вне зоны досягаемости
допускается только в помещениях, доступных квалифицированному персоналу.

108

В электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также
до 1 кВ с изолированной нейтралью для земли с удельным сопротивлением более 500
Ом·м, если мероприятия, предусмотренные 1.7.105-1.7.107, не позволяют получить
приемлемые по экономическим соображениям заземлители, допускается повысить
требуемые настоящей главой значения сопротивлений заземляющих устройств в 0,002
 раз, где  — эквивалентное удельное
сопротивление земли, Ом·м. При этом увеличение требуемых настоящей главой
сопротивлений заземляющих устройств должно быть не более десятикратного.

Классификация изоляционных материалов

Электротехническая изоляция в бытовых приборах подразделяется на соответствующие классы:

Приборы с классом изоляции «0» имеют рабочий изоляционный слой, но без применения элементов для заземления. В их конструкции нет зажима для соединения защитного проводника.

Приборы с изоляцией класса «0I» имеют изоляцию + элемент для зануления, но в них содержится провод для соединения с источником питания, у которого нет зануляющей жилы.

Изоляция имеет специальную маркировку. Заземление указывается в виде отдельного значка в месте подключения проводника. Это делается для того, чтобы выравнивать потенциалы. Проводник желто-зеленого цвета присоединяется к контактам розетки, люстры и т. п

Приборы с изоляцией класса «I» содержат 3-х жильный шнур и вилку с 3 контактами.

Электроприборы, имеющие изоляцию класса «II», то есть двойную или усиленную, часто встречаются в бытовой эксплуатации. Подобная изоляция надежно защитит потребителей от поражения электрическим током, если в приборе случится повреждение основной изоляции.

Изделия, укомплектованные прочной двойной изоляцией, обозначается в силовом оборудовании знаком В, означающим: «изоляция в изоляции». Приборы, содержащие такой знак, нельзя занулять и заземлять.

Все современные электрические приборы, имеющие изоляцию класса «III», могут осуществлять свою работу в сетях электропитания, где есть номинальное напряжение не выше 42 В.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и
заземляющих проводников.

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

Защитное электрическое разделение цепей следует
применять, как правило, для одной цепи.

Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно
превышать 500 В.

Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от
разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные
разделительные трансформаторы», или от
другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного тpaнсформатора,
не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками
других цепей.

Проводники цепей, питающихся от разделительного
трансфоматора, рекомендуется прокладывать отдельно от других цепей. Если это
невозможно, то для таких цепей необходимо использовать кабели без металлической
оболочки, брони, экрана или изолированные провода, проложенные в изоляционных
трубах, коробах и каналах при условии, что номинальное напряжение этих кабелей
и проводов соответствует наибольшему напряжению совместно проложенных цепей, а
каждая цепь защищена от сверхтоков.

Если от разделительного трансформатора питается только один
электроприемник, то его открытые проводящие части не должны быть присоединены
ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.

Допускается питание нескольких электроприемников от одного
разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:

1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны
иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;

2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть
соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной
системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками
и открытыми проводящими частями других цепей;

3) все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт,
присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;

4) все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование
класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника
уравнивания потенциалов;

5) время отключения устройством защиты при двухфазном
замыкании на открытые проводящие части не должно превышать время, указанное в
табл.1.7.2.

103

Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том
числе естественных) всех повторных заземлений PEN -проводника каждой ВЛ в любое время года
должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660,
380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника
однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из
повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех
же напряжениях.

Природные и синтетические диэлектрики

Изоляционные материалы, а иначе, диэлектрики, по своему происхождению подразделяются на естественные (слюда, дерево, латекс) и синтетические:

Синтетические диэлектрики имеют важные для надежной работы приборов электрические и физико-химические характеристики, заданные конкретной технологией их производства. Они широко используются в современной электротехнике и электронной промышленности для выпуска на рынок следующих видов изделий:

Также производятся радиоэлектронные печатные платы, включая панели, используемые под расшивку проводников.

Двойная или усиленная изоляция

Для защиты при косвенном прикосновении, в электроустановках напряжением до 1000 вольт, применяют двойную изоляцию. Основная изоляция защищена независимой дополнительной изоляцией. В случае повреждения дополнительной изоляции, основная изоляция оказывается защищена.

Усиленная изоляция по своей защитной функции аналогична двойной изоляции, ее степень защиты соответствует двойной изоляции.

Проводящие части электроустановок в двойной защитной и усиленной изоляции не присоединяют ни к защитному проводнику, ни к системе уравнивания потенциалов.

Здесь уместным будет отметить, что электроинструмент и ручные электрические машины по классу защиты от поражения электрическим током подразделяются на четыре класса: 0,I,II,III. Далее рассмотрим некоторые детали реализуемых в них защит.

Класс 0. Основная изоляция обеспечивает защиту от поражения током. При повреждении изоляции, от косвенного прикосновения человека защищают изолирующие помещения, изолирующие зоны, площадки, изолирующие полы. Примером может служить дрель, металлический корпус которой не имеет заземляющего контакта, при этом вилка двухполюсная. Между кабелем и корпусом, в месте входа кабеля в корпус, обязательно установлена резиновая втулка, обеспечивающая изоляцию.

Класс I. Основная изоляция обеспечивает защиту от поражения током, при этом открытые проводящие части соединены с PE-проводником сети, например стиральные машины с трехполюсной евровилкой защищены именно таким образом.

