Безопасность работ при эксплуатации оборудования электрических подстанций и сетей

ФГБОУ ВО

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Е. Е. ПРИВАЛОВ, А.В. ЕФАНОВ, С.С. ЯСТРЕБОВ,

В.А. ЯРОШ 

БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ

Под редакцией 

доцента Е.Е. Привалова 

Учебное пособие 

Ставрополь

2020

УДК 621.31

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент В. Н. Шемякин;

кандидат технических наук, доцент В.Г. Жданов

(кафедра Электроснабжения и эксплуатации электрооборудования)

Безопасность работ при эксплуатации оборудования электрических подстанций и 

сетей: учебное пособие. / Е.Е. Привалов, А.В. Ефанов, С.С. Ястребов, В.А. Ярош, под 
ред. Е.Е. Привалова. – Ставрополь: Изд-во ПАРАГРАФ, 2020. - 172с.

В учебном пособии изложены защитные меры от воздействия электрического тока 

и электромагнитного поля, напряжения прикосновения и шага при выполнении 
пусконаладочных 
работ, технического обслуживания 
и ремонта
оборудования 

электрических подстанций и сетей. 

Пособие предназначено для подготовки студентов высших и средних специальных 

учебных 
заведений, 
обучающихся 
по 
направлению
«Электроэнергетика 
и 

электротехника», профиль подготовки «Электроснабжение».

УДК 621.31

 Е.Е. Привалов, А.В. Ефанов, С.С. 

Ястребов, В.А. Ярош 2020

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………6 
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ………………………………………………………7 

ГЛАВА 1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА СЕТИ 

НА РАБОТНИКА 

1.1. МЕХАНИЗМ ПОРАЖЕНИЯ РАБОТНИКА 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ……………………………………………….9 
1.2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ
ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКА НА РАБОТНИКА ……………………………….12
1.3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТОКА НА ИСХОД ПОРАЖЕНИЯ …...17
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ……………………………………..23

ГЛАВА 2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

НА ПЕРСОНАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ 

2.1. МЕХАНИЗМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ..24 
2.2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ
ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ……………………28 
2.3. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПРИ РЕМОНТЕ 
ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ……………………………………………………32 
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ………………………………………37

ГЛАВА 3. ЗАЩИТА ЗАЗЕМЛИТЕЛЯМ ОБРУДОВАНИЯ 
ОТ ПОРАЖЕНИЯ РАБОТНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ………………………………………………………38
3.1 ОДИНОЧНЫЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛИ ………………………………………39
3.1.1. Стекание тока в землю через одиночный заземлитель ……………40
3.1.2. Распределение потенциалов по поверхности земли ……………….41
3.2 СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ РАСТЕКАНИЮ ТОКА ……..49
3.3. ГРУППОВЫЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛИ ………………………………………52
3.3.1. Распределение потенциала заземлителя по поверхности земли ….52
3.3.2. Потенциальная кривая группового заземлителя …………………...53
3.3.3. Потенциал группового заземлителя …………………………………54
3.3.4. Сопротивление группового заземлителя ……………………………57
3.3.5. Сопротивление сложного заземлителя ………………………………59
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ………………………………………62 

ГЛАВА 4. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ 

4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ …………………….63
4.2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ……………………..64
4.3. ОЦЕНКА ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ В СЕТЯХ
С ТИПОВЫМИ СИСТЕМАМИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ………………………..69
4.4. РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ TT и IT ……………73
4.5. АНАЛИЗ СЛУЧАЙНЫХ ПРИКОСНОВЕНИЙ РАБОТНИКА
К ПРОВОДАМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ……………………………...78

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ……………………………………...87 

ГЛАВА 5. ОПАСНОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИКОСНОВЕНИЯ 

РАБОТНИКОВ К ОБОРУДОВАНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ 

ПОДСТАНЦИЙ 

5.1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ……………………………………….88
5.2. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ 
ПРИ КОСВЕННОМ ПРИКОСНОВЕНИИ ………………………………91
5.3. НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ 
ПРИ ОДИНОЧНОМ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕ …………………………………..92
5.4. НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ 
ПРИ ГРУППОВОМ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕ ……………………………………96
5.5. НАПРЯЖЕНИЕ ПРИКОСНОВЕНИЯ С УЧЕТОМ 
ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В СОПРОТИВЛЕНИИ ОСНОВАНИЯ ….98

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ……………………………………101

ГЛАВА 6. ОПАСНОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ ШАГА НА ТЕРРИТОРИИ 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ 

6.1. НАПРЯЖЕНИЕ ШАГА ПРИ ОДИЧНОМ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕ ……...103
6.2. НАПРЯЖЕНИЕ ШАГА ПРИ ГРУППОВОМ ЗАЗЕПЛИТЕЛЕ …...107
6.3. НАПРЯЖЕНИЕ ШАГА С УЧЕТОМ ПАДЕНИЯ 
НАПРЯЖЕНИЯ В СОПРОТИВЛЕНИИ ОСНОВАНИЯ………………..108

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ……………………………………110

ГЛАВА 7. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ 

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ 

7.1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ …………….112
7.2. ТИПЫ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ …………………………....113
7.3. КОНСТРУКЦИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ ……………….117
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ …………………………………….119

