Меры и средства защиты от поражения электрическим током

Способы защиты от статики на производстве

Против вредного и опасного проявления накопленного статического электротока в производственных условиях разрабатывается и применяется комплекс защитных мероприятий. В их основе лежат следующие методы:

повышение проводящих свойств материалов и окружающей рабочей среды, что приводит к рассеиванию в пространстве периодически появляющихся электрозарядов статики;
снижение скоростей обработки и перемещения материалов, что значительно уменьшает возможности генерирования статических электрозарядов;
полномасштабное применение грамотно устроенного заземления, что помогает исключить накопление опасных потенциалов;
повышение устойчивости самих машин и механизмов к действию статистических разрядов;
недопущение проникновения электрического тока в рабочую зону.

Все способы, применяемые для предотвращения статических электрических разрядов, разделяют на конструкционные, технологические, химические, физические и механические. Три последних направлены главным образом на снижение активности генерирования электрозарядов и быстрейшему их уходу в почву. В то же время первые из перечисленных методов с заземлением не связаны.

В качестве высоконадежного средства защиты от статического электричества выступает так называемая клетка Фарадея. Она выполняется в виде мелкоячеистой сетки, ограждающей машины по всей площади, у нее имеется подключение к контуру заземления.

Клетка Фарадея – надежное приспособление для защиты от электрических разрядов

Благодаря такой конструкции, поля электричества не проникают внутрь клетки Фарадея, а на магнитное поле она никак не влияет. Электрические кабели, покрытые предварительно экраном из металлического листа, защищаются по таким же принципам.

Электростатический заряд можно оптимально уменьшить посредством возрастания токопроводимости промышленных материалов и проведением коронирования (т.е. создания на поверхности материалов воздушной плазмы коронным разрядом комнатной температуры). Достигается это с помощью специального подбора материалов, имеющих повышенную объемную проводимость, наращиванием рабочих площадей и повышением ионизации воздуха вокруг защищаемых механизмов. Специальные агрегаты – ионизаторы, генерируют положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются к противоположно заряженным диэлектрикам и нейтрализуют их заряды.

Важно! Для веществ с высоким электросопротивлением такие способы защиты от статики не подходят. Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем

Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность

В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность

Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность.

В рабочих помещениях настилаются антистатические полы, операторы должны работать в антистатической одежде и обуви (при этом сопротивление материала подошв не выше 100 ом).

Порядок подключения защитной аппаратуры

Вводный автомат подключается к наружной сети, используя для этого силовой кабель. Аппаратура устанавливается с учетом максимального тока, который доступен для энергоснабжения в квартирных домах.

Электрический счетчик проводит регистрацию поступившей энергии, считывает количество киловатт, затем распределяет ее по квартире, в нашем случае передает к защитному устройству отключения.

Подключение автоматов и УЗО

Теперь в УЗО, его клеммы применяются для подключения кабелей, выходящих из электрического счетчика. Фаза присоединяется к выходу L, ноль устанавливается к значению N. Теперь монтируются нагрузочные кабеля снизу. Работоспособность устройства защиты будет оптимальной лишь по правильно установленной схеме.

Установка автоматов, на приборы, превышающие предельно-допустимую мощность. Здесь предусматривается соединение фазного провода с фазой защитного устройства, а нулевой поток присоединяется к нейтралу. Придерживаясь правильной системы, ваше жилище будет максимально защищено от повышения напряжения и сохранит все бытовые приборы в целостности. Если использовалась точная схема подключения узо и автоматов в квартире, хозяин может рассчитывать на полноценную безопасность.

Правила для подключения аппарата

Существуют стандарты, коими определяются нормальные условия для установки и последующей эксплуатации УЗО. Эти стандарты зафиксированы, в частности, документами ГОСТ Р 51326.1-99 и Р 51327.1-99.

Поэтому следующих критериев необходимо придерживаться, применяя на практике УЗО:

оптимальный температурный диапазон окружающей среды -5 + 40°C;
значение относительной влажности воздуха не выше 50% при +40°C и не выше 90% при +20°C;
граничное значение высоты над уровнем моря 2000 м;
отсутствие мощных магнитных полей в непосредственной близости с прибором.

Как указывает ГОСТ Р 50571.3-94, для схем подключения в зданиях важным и необходимым условием нормального действия УЗО в составе электроустановки здания видится отсутствие в зоне его действия какой-либо связи нулевого рабочего проводника с заземленными элементами электроустановки и «земляным» защитным проводником РЕ.

