Испытания и ремонт средств защиты в электроустановках - Назначение и устройство средств защиты

Средствами защиты называются переносные и перевозимые приспособления и устройства, служащие для защиты персонала, работающего в электроустановках, от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги, электрического поля, продуктов горения, от падения с высоты и т. п. Части конструкции электроустановки (постоянные ограждения, стационарные заземляющие ножи и др.), выполняющие защитные функции, в понятие средств защиты не входят.
Исходя из данного определения, к средствам защиты, применяемым в электроустановках, относятся штанги изолирующие (оперативные, измерительные, для наложения заземления и др.), клещи изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные, указатели напряжения, указатели напряжения для фазировки, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением выше 1000 В, инструмент слесарно-монтажный с изолирующими рукоятками для работы в электроустановках до 1000 В, диэлектрические перчатки, боты, сапоги, галоши, коврики, изолирующие накладки, колпаки и подставки, индивидуальные экранирующие комплекты, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности.
Кроме перечисленных электрозащитных средств применяются также очки, каски, противогазы, рукавицы, предохранительные монтерские пояса, когти и лазы монтерские, страховочные канаты.
Средства защиты по характеру их применения подразделяют (согласно ГОСТ 12.4.011—75*) на две категории — средства коллективной защиты и средства индивидуальной защиты.
К средствам коллективной защиты относятся:
оградительные устройства;
устройства автоматического контроля и сигнализации;
изолирующие устройства и покрытия, подставки, накладки, колпаки;
устройства защитного заземления и зануления; переносные заземления;
устройства защитного и автоматического отключения; устройства выравнивания потенциала и понижения напряжения;
устройства дистанционного управления; экранирующие и предохранительные устройства; молниеотводы и разрядники; знаки безопасности.
К средствам индивидуальной защиты относятся: диэлектрические перчатки, боты, сапоги и галоши; индивидуальные экранирующие комплекты (костюм или халат, ботинки, сапоги, галоши, каска, перчатки или рукавицы) ;
клещи изолирующие и электроизмерительные; сигнализаторы напряжения индивидуальные; предохранительные пояса, диэлектрические коврики; штанги изолирующие и измерительные; указатели напряжения;
инструмент слесарно-монтажный с изолирующими рукоятками.
Кроме того, по напряжению электроустановок электрозащитные средства делят на две группы: применяемые в электроустановках до 1000 В и применяемые в электроустановках выше 1000 В.
В обеих группах электрозащитные средства в свою очередь подразделяют на основные и дополнительные (табл. 1).
Указатели, применяемые в электроустановках выше 1000 В, принято называть указателями высокого напряжения (УВН), а в электроустановках до 1000 В—указателями низкого напряжения (УНН).
Изолирующие части основных электрозащитных средств выполняются из изоляционных материалов с устойчивыми диэлектрическими характеристиками (фарфора, бумажно-бакелитовых, стеклоэпоксидных материалов, эбонита, гетинакса, древесно-слоистых материалов типа ДСП и т. д.).
Материалы, поглощающие влагу (бумажно-бакелитовые трубки, дерево и др.) покрываются влагостойким лаком и имеют гладкую поверхность без трещин, расслоений и царапин. Все это обеспечивает повышенные диэлектрические характеристики электрозащитных средств.
Таблица 1. Электрозащитные средства, применяемые в электроустановках

Экранирующие комплекты выполняются с применением электропроводящих материалов.
Под напряжением, для которого предназначены средства защиты, понимается класс напряжения. Средства защиты рассчитываются на возможность их применения при наибольшем допустимом значении рабочего напряжения электроустановок (по ГОСТ 1516.1—76*), приведенном в табл. 2.
При работе в электроустановках с использованием основных средств защиты достаточно применить одно дополнительное средство защиты. Например, при работе с указателем напряжения необязательно применение одновременно диэлектрических перчаток и диэлектрических бот (или коврика).

