Снижение опасностей. 
Ноксология

Основным направлением защиты от опасностей является уменьшение или полное их устранение в источнике. Для этого разработчики технических систем и технологий должны максимально внедрять и правильно эксплуатировать специальные защитные устройства.

Данные устройства принято называть внешними средствами защиты. Они применяются только для уменьшения влияния источника опасности на человека и окружающую среду и не имеют практического значения для технологии основного процесса. Номенклатура защитных устройств многообразна. К ним относятся шумозащитные, взрывои пожарозащитные, электрозащитные, тормозные и другие устройства, конструктивно встроенные в машины и технологические процессы.

Характерными и весьма распространенными способами снижения опасности в источнике являются устройства для защиты человека от поражения электрическим током. Они широко используются в производственных условиях, на транспорте и т. п. Рассмотрим основные из них.

В нормальном режиме работы электрической цепи применяют по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения:

• • основную изоляцию токоведущих частей;
• • защиту расстоянием (ограждения и оболочки; установку барьеров; размещение оборудования вне зоны досягаемости);
• • сверхнизкое (малое) напряжение.

Основная изоляция токопроводящих частей надежно их прикрывает и выдерживает все возможные воздействия в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции возможно только в результате ее разрушения.

В случаях, когда необходима защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, применяют оболочки, ограждения, барьеры или размещение вне зоны досягаемости, например расположением токоведущих частей на недоступной высоте. Ограждения, барьеры и оболочки должны обладать достаточной механической прочностью и надежно закрепляются. Вход за ограждения или вскрытие оболочки могут быть осуществлены при помощи ключа или инструмента либо после снятия напряжения с токоведущих частей. Инструменты выполняются из изолирующего материала.

Для размещения оборудования вне зоны досягаемости применяют изолирующие помещения, зоны, площадки (далее — «помещения»), т. е. такие помещения, где защита при прикосновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен, а также отсутствуют заземленные проводящие части.

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) — это напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока. Оно применяется в целях уменьшения опасности поражения током при прямом и (или) косвенном прикосновениях. При наличии особой опасности в помещении эти значения снижаются.

СНН используют для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освещения на станках в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и вне помещений. В случае особенно неблагоприятных условий работы в особо опасных помещениях (например, при выполнении работ в металлическом резервуаре) для питания переносных светильников применяют напряжение 12 В.

Для защиты от поражения током в случае повреждения изоляции применяют по отдельности или в сочетании следующие меры защиты:

• • автоматическое отключение питания;
• • уравнивание и выравнивание потенциалов;
• • двойную или усиленную изоляцию;
• • защитное электрическое разделение цепей;
• • изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки;
• • защитное заземление и зануление;
• • устройства защитного отключения.

Автоматическое отключение питания осуществляется посредством автоматического размыкания цепи. В электроустановках, где применено автоматическое отключение питания, выполняют уравнивание потенциалов.

Уравнивание потенциалов — это электрическое соединение электропроводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

Выравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству.

Двойная изоляция — это изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляции. Дополнительная изоляция независима от основной и служит в случае ее повреждения для защиты.

Рис. 3.7. Двойная изоляция кабеля:

1 — токоведущая жила; 2 — изоляция токоведущей жилы (основная изоляция); 3 — изоляционная оболочка (дополнительная изоляция) при косвенном прикосновении (рис. 3.7). При этом под косвенным прикосновением понимается прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции.

Усиленная изоляция — это такая изоляция, которая обеспечивает степень защиты от поражения током, равноценную двойной изоляции.

Защитное электрическое разделение цепей — это отделение одной электрической цепи от других в электроустановках до 1 кВ с помощью изоляции.

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и к другим открытым проводящим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Схема защитного заземления в однофазной двухпроводниковой сети.

На рис. 3.8 мы видим, что все электроустановки 1 соединяются с землей с помощью заземляющих проводников 2, заземлителя 3, образующих в совокупности заземляющее устройство. Сопротивление заземляющих проводников должно быть малым.

Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1 кВ переменного тока: трехфазных с изолированной нейтралью и однофазных, изолированных от земли, а также в сетях напряжением свыше 1 кВ как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

C помощью защитного заземления уменьшается напряжение на корпусе относительно земли (напряжение прикосновения) до безопасного значения, следовательно, уменьшается и сила тока, протекающего через тело человека. При замыкании фазы трехфазной сети на корпус электроустановки расчетное напряжение прикосновения Unp между ним и землей будет максимальным и равным напряжению на заземляющем устройстве:

где I3 — ток, протекающий через заземлитель с сопротивлением r3.

Тогда ток, протекающий через человека, стоящего на земле и прикоснувшегося к заземленному корпусу, будет равен.

где ?/? — фазное напряжение; гиз — сопротивление изоляции; R4 - сопротивление человека.

Следовательно, Ulip и I4 напрямую зависят от сопротивления заземления г3, которое не должно превышать 4 Ом в электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью. В отдельных случаях допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом.

Защитное зануление применяется в электроустановках напряжением до 1 кВ и представляет собой преднамеренное соединение открытых проводящих частей электроустановок (в том числе их корпусов) с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока; с глухозаземленным выводом источника однофазного тока; с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока. Это соединение выполняют посредством нулевого защитного проводника.

Зануление (рис. 3.9) превращает пробой на корпус в короткое замыкание (КЗ) между фазным и нулевым защитным проводниками и способствует протеканию тока Iк большой величины, обеспечивающего срабатывание аппарата защиты, автоматически отключающего поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой могут быть плавкие предохранители или автоматические выключатели. Ток короткого замыкания должен быть такой величины, чтобы вызвать перегорание плавкой вставки предохранителя или срабатывание автоматического выключателя за время, не превышающее допустимое.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения равно 0,8; 0,4; 0,2; 0,1 с в зависимости от номинального фазного напряжения сети 127, 220, 380 и более 380 В соответственно.

Нулевой защитный проводник соединен с землей посредством заземления нейтрали (г0) и повторных заземлителей (;;,), которые выполняются на концах воздушных линий длиной более 200 м. Сопротивление заземления нейтрали, общее сопротивление повторных заземлителей не должны превышать установленных малых значений (например, в сети 380/220 В соответственно 4, 10 и 30 Ом).

Защитное отключение — это система быстродействующей защиты, автоматически (за 0,2 с и менее) отключающая электроустановку при возникновении в ней опасности по;

Рис. 3.9. Схема защитного зануления:

АЗ — аппарат защиты тока от короткого замыкания ражения человека электрическим током. Защитное отключение применяется в тех случаях, когда невозможно или трудно осуществить защитное заземление или зануление либо когда высока вероятность прикосновение людей к неизолированным токоведущим частям электроустановок.

Рассмотрим еще примеры использования средств обеспечения безопасности в источнике.

Для защиты от высокого давления при взрыве газа в помещениях применяют специальные вышибные оконные конструкции. Они аналогичны устройствам для сброса давления взрыва смесей газов и пылей, которые широко используют в промышленности (вышибные оконные проемы, легкосбрасываемая кровля помещений).

В транспортных средствах широко используются ремни и подушки безопасности, откидные рулевые колонки и т. п.