6.1 Электробезопасность

Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением [19]. В связи с этим исключительно важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок ВЦ, проведение ремонтных, монтажных и профилактических работ. Под правильной организацией понимается строгое выполнение ряда организационных и технических мероприятий и средств, установленных действующими правилами техники эксплуатации и правилами техники безопасности потребителей, а также правилами устройства электроустановок.

Для обеспечения электробезопасности при работе с вычислительной техникой необходимо проведение организационных мер электробезопасности. К ним относится учеба, инструктаж, правильная организации рабочего места и режима труда, применение защитных средств, предупредительных плакатов и сигнализации, подбор кадров с учетом профессиональных особенностей и т.д.

Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока и статического электричества.

Среди наиболее опасных факторов в помещении с электрооборудованием является возможность поражения человека электрическим током вследствие нарушения электроизоляции. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. При этом степень отрицательного воздействия тока на организм человека зависит от величины тока, продолжительности его действия, частоты и некоторых других факторов.

Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого значения: 0.5 – 1.5 мА, постоянный ток – 5 – 7 мA. Ток 10 – 15 мА вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц, которые человек преодолеть не в состоянии. Ток 100 мА и более (при 50 Гц) или постоянный ток 300 мА вызывает существенные повреждения в организме человека. Он распространяет свое раздражающее действие на мышцу сердца и через 1–2 с с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция или остановка сердца. Такой ток называется фибрилляционым током, а наименьшее его значение – пороговым фибрилляционным током.

Рассмотрим заземление, как один из основных методов обеспечения электробезопасности.

Заземление электроустановки – преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.

Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение – защитить человека от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу электроприбора, который из-за нарушения изоляции оказался под напряжением.

Защитное заземление  – преднамеренное соединение с землей частей электроустановки. Применятся в сетях с изолированной нейтралью, например, в старых домах с сетями 220В.

Есть два вида заземлителей – естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество исскуственных заземлителей.

Зануление – преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением с глухо заземленной нейтралью с нулевым проводом. 

Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.

Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.

Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети. Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

Остановимся конкретнее на системе заземления TN-C-S (Рисунок 21).

Рисунок 21 – Системе заземления TN-C-S

Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы, во вводном устройстве электроустановки (например, вводном квартирном щитке). Во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный проводник PE и нулевой рабочий проводник N. При этом нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми токопроводящими частями электроустановки. Система TN-C-S является перспективной для нашей страны, позволяет обеспечить высокий уровень электробезопасности при относительно небольших затратах.  

Система заземления TN-S показана на рисунке 22.

Рисунок 22 – Системе заземления TN-S

В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно. Все открытые проводящие части электроустановки соединены отдельным нулевым защитным проводником PE. Такая схема исключает обратные токи в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех.  Хорошим вариантом для минимизации помех является пристроенная трансформаторная подстанция (ТП), что позволяет обеспечить минимальную длину проводника от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима. Система TN-S при наличии пристроенной подстанции не требует повторного заземления, так как на этой подстанции имеется основной заземлитель.  Такая система широко распространена в Европе.

Системы защитного отключения – это специальные электрические устройства, предназначенные для отключения электроустановок в случае появления опасности пробоя на корпус. Так как основной причиной замыкания на корпус токоведущих частей оборудования является нарушение изоляции, то системы защитного отключения осуществляют постоянный контроль за сопротивлением изоляции или токами утечки между токоведущими и нетоковедущими деталями конструкции оборудования. При достижении опасного уровня оборудование отключается до того момента, когда произойдет пробой на корпус и появится реальная опасность поражения электрическим током.

Таким образом, системы защитного отключения обеспечивают наибольшую электробезопасность при прикосновении к корпусам электроустановок. Однако, являясь достаточно сложными электрическими устройствами с определенной надежностью срабатывания, они применяются чаще всего в сочетании с защитным заземлением и защитным занулением.