Электроснабжение в строительстве - Приборы и устройства электробезопасности

Для предотвращения замыканий на землю и возникновения аварийных режимов работы электроустановок необходимо осуществлять контроль сопротивления изоляции, который может быть периодическим или непрерывным. Под периодическим контролем изоляции понимают измерение ее сопротивления в установленные правилами сроки, а также при обнаружении дефектов. Наибольшее распространение для замеров сопротивления получили мегаомметры Ml 101; в настоящее время они заменены мегаомметрами М4100 пяти модификаций — по диапазонам измерений и напряжений; начат выпуск приборов типа Ф4102.
Вероятность поражения человека током намного уменьшается при постоянном контроле изоляции действующих установок. Такой контроль особенно важен в сети с изолированной нейтралью, так как замыкание на землю одного из проводов такой сети коренным образом меняет условия безопасности. Для непрерывного контроля изоляции обычно используют автоматические устройства, позволяющие измерять сопротивление изоляции сетей относительно земли во время работы электроустановки либо осуществлять сигнализацию (звуковую или световую) при снижении сопротивления изоляции ниже установленного предела.
Уманский завод «Мегомметр» выпускает прибор типа Ф4106, предназначенный для измерения сопротивления изоляции и сигнализации о ее снижении ниже установленного уровня (уставки) в сетях переменного тока до 380 В, с частотой 50, 60 и 400 Гц. Он состоит из двух блоков: релейного и показывающего устройства; применяется в передвижных и стационарных электроприемниках с изолированной нейтралью.
Устройства для испытания повышенным напряжением в сетях до 1000 В позволяют определять слабые места изоляции и своевременно ликвидировать дефекты. Такими малогабаритными устройствами с автоматическим отсчетом времени обычно располагают пусконаладочные организации.
Сопротивление заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором расположен заземлитель, типа, размеров и расположения элементов, из которых выполнен заземлитель, количества и взаимного расположения заземлителей. Наиболее распространенными приборами для таких измерений являются переносные измерители МС-08 и М-416 (последний может измерять также удельное сопротивление грунта); более совершенен прибор Ф4103.
Наличие электрической цепи между заземленным оборудованием и заземлителем является одним из важнейших требований. Ее проверка имеет цель определить непрерывность и надежность цепи. В заземляющих проводниках, соединяющих оборудование с контуром заземления недопустимы обрывы и неудовлетворительные контакты. Для таких измерений преимущественно служит омметр М-372, может быть также использован микроомметр Ф4104.
Измерение сопротивления цепи «фаза — нулевой провод» производится для наиболее удаленных электроприемников, питающихся от сетей с заземленной нейтралью. Проверкой определяется соответствие сети зануления требованиям ПУЭ по надежности отключения аварийного участка. Надежность достигается, если ток однофазного короткого замыкания Iк отвечает условию /к>/г/ном, где /НОм — номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток уставки расцепителя автоматического выключателя; k — коэффициент, зависящий от вида защиты.
Для определения тока однофазного короткого замыкания измеряется полное сопротивление цепи однофазного замыкания на корпус или нулевой провод. Например, прибор М-417 позволяет контролировать сопротивление цепи «фаза — нулевой провод» без отключения источника питания в электроустановках 380/220 В с заземленной нейтралью; начат выпуск приборов типа Щ41160.
В настоящее время широко распространены устройства защитного отключения, обеспечивающие безопасность путем быстродействующего (0,1—0,2 с) отключения, участка или сети в целом при однофазном замыкании на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от земли, а также при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением. Защитное отключение может производиться в дополнение к сетям заземления и зануления, а также в качестве единственной основной меры защиты.
Наиболее рационально защитное отключение в следующих электроустановках напряжением до 1000 В: передвижных с изолированной нейтралью в условиях, когда выполнение заземляющего устройства с требуемыми параметрами затруднено; в стационарных с заземленной нейтралью отдаленных потребителях большой мощности, для которых защитное зануление обеспечивает нужную кратность тока однофазного замыкания на землю. Оно служит также для защиты персонала, пользующегося электрифицированным инструментом и переносными машинами.
Для сетей с изолированной нейтралью также применяют устройства защитного отключения: например, асимметр РА-74/2 автоматически отключает поврежденный электроприемник при заземлении на землю одной из фаз. Разработаны специальные реле, действующие на исполнительный аппарат при утечках тока.