Класс II. Двойная или усиленная изоляция корпуса. Пример — пластмассовый корпус перфоратора с двухполюсной вилкой и без заземления.

Класс III. Напряжение источника питания не опасно для человека. Это так называемое сверхнизкое (малое) напряжение. Примером может служить бытовой шуруповерт.

Требования защиты при косвенном прикосновении
распространяются на:

1) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов,
светильников и т.п.;

2) приводы электрических аппаратов;

3) каркасы распределительных щитов, щитов управления,
щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, если на последних
установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного или 120 В
постоянного тока (в случаях, предусмотренных соответствующими главами ПУЭ —
выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока);

4) металлические конструкции распределительных устройств,
кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых
кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, оболочки и опорные
конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы,
на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым
проложены кабели с зануленной или заземленной металлической оболочкой или броней),
а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается
электрооборудование;

5) металлические оболочки и броню контрольных и силовых
кабелей и проводов на напряжения, не превышающие указанные в 1.7.53,
проложенные на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах,
коробах, лотках и т.п., с кабелями и проводами на более высокие напряжения;

6) металлические корпуса передвижных и переносных
электроприемников;

7) электрооборудование, установленное на движущихся частях
станков, машин и механизмов.

При применении в качестве защитной меры автоматического
отключения питания указанные открытые проводящие части должны быть присоединены
к глухозаземленной нейтрали источника питания в системе  и заземлены в системах  и .

Защитное зануление в электроустановках напряжением
до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с
глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного
тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной
точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях
электробезопасности.

105

Заземляющие устройства электроустановок
напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в районах с большим
удельным сопротивлением земли, в том числе в районах многолетней мерзлоты,
рекомендуется выполнять с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению
прикосновения (1.7.91).

В скальных структурах допускается прокладывать
горизонтальные заземлители на меньшей глубине, чем этого требуют 1.7.91-1.7.93,
но не менее чем 0,15 м. Кроме того, допускается не выполнять требуемые 1.7.90
вертикальные заземлители у входов и у въездов.

Естественный заземлитель — сторонняя проводящая
часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через
промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

Заземляющий проводник — проводник, соединяющий
заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от
источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих
частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ), допускается только в
тех случаях, когда условия электробезопасности в системе  не могут быть обеспечены. Для
защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть
выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При
этом должно быть соблюдено условие:

где  — ток срабатывания защитного устройства;

— суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего
проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников —
заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением
выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с
соблюдением требований либо к их сопротивлению (1.7.90), либо к напряжению
прикосновения (1.7.91), а также с соблюдением требований к конструктивному
выполнению (1.7.92-1.7.93) и к ограничению напряжения на заземляющем устройстве
(1.7.89). Требования 1.7.89-1.7.93 не распространяются на заземляющие
устройства опор ВЛ.

Заземляющее устройство, которое выполняется с
соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно
обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю
значения напряжений прикосновения, не превышающие нормированных (см. ГОСТ 12.1.038). Сопротивление заземляющего устройства при этом определяется
по допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю.

При определении значения допустимого напряжения
прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму
времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При
определении допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где
при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции,
доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует
принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории —
основной защиты.

Примечание. Рабочее место следует понимать как место
оперативного обслуживания электрических аппаратов.

Размещение продольных и поперечных горизонтальных
заземлителей должно определяться требованиями ограничения напряжений
прикосновения до нормированных значений и удобством присоединения заземляемого
оборудования. Расстояние между продольными и поперечными горизонтальными
искусственными заземлителями не должно превышать 30 м, а глубина их заложения в
грунт должна быть не менее 0,3 м. Для снижения напряжения прикосновения у
рабочих мест в необходимых случаях может быть выполнена подсыпка щебня слоем
толщиной 0,1-0,2 м.

В случае объединения заземляющих устройств разных
напряжений в одно общее заземляющее устройство напряжение прикосновения должно
определяться по наибольшему току короткого замыкания на землю объединяемых ОРУ.

Малое (сверхнизкое) напряжение

Малое, или по-другому сверхнизкое напряжение само по себе является защитой при косвенном прикосновении. В сочетании с защитным электрическим разделением цепей, например с применением разделительного трансформатора, безопасность оказывается столь же высокой. Цепи малого напряжения отделяются от цепей высокого напряжения, а в случаях, когда сверхнизкое напряжение выше 60 вольт по постоянному току или выше 25 вольт по переменному току, применяются дополнительные меры: изоляция, оболочка.

Применение сверхнизкого напряжения в электроприборах позволяет отказаться от защитного заземления их проводящих корпусов, кроме ситуаций вынужденного соединения с проводящими частями приборов опасного напряжения. Если малое напряжение используется совместно с автоматическим отключением питания, то один из выводов источника присоединяют к защитному проводнику сети, которая этот источник питает.

Требуемые значения напряжений прикосновения и
сопротивления заземляющих устройств при стекании с них токов замыкания на землю
и токов утечки должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в
любое время года.

При определении сопротивления заземляющих устройств должны
быть учтены искусственные и естественные заземлители.

При определении удельного сопротивления земли в качестве
расчетного следует принимать его сезонное значение, соответствующее наиболее
неблагоприятным условиям.

Заземляющие устройства должны быть механически прочными,
термически и динамически стойкими к токам замыкания на землю.