Маньков В. Д., Заграничный С. Ф. - Защитное заземление и защитное зануление электроустановок

Маньков В. Д., Заграничный С. Ф.  Защитное заземление и защитное зануление  электроустановок: Справочник. — СПб.: Политехника, 2005. — 400 с: ил. — (Сер. Безопасность жизни и деятельности). ISBN 5-7325-0791-4

В книге рассмотрены защитное заземление и защитное зануление,  включая требования, предъявляемые к ним, к их составным элементам, к  конструкции и эксплуатации.

В отличии от аналогичных изданий справочник написан на основе  измененных или вновь введенных в действие нормативно-технических  документов по защитным мерам от поражения электрическим током. Учтены требования комплекса ГОСТов Р 50571 «Электроустановки зданий», а  также требования ПУЭ 7-го издания, ПТЭЭП.

Книга предназначена для специалистов электроэнергетиков,  занимающихся эксплуатацией электроустановок, проектированием и монтажом, а  также желающих самостоятельно изучать вопросы обеспечения  электробезопасности.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Современное развитие техники и промышленно-технического комплекса страны сопровождается непрерывным  повышением уровня потребления электрической энергии, совершенствованием применяемого электрооборудования,  поиском новых технических решений при создании  электроустановок (ЭУ).

С увеличением разнообразия ЭУ зданий и сооружений повысились их потребляемые мощности и опасность  поражения током. Обеспечение безопасности ЭУ зданий —  является важнейшей задачей ученых и проектировщиков. В  настоящее время в России ежегодно от поражения  электрическим током погибает более 4,5 тыс. человек. Заземляющие устройства являются неотъемлемой частью ЭУ напряжением как до 1000 В, так и выше 1000 В. Зануление, в свою очередь, является неотъемлемой частью ЭУ напряжением до 1000 В, прежде всего это относится к ЭУ зданий и сооружений. Одной из основных функций  заземления и зануления открытых проводящих частей  (корпусов) ЭУ является защита от поражения электрическим  током. Однако при их проектировании ограничен выбор  технических решений, так как условия работы заземляющих устройств определяются, в первую очередь, удельным  электрическим сопротивлением (р) земли и электрическими  параметрами заземляющих и защитных проводников.

На практике значение р в зависимости от погодных условий изменяется от 0,001 до 100 кОм-м, т. е. более чем в 100 тыс. раз. Кроме того, конфигурация, линейные размеры,  поперечное сечение заземляющих и защитных проводников, их материал и то, какие части ЭУ зданий и сооружений,  технологического оборудования используются в качестве  указанных проводников, также создают множество вариантов для принятия решения. Требования к техническим мерам защиты  регламентируются двумя основополагающими нормативными  документами: Правилами устройства ЭУ (ПУЭ — разд. 1, 6, 7 изд. 7-е и ПУЭ — изд. 6-е) и комплексом стандартов ГОСТР 50571 (МЭК-364). Требования действующих ПУЭ  распространяются на все ЭУ напряжением от 1000 В и выше, однако для обеспечения безопасности ЭУ зданий и сооружений этих  требований недостаточно, поэтому этот документ  дорабатывается. Необходимо еще учитывать требования ГОСТ Р 50571 (МЭК-364). В связи с тем, что данный документ не является документом прямого действия, а изменения в ПУЭ пока еще не внесены в полном объеме, необходимо учитывать  требования обоих документов. Переработка и внесение изменений в ПУЭ будут осуществляться с учетом ГОСТ Р 50571, так как требования стандартов являются обязательными при  разработке новых и переработке существующих нормативных документов.

При работе над справочником авторы ставили  следующие задачи.

1. Объединить требования действующих ПУЭ и вновь  введенных в действие ГОСТ Р 50571 (МЭК-364).

2. Материал изложить доступным языком, с  необходимыми объяснениями, проиллюстрировав наиболее сложные для понимания вопросы, однако без лишней детализации.

3. Обеспечить в полной мере необходимой информацией электротехнический персонал и лиц, интересующихся  вопросами электробезопасности.