Выборгский завод «Электроинструмент» выпускает защитно- отключающее устройство для сетей 380/220 В типа ИЭ-9813У2 (максимальная нагрузка — до 10 А, ток уставки — до 10 мА); Гомельский завод электроаппаратуры изготавливает устройства ЗОУП-25 (нагрузка до 25 А, ток уставки—10 мА) и ЗОУП-25- ПЧ для электроприемников напряжением 380 В, с частотой 400 Гц (нагрузка —до 25 А, ток уставки — 10 мА); другие заводы выпускают: Калининский электроаппаратный — реле РУД- 05УЗ для электроприемников напряжением 380/220 В (нагрузка — до 100 А, ток уставки — 30, 100, 300 мА); Прокопьевский завод шахтной автоматики — для сетей с изолированной нейтралью устройства АЗАК-38, АЗАК-380 и АЗАК-660 для электроприемников с неограниченной нагрузкой (ток уставки — 80 мА); Днепропетровский завод шахтной автоматики — устройство УАКИ-380 для электроприемников 127/380/660 В, с неограниченной нагрузкой (ток уставки — 30 мА); тот же завод выпускает реле РУ-127/220 для электроприемников напряжением 127 и 220 В без ограничения нагрузки (ток уставки — 25 мА).
К устройствам электробезопасности, предназначенным для отдельных видов электрооборудования, можно отнести: сигнализатор АСОН1 для предупреждения персонала, обслуживающего автокраны (экскаваторы) с выносными стрелами, о приближении к ВЛ, находящейся под напряжением; сигнализатор опасного напряжения СОН (изготавливает Мытищинский электромеханический завод) для автокранов СМК.-10 и КС-256. Он относится к дополнительным защитным средствам, при приближении к ВЛ 6 кВ он сигнализирует на расстоянии уже 2 м между антенной и ближайшим проводом. Для этого в качестве звукового сигнала используется сигнал транспортного средства, действует он прерывисто; одновременно на лицевой панели исполнительного блока появляется световой сигнал; источником питания служит постоянный ток напряжением 12 В. Основные элементы сигнализатора — антенна, исполнительный блок и устройство включения и отключения. С помощью имеющейся на панели кнопки можно проверить исправность устройства. Сигнализатор действует на принципе статической индукции, т. е. наведения разности потенциалов между двумя одинаковыми антеннами, расположенными в верхней части крана и попадающими при его движении в электрическое поле.
Для сварочных трансформаторов выпускаются устройства снижения напряжения холостого хода, например типа УСНТ-06 общепромышленного исполнения и УСНТ-06У2 для горнорудной промышленности. На Симферопольском электромашиностроительном заводе намечен выпуск блоков БСНТ-0-8У2, назначение которых — снижение напряжения холостого хода сварочных трансформаторов.
Выборгский завод «Электроинструмент» изготавливает различный электроинструмент напряжением 36 В с питанием от сети промышленной частоты 50 Гц через понижающие трансформаторы 380—220/42 В; он же выпускает электроинструмент напряжением 36 В с питанием через преобразователи, изменяющие напряжение сети 380/220 В с частотой 50 Гц на напряжение 36 В с частотой 200 Гц (тип ИЭ9405-1У2). К такому электроинструменту, в частности, относятся ручная сверлильная машина ИЭ1017-АУ2, бороздодел ИЭ6401-АУ2 для выборки борозд в оштукатуренных поверхностях, гипсовых перегородках и основаниях из силикатного кирпича, в которых укладываются провода скрытой проводки.
Для определения наличия напряжения в электроустановках строительных площадок напряжением 380/220 В применяются одно- и двухполюсные указатели (индикаторы), основанные на воздействии активного или емкостного тока на газоразрядную лампу: она зажигается при напряжении в проверяемой сети, соответствующем порогу ее зажигания, который составляет не менее 90 В. Существенными недостатками указателей данной группы являются: непосредственное взаимодействие человека с электроустановкой, находящейся под напряжением; части таких указателей изолированы, но при возможных неисправностях двухполюсных контактных указателей человек может быть травмирован; высокий порог зажигания газоразрядных ламп, значительно превышающий допустимое напряжение прикосновения; отсутствие контроля исправности (неисправность может привести к ложному выводу, что напряжение отсутствует).
