Некоммерческое акционерное общество
Кафедра охраны труда и окружающей среды
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ Конспект лекций для студентов специальности
5В073100 – Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды
Алматы 2015
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
СОСТАВИТЕЛЬ: А.А. Торгаев. Основы электробезопасности. Конспект лекций для студентов специальности 5В073100 – Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды. - Алматы: АУЭС, 2015 - 38 с.
Конспект лекций содержит материалы в соответствии с программой курса и позволит студентам изучить основное его содержание в кратком изложении.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 5В073100 - Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды.
Рис. - 5, табл. - 2, библиогр. - 14 назв.
Рецензент: старший преподаватель Курпенов Б.К.
Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества
«Алматинский университет энергетики и связи» на 2015 г.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2015 г.
Лекция 1. Введение. Основные положения План
Введение.
1. Цели и задачи дисциплины.
2. Требования к специалистам по вопросам электробезопасности.
3. Законодательство РК о электробезопасности, нормативные документы.
4. Термины и определения.
5. Цвета сигнальные и знаки электробезопасности.
Введение
Электрификация в Республике Казахстан развивается по пути разработки и внедрения электроустановок с использованием современных высокоэффективных электрических машин и аппаратов, линий электропередачи, разнообразного электротехнического оборудования, средств автоматики и телемеханики.
Безопасная и безаварийная эксплуатация многочисленных электроприемников ставит перед работниками их использующими и обслуживающими разносторонние и сложные задачи по охране труда.
Правильное решение проблемы электробезопасности должно обеспечивать человеку безопасное использование электрической энергии в различной обстановке.
Защита людей от поражения электрическим током – важная инженерная задача, связанная с осуществлением комплекса профилактических мероприятий.
1 Цель и задачи дисциплины
Целью дисциплины является подготовка специалистов, владеющих навыками профессиональной деятельности в области создания электробезопасных условий труда на предприятиях транспортного комплекса сообразно с характером будущей работы на конкретном предприятии.
Задача дисциплины: изучение причин поражения человека электрическим токам, способов и средств защиты работников транспорта от воздействия электрического тока и атмосферного электричества.
Изучив дисциплину, студент должен знать:
- возможные источники поражения электрическим током и оценку их опасности;
- важнейшие технические требования, обеспечивающие безопасную работу, связанную с электричеством;
- основы выбора эффективных способов защиты от поражения;
- организационно – технические мероприятия по предупреждению поражения человека электрическим током;
- технические средства, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках;
- общие вопросы обеспечения электробезопасности;
- факторы, определяющие характер и последствия воздействия электрического тока на человека.
2 Требования к специалистам по вопросам электробезопасности Выпускники должены иметь необходимые знания для решения разнообразных задач по обеспечению электробезопасности на производстве;
должен владеть методами организации электробезопасных условий труда;
грамотно выполнять расчеты, позволяющие повысить электробезопасность на производстве; осуществлять мероприятия по предупреждению электропоражений.
3 Законодательство РК о электробезопасности, нормативные документы
Все правовые вопросы охраны труда в целом и по электробезопасности в нашей стране решаются Конституций РК.
Большое внимание руководителями Государства, Законодательными органами уделяется вопросам безопасности труда. «Трудовой Кодекс Республики Казахстан» (2007 .г) является основным документом, регламентирующим законодательство по охране труда в РК.
Едиными Правилами по электробезопасности являются, в частности,
«Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ), «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ). Это, по сути, Государственные стандарты по электробезопасности.
Нормы электробезопасности регламентированы стандартом ГОСТ 12.1.038-88 ССБТ «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».
4 Термины и определения
Электробезопасность – система правовых, организационных и технических мер и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.
Напряжение малое – номинальное напряжение не более 42В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим токам.
Напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися на расстоянии шага (80 см) одна от другой, на которых одновременно стоит человек.
Заземлитель – проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.
Заземление защитное – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Заземлитель естественный – находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для заземления (металлические конструкции зданий, арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений, свинцовые оболочки электрических кабелей).
Заземлитель искусственный – заземлитель, специально выполняемый для заземления (вертикально заложенные в землю стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм диаметром 25-60 мм; угловая сталь; металлические стержни; горизонтально проложенные стальные полосы).
Прикосновение однофазное – прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.