Таблица 2. Класс напряжения электроустановок и наибольшее допустимое рабочее напряжение

При необходимости освободить пострадавшего от действия электрического тока следует применять наряду с диэлектрическими перчатками диэлектрические боты или галоши (сапоги). В то же время применение двух или более дополнительных средств защиты не заменяет основного средства защиты. Например, в электроустановках выше 1000 В диэлектрические перчатки и боты не могут заменить изолирующих штанг или клещей. Средствами защиты следует пользоваться по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на которое они рассчитаны.
Основные электрозащитные средства рассчитаны на применение в закрытых электроустановках, а в открытых электроустановках и на воздушных линиях (ВЛ) — только в сухую погоду. На открытом воздухе в сырую погоду могут быть применены только средства, специально предназначенные для работы в этих условиях.
Перед каждым применением средств защиты персоналу необходимо проверить их исправность, очистить и обтереть от пыли, проверить по штампу срок годности. Диэлектрические перчатки проверяют на отсутствие проколов, скручивая их в сторону пальцев. Пользоваться средствами защиты, срок годности которых истек, запрещается.
Изолирующая часть средств защиты, предназначенных для работы в электроустановках напряжением выше 1000 В, должна иметь со стороны рукоятки ограничительное кольцо (или упор) из изоляционного материала. Наружный диаметр ограничительного кольца должен превышать наружный диаметр рукоятки не менее чем на 10 мм. Ограничительное кольцо относится к изолирующей части. Отмечать границу между изолирующей частью и рукояткой пояском краски запрещается.
У средств защиты для электроустановок до 1000 В высота ограничительного кольца (или упора) выполняется в соответствии со стандартами или техническими условиями на изделия. Так, например, у штанг оперативных и для наложения заземления наружный диаметр ограничительного кольца превышает наружный диаметр рукоятки не менее чем на 10 мм, на корпусах указателей напряжения до 1000 В имеются кольцеобразные упоры со стороны контактов наконечников высотой не менее 5 мм, а у инструмента с изолирующими рукоятками упор имеет высоту не менее 10 мм и толщину не менее 3 мм, при этом допускается у отверток высота упора не менее 5 мм. На боковой поверхности изолирующих рукояток инструмента должно быть нанесено рифление, а на рукоятках отверток выполнены продольные углубления или выступы.

Штанги изолирующие

Штанги изолирующие предназначены для оперативной работы, измерений (проверки изоляции и соединителей), снятия набросов с проводов на линиях электропередачи и подстанциях, установки разрядников и т. д. Штанги изолирующие могут быть универсальными (со сменными рабочими частями), предназначенными для выполнения различных видов работ — контроля нагрева токоведущих частей, подтяжки болтов или винтов, доводки до включенного положения ножей разъединителей и т. п.
Штанга изолирующая состоит из трех основных частей — рабочей, изолирующей и рукоятки. 
Таблица 3. Минимальные размеры штанг изолирующих

Конструкция paбочей части определяется ее назначением. Изолирующая часть штанги и рукоятки выполняются из диэлектрических материалов. Общие технические требования на штанги изолирующие оперативные и для наложения заземления приводятся в ГОСТ 20494—75*. Минимальные размеры изолирующих частей, рукояток приведены в табл.3, а характеристики штанг промышленного изготовления — в табл. 4 и 5.
Таблица 4. Характеристики штанг оперативных

*Расстояние между захватами губок универсально-оперативных штанг, предназначенных для замены высоковольтных предохранителей, а у штанги типа ШР — для установки и снятия трубчатых разрядников.
Минимальные размеры штанг для наложения заземления приведены в табл. 6.
Размеры рабочей части штанг изолирующих и для наложения заземлений не нормируются, но они  выбираются так, чтобы предупредить междуфазные замыкания и замыкания на заземленные части. Общая длина штанг должна позволять свободно пользоваться ими с пола, с земли, а на ВЛ — с опор.
Штанги с дугогасящим устройством относятся к штангам для наложения заземления, применяются при пофазном ремонте ВЛ и служат для гашения дугового разряда при заземлении ремонтируемой фазы.

Переносные заземления

Переносные заземления применяются для защиты персонала, работающего на отключенных частях электроустановок, от ошибочно поданного или от наведенного напряжения.

Таблица 5. Характеристики штанг для наложения заземлений

Примечание. Сечение заземляющего провода переносных заземлений следует заказывать для электроустановок до 1000 В от 16 до 50 мм®, а для электроустановок выше 1000 В — 25, 50, 70 или 95 мм* в зависимости от значения тока короткого замыкания электроустановки и выдержки времени действия основных защит.