Помимо контактных указателей о наличии напряжения, применяют указатели типа УННУ-1, позволяющие одновременно определить полярность. Для определения наличия высокого напряжения служит целый ряд бесконтактных указателей.
Как в нашей стране, так и за рубежом ведутся систематические разработки новых конструкций. Например, Новосибирским ЦНТИ разработан звуковой сигнализатор напряжения (ЗСН), представляющий собой усилитель низкой частоты, оснащенный антенной, управляющей колебаниями генератора звука.
В Институте электродинамики АН УССР создан прибор индивидуальной защиты персонала (ИЗП) для контроля напряжения в сетях 380/220 В переменного тока, а также для определения расположения скрытых проводок.  При наличии магнитных или электрических полей он подает звуковой сигнал при расстоянии между прибором и электроустановкой не более 1 м. Прибор состоит из двухкаскадного усилителя низкой частоты, электронного ключа, звукового генератора и автономного источника питания напряжением 9 В; масса прибора равна 200 г.
СКВ Мосэнерго разработан индивидуальный сигнализатор напряжения (СНИ) для предупреждения обслуживающего персонала о наличии напряжения на токоведущих частях электрооборудования, расположенного на подстанциях, в высоковольтных линиях, а также сетях 0,4—1 кВ. Он может быть размещен в нагрудном кармане спецодежды, специальным зажимом прикреплен к каске, а также подвешен на ремне. По мере приближения его к действующей электроустановке частота прерывания звука возрастает.
Бесконтактный сигнализатор напряжения (БСН), разработанный Ростовским институтом железнодорожного транспорта, помещают в каску; в его комплект входят: приемная антенна, пороговое устройство на транзисторах, транзисторный ключ, звуковой генератор и устройство контроля; автономным источником являются четыре аккумулятора Д-0,1 с общим напряжением 4,8 В; масса прибора 90 г.
На кафедре охраны труда Новосибирского электротехнического института разработан индикатор напряжения электрического поля (ИНЭП) в виде часов диаметром 48 мм, толщиной 20 мм, массой 50 г и чувствительностью 500 В/м. Антенной в нем служит диск из немагнитного материала диаметром 45 мм; его можно надевать на запястье руки или размещать в кармане.
Свердловским горным институтом разработано электронное устройство, предупреждающее о приближении к токоведущим частям, находящимся под высоким напряжением. Его реле срабатывает при приближении человека к электросети или токоведущей части на расстояние 0,2 м, при этом раздается звуковой и появляется световой сигналы.
ВНИИпромэлектромонтаж разработал сигнализатор опасного приближения к открытым токоведущим частям (ИСОП), подающий звуковой сигнал при приближении к токоведущим частям напряжением 380/220 В на расстояние 1,2 м. Передатчик закрепляют на руке, а приемник размещают в боковом или нагрудном кармане спецодежды.
Опыт показывает, что при разработке указателей напряжения, предназначенных для электроустановок 380/220 В, надо стремиться к следующему: возможности пользования указателем без прямого контакта человека с электроустановкой, т. е. без непосредственного касания им электросети, арматуры или даже изолированных токоведущих частей; значительному снижению порога зажигания, т. е. повышению чувствительности (зажигание должно произойти уже при напряжении 30 В); обеспечению: контроля исправности указателя, защиты от помех и особой надежности; простоте изготовления и возможности быстрого ремонта с заменой неисправных деталей запасными; сравнительно небольшой массе и габаритам (хотя эти показатели не могут быть решающими, ибо электромонтер пользуется указателем не беспрерывно); прочности и удобству пользования; кроме того, иметь два сигнала — звуковой и световой; частота звука по мере приближения к действующей электроустановке должна возрастать. Такие указатели напряжения, конечно, выполнимы только на базе электронных микросхем с автономным источником питания.
Указатели напряжения выпускает ряд заводов: Воронежский «Электроприбор», Курганский электромашиностроительный, Ереванское ПО «Электроприбор» и др. Поскольку указатели — однополюсные ИН-91 и др., двухполюсные УНН-10, УН-1, МИН-1, ПИН-90 и др. — подобны контрольным лампам, видимо, их следует заменить новыми конструкциями. Для повышения условий электробезопасности рекомендуется разработать и внедрить указатели наличия напряжения прикосновения на нормально зануленных металлических корпусах определенного вида электрооборудования. Желательно, чтобы такие указатели могли давать ступенчатую информацию напряжения прикосновения (20, 30, 40, 50 В).