ГЛАВА 8. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА 

ОТ КОСВЕННОГО ПРИКОСНОВЕНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ 

ПОДСТАНЦИИ 

8.1. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНОМУ АВТОМАТИЧЕСКОМУ
ОТКЛЮЧЕНИЮ ПИТАНИЯ ……………………………………………120

8.2. ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ……….122
8.3. ПОВТОРНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ PEN-ПРОВОДНИКА ………………129

8.4. СИСТЕМЫ УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ
НА ОБРУДОВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ …………..135

8.5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕРЫ ЗАЩИТЫ РАБОТНИКОВ …………137

8.6. ЗАЩИТА РАБОТНИКОВ ПРИ КОСВЕННОМ 
ПРИКОСНОВЕНИИ ……………………………………………………….139

8.7. МОЛНИЕЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ ……………………………………..149

8.7.1. Процессы развития молний на местности ………………………….149
8.7.2. Воздействия молний на сооружения и здания ……………………152
8.7.3. Средства защиты от молний ………………………………………..156
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ……………………………………..160

Приложение 1
ПЛАКАТЫ ПО ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ 
РАБОТНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ ……..165

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………171

ВВЕДЕНИЕ 

В направлении «Электроэнергетика и электротехника» учебная 

дисциплина «Электробезопасность» является 
важной 
частью при 

подготовке студентов профиля «Электроснабжение» и формирует у них
современное мировоззрение, а также обеспечивает основу для будущей 
работы на электрических подстанциях. 

У 
студентов, 
как 
будущих 
работников, 
эксплуатирующих 

оборудование подстанций и
электрических сетей, а также
систем 

электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, 
необходимо 
сформировать 
знания
об 
опасности 
воздействия 

электрического тока и электромагнитного поля на организм, свойствах и
величинах, характеризующих эти явления.

Будущие бакалавры и специалисты среднего звена должны знать

основы безопасности работ при эксплуатации и ремонте оборудования 
электрических подстанций и сетей, уметь оказывать первую помощь при 
поражении электрическим током, а также правила безопасного выполнения 
работ на электроустановках. Необходимо развивать познавательные
интересы, интеллектуальные и творческие способности в ходе решения 
технических задач и выполнения практических работ при эксплуатации и 
ремонте оборудования электрических подстанций и сетей.

У студентов надо развивать способности к самостоятельному 

приобретению новых знаний по охране туда и электробезопасности в 
соответствии с жизненными потребностями и интересами, а также 
воспитывать убежденность в необходимости разумного использования 
достижений науки и технологий для дальнейшего развития безопасной 
эксплуатации и ремонта оборудования электрических подстанций и сетей.

Студенты должны применять полученные знания и умения для 

решения практических задач с различным электрооборудованием в быту, а 
также для обеспечения личной безопасности при работе по специальности 
на производстве с электроустановками напряжением до пи выше 1000В, а 
также системами электроснабжения, входящими в электрические сети.

Такой подход к учебе позволит: приобрести базовые знания о методах 

технического обслуживания и ремонта оборудования электрических 
подстанций, и сетей; сформировать умения и навыки для решения 
теоретических и прикладных задач возникающих при эксплуатации
оборудования 
систем 
электроснабжения; 
приобрести 
общие 
и 

профессиональные компетенции необходимые для решения прикладных 
задач, возникающих
при эксплуатации и ремонте оборудования 

электрических подстанций и сетей.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

В настоящее время развитие электроэнергетики. электротехники и 

теплотехники, 
их 
быстрое
превращение 
в 
высокотехнологичное 

производство возможно при безопасном взаимодействии работников с 
эксплуатируемыми и ремонтируемым оборудованием
электрических 

подстанций и сетей.

Современная концепция электробезопасности работников при 

эксплуатации электроустановок напряжением до и выше 1000В базируется 
на следующих основных принципах:


все опасные токоведущие части электроустановок электрической 
сети должны быть недоступны для непреднамеренного прямого 
прикосновения человека к ним;


доступные для персонала токоведущие части электроустановки не 
должны быть опасными при прямом прикосновении к ним в любом 
режиме работы электрической сети;


напряжение 
шага 
работника 
на 
территории 
электрической 

подстанции, в пределах зоны растекания тока замыкания землю, не 
должно быть опасным во всех эксплуатационных режимах;


токоведущие части электроустановок напряжением до 1000В не 
должны быть опасными при случайном прикосновении к ним при 
нормальном режиме работы.
Безопасная эксплуатация
оборудования
подстанций,
входящих 

электрические сети возможна только при наличии эффективной системы 
электробезопасности. 

Под электробезопасностью понимают систему организационных и 

технических мероприятий, а также способов и средств, обеспечивающих 
защиту людей от вредного и опасного действия электрического тока, 
электрической 
дуги, 
электромагнитного 
поля 
и 
статического 

электричества.