5 Цвета сигнальные и знаки электробезопасности
Сигнализацию выполняют световой или звуковой. Для световых сигналов применяют цвета в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0 – 75:
– красный – для запрещающих и аварийных сигналов, а также для предупреждения о перегрузках, неправильных действиях, опасности, о подаче опасного напряжения на данный участок электроустановки и т.п;
– желтый – для привлечения внимания (о достижении предельных значений, о переходе на автоматическую работу и т.п.);
– зеленый – для сигнализации безопасности (нормальной режим работы, разрешение на начало действия, о снятии напряжения электроустановки и т.п.);
– белый – для обозначения включенного состояния выключателя;
– синий – в специальных случаях, когда не могут быть применены остальные цвета (предписание).
Сигнальные лампы и другие светосигнальные аппараты должны иметь знаки или надписи, указывающие значение сигналов (например, «Включено»,
«Отключено», «Нагрев»).
Звонок или сирена и красная лампочка обычно предупреждают о появлении опасного напряжения на электроустановке.
Применяется также отличительная окраска изоляции проводов.
– черный (темно-коричневый) – силовые цепи;
– красный (оранжевый, розовый) – цепи управления, сигнализации, местного освещения, переменного тока;
– зелено-желтый (зеленый) – цепи заземления.
Органы управления осуществляющие пуск электроустановок (черный, серый, или белый цвета). При этом на органах управления электроустановок
должны быть надписи (включение, отключение, тормоз и т.д.).
Для профилактики электротравматизма применяют знаки безопасности, а также предупредительные плакаты.
По характеру применения плакаты могут быть постоянные и переносные.
Постоянные плакаты изготовляют из листового металла.
Переносные плакаты, обычно используемые при производстве строительных работ, следует изготовлять из изоляционного или плохо проводящего материала (пластические материалы, фанера, толстый картон и т.п.).
Основное назначение плакатов:
- предупреждение опасности при приближении к частям, находящимся под напряжением;
- запрещение оперировать аппаратами, которые могут подать напряжение на место, отведенное для работы;
- указание места, подготовленного к работе;
- напоминание о приятных мерах безопасности.
В соответствии с «Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках», знаки и плакаты делятся на четыре группы: предостерегающие знаки и плакаты, а также плакаты, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Плакаты и знаки безопасности для электроустановок приведены на рисунке 1.1.
Плакаты и надписи – одно из действенных средств не только предупреждения случайных прикосновений к токоведущим частям, находящимся под напряжением, но и предотвращения ошибочных действий персонала, для указания работающему персоналу подготовленного к работе места, напоминания о приятных мерах безопасности и запрещения включения данного участка установки под напряжение.
а – запрещающие; б – предостерегающие; в – разрешающие;
г – напоминающие.
Рисунок 1.1 - Плакаты по электробезопасности
Контрольные вопросы 1. Что такое электротравма?
2. Что такое ПУЭ?
3. Что такое ПТЭ?
4. Что такое ПТБ?
5. Напряжение малое, номинальное напряжение не более …В?
Лекция 2. Факторы, влияющие на степень поражения человека электрическим током
План
1. Сила тока.
2. Сопротивление тела человека.
3. Продолжительность воздействия тока.
4. Род и частота электрического тока.
5. Физиологическое состояние человека.
6. Путь тока через тело человека.
7. Условия внешней среды. Классификация производственных помещений по степени опасности поражения людей электрическим током.
8. Опасность прикосновения к токоведущим частям в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Опасность напряжения шага.
1 Сила тока
Протекание электрического тока через тело человека вызывает общую реакцию организма, вид которой зависит от силы тока. Наименьшие значения токов, вызывающих соответствующую реакцию, называют пороговыми (таблица 3.1). Человек начинает ощущать воздействие переменного тока частотой 50 … 60 Гц на уровне 0,6 ... 1,5 мА; это – пороговый ощутимый ток, при котором отмечается легкое дрожание пальцев рук. Пороговый неотпускающий ток характеризуется возникновением судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник: человек теряет способность управлять своими действиями и самостоятельно освободиться от тока не может. При пороговом фибрилляционном токе наступает фибрилляция сердца – беспорядочное, хаотическое сокращение волокон сердечной мышцы.
Сердце перестает сокращаться как единое целое и утрачивает способность выполнять функцию «насоса», перекачивающего кровь: кровообращение прекращается, сердце расслабляется и останавливается.
Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию не вызывает: происходят немедленная остановка сердца и прекращение дыхания (таблица 2.1).
Таблица 2.1 - Пороговые значения тока Пороговый ток Сила тока, мА.
Переменного с частотой 50 … 60 Гц
Постоянного
Ощутимый Неотпускающий Фибрилляционный
0,6 … 1,5 10 … 15 80 … 100
5 …7 50 … 80 100 …300 2 Сопротивление тела человека
Сила тока зависит от приложенного напряжения и сопротивления тела.
