Роль электроприборов и электрооборудования в современном мире
Электрические приборы играют важную роль в жизни современного человека. Сложно представить быт без стиральных машин, холодильников, микроволновок, телевизоров, компьютеров, смартфонов и других электроприборов. Все они улучшают комфорт, экономят время и усилия человека.
Широкое применение электрического оборудования и электроприборов в промышленных масштабах повышает производительность труда, решает рутинные задачи. Они используются для автоматизации процессов и улучшения условий труда, для управления машинами, транспортировки материалов, освещения рабочих зон и контроля качества
продукции. Электроприборы обеспечивают безопасность на производстве, предупреждая аварии и минимизируя риски для работников.
Несмотря на пользу, электроприборы представляют определенную опасность для человека и животных. Потому что в основе их работы лежит принцип
преобразования электрической энергии в механическую, тепловую или световую. Через различные электронные схемы и компоненты, такие как двигатели, нагревательные
элементы и лампы электроэнергия от источника питания проходит через цепь и активирует определенные функции устройства, в зависимости от его назначения.
Чем опасен ток для человека.
Человеческое тело хорошо проводит электрический ток. Мышцы и подкожно-жировая
клетчатка первыми контактируют с источником тока, например, оголенным проводом или неисправным электроприбором.
Электрический ток проникает в тело через поры и каналы потовых желез. Влажная кожа лучше проводит ток, нежели сухая, у нее более высокое сопротивление. Обычное
напряжение пользовательской электросети в 220 В при воздействии на влажный кожный покров создает силу тока примерно 220 мА. Такая электротравма вызывает мгновенную смерть. Даже более низкие значения тока вызывают пагубное воздействие на нервные
волокна человека, вызывают термические ожоги кожи и даже мышц.
Опасность воздействия электрического тока на людей регулируется ГОСТ Р 70646.1-2023
«Воздействие электрического тока на людей и домашних животных. Часть 1. Общие аспекты». Безопасным для здоровья животных и человека считается напряжение в 12 вольт. Электрический заряд мощностью в 15 мА опасен для человека, а 100 мА может привести к внезапной смерти.
В связи с этим были разработаны меры, предотвращающие случайное поражение
электрическим током в различных сферах жизнедеятельности, в быту и на производстве. Эти меры предусматривают установку заземляющих устройств (ЗУ).
Что представляет собой заземление
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Т.е. система защиты от ударов током при взаимодействии с электрооборудованием, находящимся под напряжением.
Обычно это металлический провод от устройства или установки, уходящий в почву и предназначенный для «утекания» тока в землю при возникновении неисправности в системе электроснабжения.
Требования к заземляющим устройствам
регулирует Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 58882-2020 "Заземляющие устройства. Системы уравнивания потенциалов. Заземлители. Заземляющие проводники. Технические требования".
Основная задача заземления — обеспечение безопасности потребителей при эксплуатации электроприборов и электрооборудования.
Первоочередные требования к заземляющим устройствам:
· заземлению подлежат: котлы, станки, насосы, инструменты, промышленное оборудование, домашние электроприборы, имеющие металлический корпус;
· штыри и соединения контура должны обладать устойчивостью к коррозии и
долговечностью. Нужно грамотно выбирать материал, диаметр. В большинстве случаев используется нержавеющая сталь с поперечным сечением не менее 90 кв. мм;
· заземлители должны всегда находиться во влажной почве. Для определения
идеальной глубины размещения заземляющих электродов учитывают особенности региона: географические, климатические и геологические.
Как работает заземление
1. В основу работы заземления положен принцип движения тока по пути наименьшего сопротивления. Если устройство под током или электрооборудованием заземлено, то создается низкое сопротивление между этим устройством, оборудованием или системой и землей. В случае короткого замыкания либо утечки тока на металлическом корпусе устройства ток выбирает альтернативный путь низкого сопротивления и утекает в землю.
Если человек прикоснется к металлическому корпусу заземленного неисправного оборудования, прибора или устройства, находящегося под напряжением, электрический ток проникает в него. Но так как человеческая кожа обладает более высоким
сопротивлением, чем металлический провод заземления, ток быстро уходит в землю без вреда для человека.
2. Второй принцип работы заземления — бесконечно обширное «сечение» грунта. При попадании тока во влажную землю запускается цепная реакция ионов. Там они
рассеиваются, передавая электрическую энергию все дальше и дальше.
В этом и состоит эффективность работы заземления. Чем больше ионов образуется, тем быстрее скорость передачи электроэнергии, тем лучше рассеивается ток, уходящий в землю.
3. Заземление на ноль — зануление
В основе этого способа защиты человека от ударов током лежит принцип срабатывания автомата-предохранителя. В момент короткого замыкания на неисправном электроприборе или оборудовании автоматически срабатывает предохранитель.
Питающая цепь от заземленной точки трансформатора к металлическому корпусу электроустановки отключается и обесточивается. Чаще всего этот способ используется:
· в городских сетях электроснабжения, в жилых домах и офисных зданиях;
· на промышленных предприятиях, заводах, фабриках;
· в системах с глухозаземленной нейтралью, таких как сети TN-C, TN-S и TN-C-S. Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Виды заземлений
· Рабочее заземление представляет собой соединение с землей нейтралей обмоток части силовых трансформаторов и генераторов.
· Защитное заземление применяется для подключения всех металлических частей электрооборудования, которые обычно не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции.
· Молниезащитное заземление отводит в землю ток молнии и волн
перенапряжений, исходящих от молниеотводов, защитных тросов и разрядников. Функция молниезащиты — уменьшение потенциалов между различными частями оборудования и землей.
Молниезащита защищает и обеспечивает безопасность людей. Молниезащитные заземлители предотвращают возгорания, взрывы и повреждения строений,
промышленного оборудования, различных коммуникаций и линий электропередач от повреждений, вызванных скачками напряжения при ударе молнии.
Материалы заземления
По материалам заземлители бывают двух видов.
· Естественные заземлители. Это водопроводные трубы, металлические трубопроводы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции зданий, находящиеся в соприкосновении с землей, свинцовые оболочки кабелей, заземлители опор воздушных линий и др.
· Искусственные заземлители. Их выполняют из оцинкованной стали или меди. Искусственные заземлители не должны иметь окраски.
Заключение
Заземление играет важную роль в защите человека и животных от поражения электрическим током в различных сферах деятельности человека.
Наряду с обеспечением безопасности жизни и здоровья оно:
· уменьшает вредное влияние на организм человека электромагнитного излучения высокой частоты;
· предотвращает травмы и несчастные случаи, связанные с электрическими
приборами и оборудованием не только в быту, но и на производстве, в сельском хозяйстве;
· способствует стабильной работе электроустановок и промышленного оборудования, снижая риск сбоев и аварий из-за скачков напряжения;
· обеспечивает надежность и долговечность производственных систем.