Электрическая изоляция – это слой покрытия диэлектрика или диэлектрик, которым покрывается поверхность токоведущих частей, тоководов, или которыми токоведущие части отделяются друг от друга. Изоляция должна обладать высокими диэлектрическими свойствами, прочностью и сопротивляемостью к изменениям температурно-влажностной среды.
В электроустановках применяются следующие виды изоляции: рабочая, дополнительная, двойная и усиленная.
Рабочая изоляция обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения электрическим током.
Дополнительная - предусматривается как дополнение к рабочей для защиты от поражения электрическим током, в случаях ее повреждения.
Двойная изоляция состоит из двух независимых одной от другой рабочей и дополнительной изоляции. Рабочую (функциональную) называют основной изоляцией т.к она должна обеспечить электробезопасность работающих (изоляция обмоток машин, жил тоководов и т.д.). Дополнительной изоляцией может быть пластмассовый корпус машины, изолирующие втулки, блоки и т.д.
При двойной изоляции заземление или зануление металлических частей запрещается, так как этим шунтируется дополнительная изоляция, и ее преимущества сводится на нет. Соединение корпуса машины, имеющей двойную изоляцию с заземляющим устройством недопустимо, так как это снижает безопасность работающего.
Усиленная – это улучшенная рабочая изоляция, которая обеспечивает такой же уровень защиты, как и двойная.
Как правило, двойная изоляция применяется для выключателей, розеток, вилок, патронов ламп, переносных светильников, электрифицированного ручного инструмента, электроизмерительных приборов и некоторых бытовых приборов. Область применения двойной электроизоляции – электроустановки небольшой мощности. Она является действенным защитным средством.
Согласно ПУЭ, сопротивление изоляции электроустановок должно быть не менее 1000Ом на 1В рабочего напряжения. Так для сетей переменного напряжения 380/220В сопротивление изоляции должно быть не менее 380 кОм. Для электросетей напряжением до 1000В сопротивление изоляции токопроводных частей должно быть не ниже 0,5 МОм.
Следует учитывать, что в процессе эксплуатации изоляция претерпевает различные изменения: старение, механические повреждения, растрескивание от перепада температурно-влажностной среды. Поэтому электроизоляция подлежит систематическому осмотру и испытаниям согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилам техники безопасности (ПТБ).
Сопротивление изоляции электрооборудования назначается в зависимости от электрической мощности электроустановки, Ом
(3.4. 20)где, U – напряжение, В; N – мощность, Вт.
В зависимости от вида электроизоляции электротехнические изделия подразделяются на следующие классы: 0, 01, І, ІІ, ІІІ при этом:
- к классу 0 относятся изделия, в которых имеется рабочая изоляция, но отсутствует элементы для заземления (если они не относятся к классу ІІ или ІІІ);
- к классу 01 относятся изделия, имеющий рабочую изоляцию и элемент для заземления, а также провод без заземляющей жилы для подсоединения к источнику питания;
- к классу І относятся изделия, имеющие рабочую изоляцию и элемент для заземления, а также провод для подсоединения к источнику питания с заземляющей жилой и вилку с замыкающим контактом;
- к классу ІІ относятся изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления;
- к классу ІІІ относятся изделия, в которых отсутствуют внутренняя и внешняя электрические цепи с напряжением более 42В.
Изделия, получающие питание от внешнего источника относятся к ІІІ классу в том случае, если они предназначены для присоединения непосредственно к источнику питания с напряжением не выше 42 В.
Электрическое разделение сети. Разветвленные электрические сети большой протяженности имеют значительную электрическую емкость. При этом даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Однако если сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые обладают небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения резко снижается. Электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Область применения защитного разделения сетей – электроустановки напряжением до 1000В, эксплуатация которых связана с повышенной опасностью (в передвижных установках, ручном электрифицированном инструменте и т.д.)
