К школьным зданиям, а вместе с тем и к кабинету физики чаще всего подводят сети четырехпроводной системы номинальным напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью.
Глухозаземленной называют нейтраль генератора или трансформатора, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление. В этой сети нулевой провод присоединяют к заземленной точке источника питания. В сети с изолированной нейтралью нулевую точку обмоток генератора или трансформатора не соединяют с заземляющим устройством.
Для человека, прикоснувшегося рукой к фазовому проводу, сеть с изолированной нейтралью безопасна, но в случае аварии (когда одна из фаз замкнута на землю) в сети с изолированной нейтралью напряжение возрастает, а с заземлением остается практически прежним.
Силовая проводка трехфазного тока прокладывается специальным четырехжильным кабелем в стальной, резиновой или другой оболочке. Правила установки электрооборудования классифицируют помещения по степени опасности поражения людей электрическим током и подразделяют на помещения без повышенной опасности, помещения с повышенной опасностью и особо опасные помещения. Поскольку в кабинете физики имеется возможность прикосновения к корпусам электрооборудования при относительной влажности более 75 %, кабинет физики относится к помещениям с повышенной опасностью.
.png)
Из щитового распределительного узла фазное напряжение подается в сеть освещения 1, параллельно через выключатель электроснабжения 2 на вспомогательное оборудование 3, через разделяющий трансформатор на рабочий стол лаборанта и демонстрационный стол, к ТСО и через понижающие трансформаторы на рабочие места учащихся.
Защита в электросетях школьного кабинета физики обеспечивается за счет изоляции, предохранителей, заземления, разделяющих трансформаторов и специальных устройств защитного отключения. Разберем каждый из этих элементов более подробно.
Изоляция является главной защитной мерой от поражающего напряжения. Поэтому полы в кабинете делают из изоляционного материала (дерево, пластик), батареи отопления ограждают деревянными решетками, для покраски используют непроводящие электрический ток краски и лаки. Учитель обязан следить, чтобы все доступные для прикосновения электропроводящие части оборудования были изолированы от электрической сети.
Электрическая проводка внутри закрытых помещений выполняется изолированными проводами. В школьных помещениях применяют:
- ПРД 220 В - двужильный провод с медными жилами, которые покрыты резиновой изоляцией и хлопчатобумажной оплеткой, каждая жила скручена из тонких проволочек, что дает высокую гибкость;
- ШР 220 В - шнур с медными жилами, с резиновой изоляцией, двужильный;
- АРД 220 В - арматурный провод с двумя медными жилами, резиновой изоляцией.
В школьных помещениях, где возможно конденсирование влаги, применяют:
- ПР 500 В, 380 В - одножильный провод со сплошной медной жилой, покрытый слоем резиновой изоляции, имеющий сверху оплетку из хлопчатобумажной пряжи. Пряжа пропитана специальным слоистым веществом, защищающим провод от воздействия влаги;
- ПРТ 500 В - такой же, как и ПР, но жила состоит из нескольких проволочек.
Необходимо следить за тем, чтобы изоляция проводов не подвергалась механическим повреждениям, использовать для электропроводки провода соответствующего типа.
Предохранитель рассчитывается так, чтобы через него мог проходить ток, превышающий номинальный на 25 %; если больше 25 %, то возникает опасность перегрева и воспламенения изоляции. Предохранители устанавливают в начале сети и в местах, где провода меняют свое сечение. При смене предохранителей следует пользоваться защитными средствами.
Перегоревший предохранитель следует заменять другим, такого же сечения и типа. Категорически запрещается ставить «жучки».
Для обеспечения безопасности при работе на электроустановках сооружаются заземляющие устройства, к которым подключают корпуса электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции. К частям, подлежащим заземлению, относятся:
- корпуса стационарных электрических машин, трансформаторов, киноаппаратов и т.п.;
- провода электрических аппаратов и т.п.;
- вторичные обмотки измерительных трансформаторов, трансформаторов местного освещения и т.п.;
- каркасы распределительных щитов, щитов управления, металлические оболочки силовых кабелей, стальные трубы электропроводки.