Каждое устройство в моменты эксплуатации осуществляет контроль на утечку в рамках определённых границ. Это называют – зоной чувствительности защитного прибора УЗО. В этой зоне исключается какая-либо связь нулевой шины с заземляющим проводником

Для системы заземления TN-C-S, в распределительных щитах электроустановок, в точках, где разделяется PEN-проводник, следует предусматривать раздельные зажимы либо шины для нулевого рабочего N и нулевого защитного РЕ проводника.

Учитывая, что прибор УЗО реагирует на «земляную» утечку как нулевого, так и фазного проводника, на линиях, как правило, следует ставить автоматические защитные выключатели.

Классическое исполнение схемы типа TN-C-S, где непременным атрибутом коллекции является земляная шина. По мнению многих специалистов эта схема считается оптимальным вариантом для использования УЗО (+)

Внедрение автоматических выключателей позволяет быстро определить неисправный участок цепи путем поочередного отключения отдельных линий.

Благодаря автоматам исключается демонтаж «ВРУ» при обнаружении неисправного участка, включая участок с утечкой по нулевому проводнику.

ГОСТ Р 50571.9-94 содержит конкретные указания, направленные на выполнение действий по защите нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.

Варианты защиты для однофазной сети

О необходимости монтажа комплекта защитных приборов упоминают производители мощной бытовой техники. Нередко в сопроводительной документации к стиралке, электроплите, посудомойке или бойлеру указано, какие устройства необходимо дополнительно установить в сеть.

Однако все чаще используется несколько приборов – по отдельным контурам или группам. В этом случае устройство в связке с автоматом (-ми) монтируется в щитке и соединяется с определенной линией

Учитывая количество различных контуров, обслуживающие розетки, выключатели, технику, максимально нагружающую сеть, можно сказать, что схем подключения УЗО бесконечное множество. Рассмотрим популярные варианты, которые являются основными.

Вариант #1 – общее УЗО для 1-фазной сети

Место УЗО – на входе силовой линии в квартиру (дом). Его устанавливают между общим 2-полюсным автоматом и комплектом автоматов для обслуживания различных электролиний — осветительных и розеточных контуров, отдельных ответвлений для бытовой техники и др.

Если на каком-либо из отходящих электроконтуров возникнет ток утечки, защитное устройство тут же отключит все линии. В этом, безусловно, его минус, так как нельзя будет точно определить, где именно неисправность

Предположим, что произошла утечка тока из-за соприкосновения фазного провода с включенным в сеть металлическим прибором. УЗО срабатывает, напряжение в системе пропадает, и найти причину отключения будет довольно сложно.

Положительная сторона касается экономии: один прибор стоит дешевле, да и места в электрощите занимает меньше.

Вариант #2 – общее УЗО для 1-фазной сети + счетчик

Отличительной чертой схемы является наличие прибора учета электроэнергии, установка которого обязательна.

Защита от утечки тока так же подключается к автоматам, но на входящей линии к ней присоединен счетчик.

Если необходимо перекрыть подачу электроэнергии в квартиру или дом, отключают общий автомат, а не УЗО, хотя они установлены рядом и обслуживают одну и ту же сеть

Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.

Вариант #3 – общее УЗО для 1-фазной сети + групповые УЗО

Схема является одной из усложненных разновидностей предыдущего варианта.

Благодаря установке дополнительных приборов на каждый рабочий контур защита от токов утечки становится двойной. С точки зрения безопасности — это отличный вариант.

Предположим, произошла аварийная утечка тока, а подключенное УЗО контура освещения по какой-то причине не сработало. Тогда реагирует общее устройство и отключает уже все линии

Чтобы сразу не срабатывали оба аппарата (частный и общий), необходимо соблюдать селективность, то есть при установке учитывать и время срабатывания, и токовые характеристики приборов.

Положительная сторона схемы – в аварийной ситуации отключится один контур. Крайне редко происходят случаи, когда отключается вся сеть.

Это может произойти, если установленное на конкретной линии УЗО:

бракованное;
вышло из строя;
не соответствует нагрузке.

Минусы – загруженность электрощитка множеством однотипных приборов и дополнительные траты.

Вариант #4 – 1-фазная сеть + групповые УЗО

Практика показала, что схема без монтажа общего УЗО тоже неплохо функционирует.