Важную роль в обеспечении электробезопасности работающих играет вынесение, по возможности, электрооборудования с рабочей зоны: размещение в местах, исключающих контакт, и на недостижимой высоте (в первую очередь, токоведущих частей и приводов). При этом отдается предпочтение дистанционному управлению технологическими процессами со специально оборудованных пунктов управления. Высоту расположения проводов воздушных линий электропередачи назначают с учетом напряжения (табл. 3.4.1)
Для исключения возможного контакта или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям предусматриваются стационарные ограждения: сплошные и сетчатые. Сплошные ограждения применяются в электроустановках до 1000В в виде крышек, кожухов и т.д. Сетчатые ограждения имеют двери, которые закрывают на замок. Часто применяют при ведении профилактических работ переносные ограждения: щиты, изолирующие колпаки, изолирующие накладки. Они также оборудуются дверьми или крышками, которые закрываются на замок или обеспечены защитной блокировкой. Под блокировкой понимают автоматическое устройство, при помощи которого предотвращается попадание людей под напряжение в результате ошибочных действий. По принципу действия различают: механическую, электромагнитную и электрическую блокировки.
Таблица 3.4.1.
Минимальное расстояние (м) по вертикали проводов воздушной линии электропередач при нормальном режиме работы от поверхности земли.
Местность | Линейное напряжение, кВ | ||||||||
1 | 6 | 10 | 35 | 110 | 154 | 220 | 330 | 500 | |
населенная | 6 | 7 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 |
ненаселенная | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7,5 | 8 |
труднодоступная | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 | 6,5 | 7 |
В механической блокировке (МБ) с помощью самозапирающихся замков, защелок и других механических приспособлений прерывается электрическая цепь при открытии его токоведущих частей, что исключает включение оборудования при снятии крышек, дверей в рубильниках, пускателях, автоматических выключателях.
В электромагнитной блокировке (ЭМБ) электромагнитные замки запирания, выключателей, разъединителей и заземляющих ножей обеспечивают определенную последовательность включения и выключения. Это исключает возможность возникновения опасных ситуаций – включения и выключения разъединителя под напряжением и т.д.
Электрическая блокировка (ЭБ) применяется в технологических электроустановках напряжением до 1000 В. С помощью электрических контактов осуществляется отключение напряжения при наличии открытых ограждений, дверей или кожухов, крышек.
Одной из мер электробезопасности является применение пониженного напряжения с учетом возможной работы оборудования, приборов, аппаратуры. Так при работе всей осветительной техники применяется напряжение не выше 127/220 В. А при работе с переносным электроинструментом, а также с ручными переносными светильниками - напряжение 36 или 42 В. В помещениях с повышенной электробезопасностью, особо опасных и взрывопожароопасных помещениях, напряжение не должно превышать 12 В.
Источниками малого напряжения (12, 24, 36 и 42В) могут быть аккумуляторные батареи, понижающие трансформаторы, преобразователи частот.
При этом применение автотрансформаторов, реостатов для понижения напряжения запрещается из-за связи сетей малого и высокого напряжения.
Для снижения опасности применения понижающих трансформаторов вторичную обмотку и корпус трансформатора заземляют или проводят зануление.
Безопасная работа с электроустановками обеспечивается устройством заземления, зануления (в сетях до 1000В) и защитного отклонения.
Область применения:
Согласно ГОСТ 12.1.013-80 и ГОСТ 12.1.030-80 "Электробезопасность. Защитное заземление, зануление", ГОСТ 12.1.019-79 "Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты", заземление или зануление следует выполнять:
- при номинальном напряжении 380В и выше переменного тока, 440В и выше постоянного тока в сетях электроустановок в любых помещениях (в том числе, помещения без повышенной опасности);
- при номинальном напряжении 36В и выше (по ГОСТ 12.1.013-80), 42В и выше (по ГОСТ 12.1.030-81) переменного тока и 110В и выше постоянного тока электроустановок в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях, в наружных электроустановках;
- при любом номинальном напряжении переменного и постоянного тока электроустановок во всех взрывоопасных условиях.
Части электроустановок, которые подлежат заземлению или занулению:
- металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, передвижные электроустановки, переносные электроустановки;
- каркасы, РЩ, ЩУ и шкафы, а также съемные или открывающиеся части, если на них установлено электрооборудование напряжением выше 42В переменного тока или напряжением выше 110В постоянного тока;
- приводы электрических аппаратов;
- вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
-металлические РУ, металлические небольшие конструкции, металлические соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, трубы электропроводки и т.д.;
- железобетонные опоры ЛЭП.