Поскольку кабинет физики относится к помещениям с повышенной опасностью, то корпуса стационарных (щит управления, школьный электрораспределительный щит и т.п.) и переносных демонстрационных приборов, лабораторных приборов, технических средств обучения подлежат заземлению.
В частности, заземляются осциллограф, звуковой генератор, электронный секундомер и т.п.
Заземление - соединение частей электроустановки с заземляющим устройством, которое состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель - проводник, соприкасающийся с землей (металлические конструкции, соединенные с землей). Максимальная допустимая величина сопротивления заземляющего устройства 4 Ом (для электроустановок до 1000 В).
В электроустановках с глухозаземленной нейтралью заземление выполняется путем металлического соединения прибора электроприемника с нулевым проводом сети (зануление).
В электроустановках с изолированной нейтралью металлические части, которые не находятся под напряжением, заземляют, присоединяя их к заземляющему устройству.
Раз в год проводится текущий профилактический осмотр заземляющих устройств (проверка состояния заземляющих устройств, наличие цепи между контуром заземления и заземляющими элементами, измерение сопротивления заземляющего устройства). Указанная работа проводится электриком школы, и по ее результатам составляется акт.
Разделяющий трансформатор служит для изолирования питания электроприемников от общей сети, сети заземления и токов утечки емкости и возможных повреждений изоляции. Коэффициент трансформации равен 1. Вторичная обмотка разделяющего трансформатора не должна иметь заземления. В этом случае прикосновение человека к корпусу переносного электроприемника не опасно даже при заземлении на него одного из фазных проводов вторичной обмотки. Корпус разделяющего трансформатора необходимо надежно заземлить. Это исключает возможность поражения человека при прикосновении к корпусу в случае каких-либо неисправностей.
Устройства защитные отключающие школьные (УЗОШ) предназначены для защиты человека от поражения электрическим током в однофазной сети в системе электроснабжение с глухозаземленной нейтралью. Основу работы УЗОШ составляет дифференциальный трансформатор тороидальной конструкции. При протекании тока через нагрузку в любой момент времени алгебраическая сумма сил токов в обмотках трансформатора равна нулю и в дополнительной обмотке напряжение отсутствует. При возникновении токов утечки нарушается равенство сил токов в сетевых обмотках трансформатора, и на дополнительной обмотке появляется напряжение. Это напряжение усиливается специальным усилителем и используется для управления отключающим устройством.
УЗОШ подключается к сети 220 В, 50 Гц в точках A, N, а нагрузка - в точках A', N' (рис. 2). При нажатии кнопки «1» устройство должно включиться, сигнальная лампа - загореться; при нажатии кнопки «контроль» устройство должно отключиться, лампа гаснет, таким образом устройство проверено. Отключается устройство кнопкой «О».
Рисунок 2
Устройство в школьных условиях ремонту не подлежит. При использовании УЗОШ отпадает необходимость заземления электроустановок.
В кабинете обязательно должны быть индивидуальные средства защиты от поражающего напряжения. Основными изолирующими защитными средствами в электроустановках до 1000 В являются диэлектрические перчатки, инструменты с изолирующими ручками, указатели напряжений; дополнительными - диэлектрические калоши, коврики, изолирующие подставки. Защитные средства во время хранения должны быть защищены от механических повреждений, загрязнений и влаги. Перед применением необходимо проверить их исправность, отсутствие внешних повреждений и очистить от пыли. Защитные средства, находящиеся в эксплуатации, должны проходить испытания:
- диэлектрические перчатки 1 раз в 6 месяцев;
- остальные средства 1 раз в год.
К электроснабжению рабочих мест учащихся предъявляются следующие требования:
- напряжение, подводимое к розеткам лабораторных столов, не должно превышать 42 В, то есть максимально допустимого напряжения для работ учащихся при закрытых контактах;
- при сборке электрических цепей с открытыми контактами допускается применение напряжения до 12 В. Для проведения фронтальных лабораторных работ и работ практикума используются индивидуальные выпрямители;
- напряжение должно подаваться от понижающих трансформаторов.
Применение автотрансформаторов не допускается.
Электроснабжение кабинета физики Алматы
Источник: ozlib.com