Конечно, страховки от несрабатывания одной защиты нет, но это легко исправить, купив более дорогостоящее устройство от производителя, которому можно доверять.

Схема напоминает вариант с общей защитой, но без установки УЗО на каждую отдельно взятую группу. Отличается важным положительным моментом – здесь легче определить источник утечки

С точки зрения экономии, электромонтаж нескольких устройств проигрывает – один общий обошелся бы намного дешевле.

Схемы подключения дифавтоматов

Схема подключения дифференциального автомата зависит от многих условий: количества фаз в сети, наличия заземления или его отсутствия, места монтажа дифавтомата и особенностей помещения, для защиты которого он предназначено. Все эти факторы влияют на выбор схемы подключения устройства, да и к тому же оно само может иметь разную конструкцию — двухполюсную или четырехполюсную, а также различные технические характеристики. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные схемы подключения дифавтомата к электрическим сетям.

Простая схема подключения к однофазной линии с заземлением. Этот вариант предусматривает защиту всей внутренней электропроводки помещения одним вводным дифавтоматом, установленном в распределительном щите после счетчика электроэнергии. Такая схема проста в реализации, но имеет довольно серьезный недостаток. При возникновении аварийной ситуации дифференциальный автомат обесточивает всю проводку полностью. В этом случае найти причину срабатывания защиты значительно труднее, чем при других схемах подключения дифавтоматов.
Надежная схема подключения к однофазной линии с заземлением. Эта схема подключения дифавтомата является усовершенствованным вариантом. В ней реализуется принцип разделения потребителей электроэнергии на группы, где для каждой из них устанавливается отдельный дифференциальный выключатель. Надежность такого подключения безусловно выше, да и определить где возникла утечка тока или перегрузка в сети намного проще, чем при первом варианте. Недостатком такого подключения дифавтомата является повышение материальных затрат на приобретения дополнительных устройств.
Схема подключения дифференциального автомата без заземления. Данная схема подключения дифавтомата используется в старых многоэтажных домах, частных домовладениях и на дачах, где используется двухпроводная сеть без заземляющего проводника. Такое подключение способно защитить электроприборы от перегрузок и КЗ. Отсутствие заземления повышает риск поражения людей электротоком, но дифференциальный автоматический выключатель и в этом случае способен обеспечить безопасность человеку, мгновенно обесточив сеть при возникновении тока утечки через его тело. И все-таки, следует заменить электрическую проводку на новую, с полноценным заземляющим контактом.
Селективная схема подключения дифавтомата для однофазной сети. Надежную защиту бытовой техники и человека в однофазной сети можно обеспечить используя селективный дифавтомат (имеет маркировку S) в комплексе с обычными устройствами. Селективная схема предназначена для подключения нескольких потребителей. В случае аварийной ситуации связка дифавтоматов отключит от сети только то помещение, где произошла перегрузка или утечка тока. Для других потребителей электроэнергии отключения от сети не произойдет.
Схема подключения для трехфазной сети с нейтральным проводником. Для реализации этой схемы следует использовать трехфазный дифференциальный автоматический выключатель. Сама схема подключения мало чем отличается от предыдущих если не учитывать то, что на входе и выходе из устройства будут применены по четыре токоведущих жилы. Такой вариант подключения дифавтомата чаще всего используется в коттеджах, гаражах и мастерских, где используется мощная техника и оборудование.

Любая схема с дифференциальным автоматическим выключателем — это отличная защита от КЗ и перегрузок для бытовых электроприборов и самой линии подачи электроэнергии, а также человека от поражения электротоком. Оптимально подобранная схема подключения способна выполнить все свои функции, конечно, если правильно выполнить монтаж дифавтомата.

Возможно ли установка УЗО без заземления?

Да, установка без заземления снижает потенциал защиты проводки и людей. Но, даже в случае установки УЗО без земли, это всё равно является большим плюсом. Потому что, землей в случае утечки может быть просто лужа с водой, по которой ток будет растекается. Не говоря уже про сантехнические трубы и корпуса элекроприборов.

Но при прокладке отдельной линии, с дальнейшей защитой его УЗО, — лучше всего прокладывать отдельный трёхжильный кабель, даже если в вашем доме нет заземления. Потому что даже такой вариант повысит вероятность отключения устройства так же, как если бы у вас было заземление.