Идея написания данного справочника возникла в  результате многолетнего сотрудничества авторов с образовательными учреждениями дополнительного профессионального  образования: «Санкт-Петербургским центром электросвязи»,  Учебно-методическим центром «Электро Сервис», Международной Академией интенсивного образования и карьерного  проектирования. Материал в справочнике ориентирован в основном на  электротехнический персонал, организующий и осуществляющий эксплуатацию ЭУ, а также на проектировщиков и  монтажников, однако может быть использован и для обучения. Авторы выражают благодарность главному специалисту по проектированию ОАО «Севзапэлектромонтаж» П. И.  Воронову за скрупулезное прочтение рукописи, ценные  замечания и рекомендации по ее структуре и содержанию. Авторы надеются, что задачи, поставленные ими при  написании справочника, выполнены, и он займет достойное место в ряду современной справочной литературы по  вопросам обеспечения электробезопасности.

В дальнейшем будет написан аналогичный справочник по защитному отключению, а также руководство для  ответственного за электрохозяйство, где планируется отразить теоретические, организационно-правовые и практические  аспекты эксплуатации ЭУ.

Глава 1

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

1.1. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА

Виды действия электрического тока Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т. п.) носит своеобразный и  разносторонний характер. Проходя через организм человека,  электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся  обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно  электрический ток оказывает биологическое действие, которое  является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока проявляется в ожогах  отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры  кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов,  находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные  функциональные расстройства. Электролитическое действие тока выражается в  разложении органической жидкости, в том числе и крови, что  сопровождается значительными нарушениями ее  физико-химического состава. Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани и т. д., в результате электродинамического эффекта, а также  мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэнергетических процессов, протекающих в  нормально функционирующем организме и теснейшим  образом связанных с его жизненными функциями. Электрический ток, проходя через организм,  раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию, —  возбуждение, являющееся одним из основных  физиологических процессов и характеризующееся тем, что живые  образования переходят из состояния относительного  физиологического покоя в состояние специфической для них  деятельности.

Так, если электрический ток проходит непосредственно через мышечную ткань, то возбуждение, обусловленное  раздражающим действием тока, проявляется в виде  непроизвольного сокращения мышц.

Это так называемое прямое, или непосредственное,  раздражающее действие тока на ткани, по которым он  проходит. Однако действие тока может быть не только прямым, но и рефлекторным, т. е. через центральную нервную  систему. Иными словами, ток может вызывать возбуждение и тех тканей, которые не находятся на его пути. Дело в том, что электрический ток, проходя через тело человека, вызывает раздражение рецепторов — особых  клеток, имеющихся в большом количестве во всех тканях организма и обладающих высокой чувствительностью к  воздействию факторов внешней и внутренней среды. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение находящихся возле них чувствительных нервных окончаний, от которых волна  возбуждения в виде нервного импульса передается со  скоростью примерно 27 м/с по нервным путям в центральную  нервную систему.

Центральная нервная система перерабатывает нервный импульс и передает его подобно исполнительной команде рабочим органам — мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны прохождения тока. При  обычных, естественных раздражениях рецепторов центральная нервная система обеспечивает целесообразную ответную  деятельность соответствующих органов тела. Например, при случайном прикосновении к горячему предмету человек непроизвольно отдернет от него руку, чем избавится от  опасного воздействия.

В случае же чрезмерного или необычного для организма раздражающего действия, например, электрического тока, центральная нервная система может подать нецелесообразную (не нужную для организма) исполнительную команду, что может привести к серьезным нарушениям  деятельности жизненно важных органов, в том числе сердца и легких, даже если эти органы не лежат на пути тока.

Как известно, в живой ткани, и в первую очередь в  мышцах, в том числе и в сердечной мышце, а также в  центральной и периферической нервных системах постоянно  возникают электрические потенциалы — биопотенциалы, которые связаны с возникновением и распространением процесса возбуждения, т. е. с переходом живой ткани в состояние активной деятельности.

Внешний ток, взаимодействуя с биотоками, значения  которых весьма малы, может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и органы человека, подавить  биотоки и тем самым вызвать специфические расстройства в  организме вплоть до его гибели.