При 
эксплуатации 
и 
ремонте 
оборудования 
электрических 

подстанций и сетей, работник иногда попадает в такие условия, которые 
могут 
привести 
к 
электрической травме. 
Для 
предотвращения 

электротравматизма 
используют 
систему 
обеспечения 

электробезопасности, объединяющую электрозащитные организационные 
и технические мероприятия, способы и средства для их реализации.

Под организационными мероприятиями
понимают выполнение 

общих правил, направленных на предотвращение электротравматизма при 
работе на действующих электроустановках и вблизи них.

Технические мероприятия направлены на предотвращение опасных 

ситуаций и включают строго заданную последовательность действий 
работника при эксплуатации электроустановок.

Способы и средства для реализации электрозащитных мероприятий

объединяют 
технические 
приемы 
и 
устройства, 
исключающие 

возможность возникновения поражения работников электрическим током 
и получения травмы, которая может привести к летальному исходу.

Несчастным случаем считается случай с человеком, работающим на 

электроустановках
систем электроснабжения, входящих в районные 

электрические сети, связанный
с 
действием на 
него опасного 

производственного фактора. В результате несчастного случая могут быть:
поражение электрическим током; ушибы и порезы; ранения и контузии;
ожоги и обугливание; отравления и удушье газами.

Статистика несчастных случаев с работниками от воздействия 

электрического тока и поля показывает, что электротравматизму
необходимо уделять серьезное внимание. Основная доля электротравм
вызвана причинами, которые позволяет устранить современные штатные 
электрозащитные средства. Основные усилия по обеспечению безопасной 
работы при эксплуатации и ремонте оборудования электрических 
подстанций и сетей необходимо направлять на устранение причин,
порождающих электротравматизм.

Опасность 
поражения 
людей 
электрическим 
током 
и 

электромагнитным полем появляется при несоблюдении правил и мер 
безопасности, а также при отказе или неисправности электроустановок и 
бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного и 
сельскохозяйственного 
травматизма 
электротравматизм 
составляет 

небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно 
летальным исходом занимает первое место. 

В сельском хозяйстве и на производстве из-за несоблюдения 

работниками мер и правил электробезопасности происходит до 75% 
поражений 
электрическим током
при 
эксплуатации 
и 
ремонте 

оборудования электрических подстанций и сетей. 

Правила устройства электроустановок (ПУЭ, п.1.1.36) требуют, 

чтобы
для защиты электротехнического и электротехнологического 

персонала от поражения электрическим током, электромагнитным полем и 
от действия электрической дуги все электроустановки были снабжены 
средствами защиты, а также средствами оказания первой помощи в 
соответствии с действующими правилами применения и испытания средств 
защиты, используемых в электроустановках систем электроснабжения
районной электрической сети.

ГЛАВА 1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА СЕТИ 

НА РАБОТНИКА 

1.1. МЕХАНИЗМ ПОРАЖЕНИЯ РАБОТНИКА 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

При 
эксплуатации 
и 
ремонте 
оборудования 
электрической

подстанции и сети электротехнический персонал может попасть под 
опасное действие электрического тока, дуги
и получить травмы, 

приводящие к потере трудоспособности, инвалидности или даже гибели.

В соответствии с нормативно-технической документацией (НТД), под 

электротравмой 
понимают 
травму, 
вызванную 
воздействием 

электрического тока или дуги. Соответственно, электротравматизм это 
явление, характеризующееся совокупностью электротравм.

Таким образом, нарушение нормального состояния и функций 

организма человека в результате воздействия электрического тока принято 
называть электротравмами. Действие электрического тока на живую ткань
носит очень своеобразный и разносторонний характер. При эксплуатации 
электроустановок проходя через организм работника, электрический ток 
может 
производить 
опасное 
термическое, 
электролитическое, 

1механическое (динамическое), биологическое и световое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах участков тела, 

нагреве до высокой температуры, вплоть до ожогов, кровеносных сосудов, 
нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что 
вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении 

органической жидкости, в том числе и крови и сопровождается 
значительными нарушениями их физико-химического состава.

Механическое действие тока выражается в расслоении, разрыве и 

других повреждениях различных тканей организма: мышечной ткани, 
стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани, в результате 
электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного 
образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.
Механическое действие тока сопровождается сильным сокращением 
пораженных мышц, вплоть до их разрыва. 

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и 

возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних 
биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем 
организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.
Биологическое действие тока сопровождается судорожным сокращением 
пораженных мышц тела. 

Световое действие может привести к частичному, иногда полному, 

поражению незащищенных слизистых оболочек глаз. 

Характер местных электротравм зависит от параметров оборудования 

электрической сети. Местные электротравмы могут проявляться в виде
электрических ожогов (рис. 1.1), ударов, знаков (ожоги различной формы в 
поверхностных слоях кожи), металлизации кожи (проникновение в кожу 
мелких частиц металла) и электроофтальмия (воспаление наружных 
оболочек глаз).

Рисунок 1.1 – Виды электрических ожогов тела работника 

При 
неправильной 
эксплуатации 
и 
ремонте 
оборудования

электрические знаки и металлизация кожи встречаются редко, они 
сопутствуют опасным для организма электрическим ударам и ожогам.