Установка УЗО с занулением

Модельный ряд, производители и цены УЗО

В таблице приведены товары наиболее распространённых производителей УДТ и показаны предлагаемые ими рыночные цены:

Наименование изделия	Торговая марка	Цена, руб.
УЗО IEK ВД1-63 однофазное 25А 30 mА	IEK, Китай	442
УЗО АВВ однофазное 25А 30 mА	АВВ, Италия	536
УЗО АВВ 40А 30 mА однофазное	АВВ, Италия	740
УЗО Legrand 403000 однофазное 25А 30 mА	Legrand, Польша	1177
УЗО Schneider 11450 однофазное 25А 30 mА	Schneider Electric, Испания	1431
УЗО IEK ВД1-63 трехфазное 63А 100 mА	IEK, Китай	1491
Автоматический выключатель IEK ВА47-29 25А	IEK, Китай	92
Автоматический выключатель Legrand 404028 25А	Legrand, Польша	168
Автоматический выключатель АВВ S801C 25А однополюсной	АВВ, Италия	441
АВДТ IEK 34, трехфазное С25 300 mА	IEK, Китай	1335

Как видно из сравнительной таблицы, цена УЗО 25А 30 мА (наиболее востребованного на рынке) зависит от производителя. Так цена УЗО АВВ 25А 30 mА выше китайских аналогов, но ниже чем у таких производителей как Legrand или Schneider Electric. С учетом таких критериев как качество и стоимость, купить УЗО 25А 30 мА предпочтительнее компании АВВ, а необходимый автоматический выключатель можно купить китайского производства или компании Legrand.

Подводя итоги данному экскурсу в мир устройств дифференциального тока, в частности – устройству защитного отключения (УЗО) сделаем акцент на рассмотренных важных моментах.

Ассортимент УЗО и автоматов производителя ABB

Одним из самых эффективных средств защиты человека и животных от поражающего воздействия электрического тока является установка в электроснабжающую сеть устройств защитного отключения – УЗО.

УЗО обладает функцией реагировать на дифференциальный ток утечки, появляющийся при контакте человека с оголенной частью проводки или корпусом какого-либо электротехнического оборудования. Оно может находиться под фазным напряжением из-за повреждения изоляции фазного провода и его контакта с корпусом. Также УЗО реагирует на утечку тока в местах повреждения изоляции проводки, когда это может привести к нагреву и возгоранию.

Однако УЗО не реагирует на явления короткого замыкания в цепи проводки и на превышение мощности в цепи по току. В связи с этим устанавливать устройство необходимо в паре с автоматическим выключателем («автоматом»), который реагирует на короткое замыкание и перегруз по мощности.

Самое важное – всегда соблюдайте правила техники безопасности и осторожность при работе с электроприборами и техникой. Как можно чаще производите визуальный осмотр открытых токоведущих элементов электроразводки и подключаемых элементов токоприемников

УЗО или дифференциальный автомат?

Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтока. Поэтому при появлении короткого замыкания возникает вероятность его повреждения – выгорание контактов, выход из строя дифференциального трансформатора. Для этого в схеме устанавливают один или несколько автоматов. В них отключение тока происходит за счет срабатывания расцепителя – теплового или электромагнитного.

Автоматы работают в двух режимах – перегрузки или короткого замыкания, когда значения тока значительно превышают номинальное. При перегрузке это происходит относительно медленно, поэтому используются биметаллические пластины теплового действия. Во время короткого замыкания ток возрастает быстро, поэтому в конструкции предусмотрен соленоид с движущимся сердечником.

Преимущества и особенности УЗО:

Защита людей от поражения электрическим током.
Возможность выбора модели по параметрам монтажа, напряжения питания, механизма отключения и времени его срабатывания, по току применения.
Ремонтопригодность.
Стоимость не сильно повлияет на бюджет создания электросети.
Интегрирование в готовую схему электропроводки без значительных изменений.

Дифференциальный автомат совмещает функции УЗО и обычного автомата. Все компоненты расположены в одном корпусе. Но при проектировании сложных разветвленных электросетей их применение нецелесообразно, так как к одному устройству защитного отключения можно подключить сразу несколько автоматов.

Подключение УЗО и автоматических выключателей

Если электропотребители в доме или квартире разделены на несколько групп, каждая из которых защищена собственным автоматическим выключателем, то с целью экономии средств можно устанавливать одно УЗО на 2 – 3 таких группы. Сегодня организовать подключение таким образом можно практически в любой бытовой сети: среди современных УЗО с уставкой диф. тока 30 мА имеются модели, рассчитанные на довольно высокие номинальные токи — до 100 А.