Таблица 6. Минимальные размеры штанг для наложения заземления, мм

При подаче напряжения на заземленный участок возникает короткое замыкание (КЗ) и напряжение в месте КЗ снижается практически до нуля. Одновременно срабатывает защита и отключает источник питания.
Переносные заземления состоят из проводов для заземления и закорачивания между собой токоведущих частей разных фаз электроустановки, фазных зажимов для присоединения заземляющих проводов к токоведущим частям и наконечника или струбцины для присоединения к заземляющему контуру.
Переносные заземления выполняются как трехфазными для закорачивания всех трех фаз и заземления их общим заземляющим проводником (переносные заземления для BЛ до 1000 В выполняются пятифазными), так и однофазными для заземления токоведущих частей каждой фазы отдельно и применяются главным образом в электроустановках 110 кВ и выше, поскольку в таких установках расстояния между фазами велики и закорачивающие проводники получились бы длинными и тяжелыми.
Переносные заземления изготовляют из неизолированного медного многожильного провода, они имеют сечение, удовлетворяющее требованиям термической стойкости при однофазных и трехфазных КЗ, но не менее 25 мм² в электроустановках напряжением выше 1000 В и не менее 16 мм² в электроустановках до 1000 В.
При расчете на термическую стойкость сечений медных проводов за начальную температуру принимают 30 С, а за конечную — 850 °С. Расчет минимального сечения провода переносного заземления, мм², производят по следующей упрощенной формуле:

где /уст — наибольшее значение установившегося тока КЗ, A; tB — время наибольшей выдержки основной релейной защиты, с.
При токах КЗ, когда термическая стойкость проводов заземления оказывается недостаточной, допускается устанавливать два заземления параллельно.
Заземляющие провода изготовляются из гибких медных проводников марки МГГ или ПЩ сечением 25,50,70,95 мм². Меньшая масса комплекта в табл. 5 приведена при сечении заземляющего провода 25 мм², и большая — при сечении 70 мм².
В зависимости от сечения заземляющего провода переносные заземления применяются на следующие токи КЗ:

Конструкция фазных зажимов и струбцины заземления должна быть такой, чтобы при прохождении тока КЗ переносное заземление не могло быть сорвано с места динамическими усилиями. Зажимы снабжаются приспособлением для закрепления и снятия заземления с шин при помощи штанги. Для защиты провода от излома в местах присоединения рекомендуется заключать его в оболочки в виде пружин из стальной проволоки.
Провода заземления помещают в прозрачную гибкую оболочку для предохранения жил провода от механических повреждений. Сечение провода переносного заземления, применяемого в испытательных схемах, должно быть не менее 4 мм², для заземления грозозащитных тросов BЛ, а также передвижных установок (лабораторий, мастерских и т. п.) — не менее 10 мм² по условиям механической прочности.
Соединения элементов переносного заземления выполняют прочно и надежно путем опрессовки, сварки или сболчивания с предварительным лужением контактных поверхностей. Применение пайки запрещается.
На каждом переносном заземлении указывают его номер и сечение проводов. Эти данные выбиваются на бирке, закрепляемой на проводах заземления, либо на струбцине.
При разрушении контактных соединений, снижении механической прочности проводников, расплавлении их, обрыве более 5 % жил и т. п. переносные заземления изымаются из употребления и направляются в ремонт.

Устройство для наброса на провода BЛ

Устройство для наброса на провода BЛ напряжением до 10 к В, частотой 50 Гц предназначено для экстренного отключения и заземления В Л посредством КЗ между проводами (закороткой, соединенной с заземляющим электродом), во всех случаях, когда требуется освобождение пострадавшего от действия электрического тока. Устройство содержит метательный груз массой 200 г, изолирующий канатик, устройство сочленения закоротки с изолирующим канатиком, медный неизолированный гибкий провод, заземлитель и уловитель. Длина изолирующего канатика сечением 4 мм² 25 м; длина активной части закоротки 6,5 м, сечение провода 70 мм²; длина заземляющей части закоротки
м, сечение провода 10 мм². Участок активной части закоротки длиной 1 м в сторону канатика имеет изолирующее покрытие. Длина заземлителя 1 м при диаметре не менее 20 мм. Масса устройства наброса — не более 12-кг.
Устройство для наброса на провода BЛ до 10 кВ разработано СКТБ ВКТ Мосэнерго и изготовляется по ТУ 34-28-17005-78 на заводе РЭТО Мосэнерго.

