Основы Электробезопасности

Для того, чтобы охрана труда на предприятии была на высоком уровне, необходимо начинать подготовку специалистов в данной области ещё с периода обучения в ВУЗе. Такая подготовка состоит в изучении дисциплины БЖД и посещении занятий по ней, которые включают в себя лекции, практические занятия и лабораторные работы. Использование современного технического обеспечения в лабораторных работах по данной дисциплине позволяет повысить эффективность подготовки специалистов в области электробезопасности.

В рамках ГПО наша группа создаёт методические пособия по лабораторным стендам, которые позволяют смоделировать различные ситуации на производстве и в быту, связанные с нарушением мер по обеспечению электробезопасности. Причём чтобы правильно и своевременно найти выход из таких ситуаций, обучающимся необходимо понимать принцип того, каким образом в промышленные и жилые здания поставляется электроэнергия, иметь представление об основных компонентах, участвующих в этом процессе, а также понимать принцип функционирования таких базовых средств электробезопасности, как зеземляющее устройство, защитное зануление и т.д.

В наши дни наибольшее распространение получила трёхфазная система электроснабжения, используемая как в жилых зданиях, так и на промышленных объектах. Она представляет собой соединение трёх цепей (фаз) с действующими переменными, а именно ЭДС одной частоты, сдвинутые относительно друг друга на определённый фазовый угол. Современные трёхвазные системы представляют собой три фазных провода, один нейтральный и дополнительный заземляющий. Ток высокого напряжения, который генерируется на электростанциях, распределяется по кабелям на электрические подстанции, где силовой трансформатор редуцирует напряжение до меньшего значения.

Рисунок 1. Cхематическое изображение трёхфазной цепи (L1, L2, L3 – фазные провода, N – нейтраль, PE – заземляющий проводник)

Непосредственно от электрической подстанции, обеспечивающей здание электроэнергией, ток протекает по фазному проводу. Но при этом в случае подключения разной нагрузки на разные фазы, в трехфазной системе может возникнуть смещение нейтрали (точки схода трёх фаз), что приводит к неравномерному распределению напряжения на нагрузке.

Результатом этого явления станет то, что в зависимости от поступаемого напряжения (пониженного, либо повышенного), подключённые электроустановки могут либо не получить нужную мощность, либо сгореть. Во избежание этого необходимо использование нейтрального провода — провода, соединяющего между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических цепях и выполняющего функцию выравнивания напряжения. В случае, когда подстанция обслуживает несколько зданий, нейтральный провод (также его называют нулевым) обычно заземлён в распределительном щите в каждом здании. Таким образом, переменный ток подаётся в распределительный щит, используя два провода - фазный и нулевой. Фазный провод соединяется через счётчик электроэнергии с переключателем и предохранителем (или с автоматическим выключателем). Из распределительного щита провода питания идут к выключателям и розеткам.

Поскольку нейтральная линия заземлена на распределительном щите и силовой подстанции, человек, стоящий на земле, фактически связан с нейтральным выводом электропитания. Для замыкания этой схемы человеку достаточно лишь дотронуться до фазного контакта (или к чему-либо, что соединено с ним), что приведёт к электроудару. В этом случае ток будет протекать от фазного контакта через тело человека к земле и, следовательно, к нейтральному соединению в распределительном щите или силовой подстанции. Поэтому в современных розетках, к которым подключаются электротехнические устройства, помимо фазного и нулевого обязательно предусмотрен третий контакт — земля. Этот контакт соединён с заземляющим проводом, который проходит через всё здание и обеспечивает его защитное заземление. Непосредственно заземляющий провод подключен к корпусу аппарата, чтобы гарантировать отсутствие на нём напряжения.

Рисунок 2. Cхематическое изображение заземления и зануления

Если внутри аппарата происходит случайный контакт фазного провода с кожухом, то происходит короткое замыкание и перегорает предохранитель, что приводит к отключению от источника питания. До тех пор, пока заземляющий провод и соединения остаются неповреждёнными, риск удара током от прикосновения к аппарату сведён к нулю. В таком случае устройство, подключаемое к сети, благодаря защитному занулению становится полностью безопасным для человека. Если рассматривать заземление, то посредством параллельного соединения заземляющего провода и проводника, соединяющегося с электрооборудованием, опасное для человека напряжение отводится на землю через заземляющий провод, в то время как непосредственно через человека проходит безопасное для него напряжение. Это происходит благодаря тому, что сопротивление заземляющего провода значительно ниже сопротивления тела человека. Таким образом, прямое назначение заземления — снизить величину напряжения, проходящего через тело.