Стационарный регистратор протекания тока замыкания на корпус - дополнительная функциональная опция защитного заземления

На промышленных предприятиях, насыщенных разнообразным технологическим электрооборудованием, вопросы связанные с обеспечением электробезопасности всегда являются особенно актуальными.

В процессе эксплуатации технологического электрооборудования на него могут оказывать влияние следующие негативные факторы: коммутационные и атмосферные перенапряжения, механические перегрузки и вибрации, вредные химические примеси окружающей среды, которые в итоге провоцируют ускоренное старение электрической изоляции, влекущее за собой возникновение короткого замыкания [1].

Стоит отметить, что изоляция разрушается не сразу, вначале возникает небольшой, но потенциально опасный ток утечки, который в процессе развития дефекта изоляции, перерастает в устойчивое короткое замыкание [2].

Защитными мерами в электроустановках являются: защитное заземление и зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, применение малых напряжений, двойная или усиленная изоляция, применение различных электрозащитных средств.

Одной из самых распространенных мер защиты, в электроустановках до 1000 В с глухо заземленной нейтралью, является защитное заземление, представляющее собой преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством [3].

Данное мероприятие защищает человека от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической изоляции могут оказаться под напряжением. При этом проходящий через тело человека ток, как правило, не представляет серьезной опасности, т.к. его основная часть потечет по защитному заземлению, обладающему низким сопротивлением – не более 4 Ом [4].

Широкое применение защитного заземления объясняется, с одной стороны – его достаточной надежностью, а с другой стороны – относительной простотой устройства и обслуживания элементов этой защиты по сравнению с другими видами защит [5].

Как уже было отмечено, предшественником устойчивого короткого замыкания является небольшой ток утечки, на который автоматическая защита в большинстве случаев не реагирует. В таких ситуациях корпус технологического электрооборудования находится под напряжением, а неконтролируемый ток утечки обуславливает не только бесполезный расход электроэнергии, но и может спровоцировать пожар. Причинами несрабатывания автоматической защиты, в данном случае, могут быть ее поломка, неправильный выбор ее уставок, чрезмерно большое сопротивление петли фаза-ноль и др..

В данной ситуации защитное заземление является единственным мероприятием, спасающим человека от поражения электрическим током.

Поэтому для обеспечения безопасности окружающего пространства, необходимо регулярно проводить проверку заземления и измерять сопротивление заземления электрических сетей, т.к. по мере износа сопротивление в системе, в особенности на открытых контактах проводников, может расти.

На основании вышеизложенного следует, что неконтролируемый ток утечки на корпус, в ряде случаев, может представлять потенциальную опасность, и если его своевременно не выявить и не локализовать, может привести к электропоражению производственного персонала.

В целях повышения электробезопасности производственного персонала, авторами данной публикации предлагается простое и вместе с тем эффективное устройство для регистрации факта протекания тока замыкания на корпус [6].

Данное устройство позволит технологическому персоналу заблаговременно (до начала производственных работ) выявить электрооборудование, имеющее развивающийся дефект изоляции, своевременно произвести его отключение и оперативно выполнить ремонтно-восстановительные работы.

На рисунке 1 изображен общий вид регистратора протекания тока замыкания на корпус технологического оборудования, который содержит: обмотку 1, сердечник 2, указатель 3, состоящий из прозрачных ячеек 4, заполненных незамерзающей суспензией, включающей в себя твердую ферромагнитную фракцию черного цвета и жидкую фракцию белого цвета, 5 – источник звуковых колебаний.

Рисунок 1 – Общий

вид регистратора протекания тока

замыкания на корпус технологического оборудования

Принцип действия регистратора заключается в следующем:

Изначально, при отсутствии замыкания на корпус технологического оборудования, твердая ферромагнитная фракция черного цвета находится на внешней стороне прозрачных ячеек 4 указателя 3, обеспечивая ему черную окраску, при этом источник 5 звуковых колебаний не формирует звукового сигнала. При замыкании на корпус технологического оборудования, ток утечки протекает через обмотку 1, при этом сердечник 2 формирует магнитное поле. Под воздействием магнитного поля, внутри каждой ячейки 4 происходит перемещение твердой ферромагнитной фракции черного цвета в сторону сердечника 2, что вызывает вытеснение жидкой белой фракции на внешнюю сторону прозрачных ячеек 4 указателя 3, обеспечивая ему белую окраску, сигнализирующую факт протекания тока замыкания на корпус. При этом источник 5 звуковых колебаний получает питание и формирует звуковой сигнал, предупреждающий технологический персонал о появлении тока утечки на корпусе электрооборудования.

После обнаружения регистратора, имеющего белую окраску внешней стороны указателя 3 и устранения причин, вызвавших появление тока утечки на корпусе электрооборудования, твердую ферромагнитную фракцию черного цвета возвращают в исходное положение, притягивая ее магнитным полем с внешней стороны указателя 3.

На рисунке 2 представлен вариант монтажа регистратора на технологическом электрооборудовании, выполненный согласно рекомендациям [7].

Регистратор тока замыкания

Рисунок 2 – Вариант монтажа регистратора на технологическом электрооборудовании

Предлагаемый регистратор обеспечивает фиксацию факта замыкания на корпус и отчетливое визуальное его отображение на безопасное расстояние от технологического оборудования. Регистратор имеет надежную и простую конструкцию, позволяющую массово использовать его на различном технологическом электрооборудовании с относительно небольшими материальными затратами.

V.A. Chernyshov, candidate of technical Sciences, Oryol state agrarian University

A.A. Chernyshov, master, Oryol state agrarian University.