Изолирующие устройства и приспособления для работ на BЛ

Изолирующие устройства и приспособления для работ на BЛ напряжением 110 к В и выше с непосредственным прикосновением работающих к токоведущим частям предназначается для изоляции человека от заземленных частей или частей, имеющих другой, чем у провода, потенциал, при работах на ВЛ 110 кВ и выше с непосредственным прикосновением к токоведущим частям (провод, арматура и т. п.). Здесь даются общие рекомендации по конструированию устройств для работы под напряжением. К изолирующим устройствам относятся штанги, лестницы, тяги, канаты и изолирующие звенья автовышек. Приспособлениями являются корзины автовышек, кабины для работы у провода, тележки для передвижения по проводам, дополнительные элементы стяжных устройств и т. п.
Изолирующие устройства изготовляются из изоляционных материалов (стеклопластика, дельта-древесины, ДСП или других равноценных материалов). Приспособления же могут быть выполнены как из изолирующих материалов, так и металлическими.
Изолирующие штанги используются для подвешивания кабины, люльки, тележки и т. п.
Изолирующие лестницы предназначаются для подъема работающего персонала к проводу. Изолирующая лестница может комплектоваться из отдельных секций. Верхняя часть лестницы снабжается зажимом для крепления к траверсе и шарниром, обеспечивающим свободное отклонение лестницы в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Изолирующие тяги применяются для восприятия веса проводов и изолирующих подвесок, а также могут использоваться для уменьшения нагрузки на изолирующие штанги.
Изолирующие канаты служат для подъема приспособлений, оттяжки и перемещения в рабочее положение лестниц и кабин, страховки электромонтера, находящегося на проводе, тележке, лестнице или в кабине.
Изолирующие канаты изготовляются из синтетических волокон, например из полипропилена или других равноценных волокон. На всех изолирующих устройствах и приспособлениях (кроме канатов) должны быть отчетливо нанесены класс напряжения, грузоподъемность и срок очередного испытания. Если лестница состоит из отдельных секций, обозначения наносятся на каждой секции. На изолирующих канатах прикрепляется бирка с надписью «Только для работ под напряжением».

Клещи изолирующие

Клещи изолирующие применяются для операций под напряжением с предохранителями, для установки и снятия изолирующих накладок и перегородок и других подобных работ. Применяются в электроустановках до 35 кВ включительно. Вместо клещей изолирующих целесообразно применять штанги изолирующие с универсальной головкой (см. табл. 4). Минимальные размеры изолирующих клещей приведены в табл. 7.

При пользовании изолирующими клещами в электроустановках выше 1000 В работающий обязан применять диэлектрические перчатки, а при снятии и установке предохранителей под напряжением он должен пользоваться, кроме того, защитными очками.

 7. Минимальные размеры изолирующих клещей

Клещи электроизмерительные

Клещи электроизмерительные предназначены для измерения тока, напряжения, мощности, фазового угла и прочее без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Клещи электроизмерительные изготовляются по ГОСТ 9071—79 и техническим условиям на каждое изделие. Клещи для электроустановок 2—10 кВ состоят из трех частей — рабочей, изолирующей и рукояток. Рабочую часть клещей составляют разъемный магнитопровод, обмотка и съемный или встроенный электроизмерительный прибор. Изолирующая часть и рукоятка выполняются из изоляционного материала с устойчивыми электрическими характеристиками. Минимальная длина изолирующей части 380 мм, рукоятки 130 мм.
Клещи электроизмерительные для электроустановок до 1000 В состоят из рабочей части (разъемного магнитопровода, обмотки и измерительного прибора) и корпуса, являющегося одновременно изолирующей частью и рукояткой.
Работа с электроизмерительными клещами допускается на токоведущих частях, покрытых изоляцией (провод, кабель, трубчатый патрон предохранителя и т.п.), а также и на неизолированных токоведущих частях (шины, провод).