Подбирая УЗО для группы автоматов, следует учитывать номинальный ток не только вышестоящего автомата, но и нижестоящих. Поясним на примерах.

Пример 1

Схема к примеру 1

Напомним, что в общем случае рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным током, на одну ступень превосходящим номинальный ток выше установленного автомата. Но в данном случае, как видно, каждое из двух УЗО по номинальному току не превосходит, а наоборот уступает вводному автомату: его номинальный ток составляет 50 А, тогда как номинальный ток каждого из УЗО — только 40 А.

Тем не менее, выключатели диф. тока надёжно защищены от перегрузки: суммарный номинальный ток подключённых к каждому из них автоматов составляет всего 32 А (2х16 А), что на 20% меньше номинального тока УЗО в 40 А.

Пример 2

Следующая схема является не столь надёжной:

Схема к примеру 2

Номинальный ток 1-го УЗО составляет 25 А и вводный автомат с номинальным током 40 А его не защищает. Но перегрузка этому прибору не грозит, так как проходящий по нему ток не может превышать 22 А (к УЗО подключены автоматы на 6 и 16 А). А вот 2-е УЗО, рассчитанное на номинальный ток в 40 А, может перегореть: подключёнными к нему автоматами оно не защищается, так как их суммарный номинальный ток составляет 58 А (3х16 + 10), а вводным автоматом защищается, так сказать, впритык.

Если будет иметь место перегрузка, то до срабатывания вводного автомата через УЗО №2 будет протекать ток выше номинального, вследствие чего оно может выйти из строя. Рекомендуется либо установить УЗО с более высоким номинальным током (следующая ступень — 50 А), либо защитить его дополнительным автоматом с номинальным током на ступень ниже (32 А).

Пример 3

А вот эта схема однозначно является неверной:

Схема к примеру 3

Оба УЗО с номинальным током 40 А не защищаются ни вышестоящим автоматом (50 А), ни нижестоящими (суммарные номинальные токи составляют 57 и 48 А).

Оптимальный вариант подключения УЗО

Если имеется несколько УЗО со своей группой автоматов каждое, то очень важно не смешивать провода от разных групп. Для каждой группы лучше предусмотреть свою нулевую шину — при подключении всех потребителей на общую нулевую шину возможны ложные срабатывания УЗО

Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме. Также здесь показано подключение селективного УЗО.

Схема подключения УЗО

Красным цветом обозначена фаза (L), синим — нулевой проводник (N), жёлто-зелёным — заземление (РЕ).

Как видно, селективное УЗО с уставкой тока утечки 300 мА (поз. 3) подстраховывает УЗО 7 и 14 с уставкой тока утечки 30 мА и одновременно защищает цепи освещения (автоматы поз. 5, 6, 12). Защищать осветительную проводку УЗО с уставкой диф. тока 30 мА не имеет смысла, так как здесь вероятность поражения электротоком практически равна нулю.

Подразумевается, что дифференциальный автомат 13 обслуживает выделенную линию, предназначенную для подключения, например, компьютера или стиральной машины, поэтому нулевой проводник от него проложен прямо к нагрузке, а не к нулевой шине.

Дополнительные нулевые шины обозначены поз. 11 и 18. К первой подключены группы розеток 2, 3, 4 и от неё прокладывается провод к УЗО 7; ко второй — группы розеток 5, 6, 7, сама же шина подключается к УЗО 14.

Заметим, что данная схема имеет тот же недостаток, что и приведённая в примере №2: номинальный ток вводного автомата (поз. 1) является таким же, как и УЗО поз.7 и 14 — 40 А, в то время как суммарный номинальный ток подключённых к каждому из этих УЗО автоматов составляет 3х16 = 48 А. Для большей надёжности следовало бы установить УЗО, рассчитанное на более высокий номинальный ток.

При подключении УЗО на группу автоматов выявить место утечки достаточно просто. К примеру, сработало УЗО поз. 7. Нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10, затем включить УЗО и по одному включать упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой, УЗО тут же отключится.

От того, правильно ли вы выбрали и установили УЗО, зависит, сумеет ли оно спасти вашу жизнь в случае внештатной ситуации. Поэтому к данному вопросу следует подходить со всей обстоятельностью. Изложенные в нашей статье рекомендации помогут избежать ошибок, которые могли бы стать фатальными.