Поверхностный кожный покров толщиной 0,05 … 0,2 мм (эпидерма) представляет собой слой ороговевшей ткани, состоящей из мертвых клеток.
Активное сопротивление рогового слоя зависит от состояния кожи и составляет от нескольких килоом до мегаома (при сухой коже). Если роговой слой полностью снять, то сопротивление тела уменьшится примерно до 1 кОм.
Гораздо меньшие значения имеет сопротивление мышечных, жировых и костных тканей, нервных волокон, крови; в целом сопротивление внутренних органов человека составляет: Rв=400 … 600 Ом.
Таким образом, повреждение рогового слоя, в том числе порезы, трещины и другие микротравмы, снижают сопротивление тела до величины, близкой к сопротивлению внутренних органов. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой и особенно потом, который является хорошим проводником электрического тока, а также загрязнение ее токопроводящей пылью, частицами металла и т.п.
Увеличение плотности и площади контакта с токоведущими частями снижает активное сопротивление кожи Rк. Сопротивление переменному току в этом случае снижается еще более резко.
В качестве расчетной величины при переменном токе 50 Гц принимают сопротивление тела человека равным 1000 Ом.
3 Продолжительность воздействия тока
Чем продолжительнее воздействие электрического тока на организм, тем тяжелее может быть исход поражения. Объясняет это снижением сопротивления кожи (из-за потовыделения) при ее нагреве в местах контактов, накоплением последствий воздействия тока на организм и повышением вероятности прохождения тока в особенно опасный период сердечного цикла.
ГОСТом 12.1.038 – 82 определены допустимые уровни нефибрилляционных (отпускающих) токов в зависимости от продолжительности воздействия на человека электрического тока (таблица 3.2). Самое опасное (резонансное) значение величины тока, проходящего через тело человека, когда длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла 0,75 – 1,0 секунд. В этом случае ток
«встречается» со всеми фазами работы сердца.
Таблица 3.2 - Допустимый ток через тело человека, мА Род тока Продолжительность воздействия, с
0,01…
0,08
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Переменный (50 Гц)
650 500 250 165 125 100 85 70 65 55 50 Постоянный 650 500 400 350 300 250 240 230 220 210 200
Из этой таблицы следует, в частности, что даже смертельно опасное значение переменного тока 100 мА может быть допустимым, если продолжительность прохождения тока через организм не превышает 0,5 с.
4 Род и частота электрического тока
Постоянный ток менее опасен, пороговые значения его в 3 – 4 раза выше, чем переменного тока промышленной частоты (таблица 3.1). Однако это справедливо лишь для сравнительно небольших напряжений до 250…300 В, когда еще не наступает электрический пробой верхнего слоя кожи. В диапазоне 400…600 В опасность постоянного и переменного тока примерно одинакова. С дальнейшим увеличением напряжения опасность постоянного тока возрастает, что объясняется его электролитическим действием.
Токи частотой от 10 до 500 Гц практически одинаково опасны. При частоте 1…2 кГц опасность тока заметно снижается, а при 400…500 кГц биологическое действие тока не проявляется вовсе. Но и в этом случае сохраняется опасность ожогов тока как от электрической дуги, так и от тока, проходящего через тело человека.
5 Физиологическое состояние человека
Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят воздействие тока, чем больные и слабые. В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии и опьянения люди более чувствительны к электрическому току.
Значительную роль играет «фактор внимания». Если человек подготовлен к воздействию тока, то степень опасности заметно снижается.
6 Путь тока через тело человека
Опасность поражения особенно велика, когда ток проходит через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной или спинной мозг.
Если же ток непосредственно через эти органы не проходит, то он воздействует на них рефлекторно, т.е. через центральную нервную систему, что менее опасно.
В большинстве случаев цепь тока через тело человека возникает по пути
«правая рука – ноги». Такой Рк путь и наиболее опасный: установлено, что при этом через сердце человека ответвляется 6,7% общего тока, тогда как при пути
«нога – нога» - только 0,4%.
7 Условия внешней среды
Тяжесть электропоражения усугубляется и при неблагоприятных условиях внешней среды, главным образом, из-за уменьшения сопротивления тела человека. Во влажных помещениях снижается сопротивление кожи, так как вода растворяет находящиеся на ней минеральные вещества и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и кожным салом.
Снижается сопротивление кожи и при загрязнении ее проводящими электрический ток веществами.
Требования, предъявляемые к электрическому оборудованию, во многом зависят от помещения, в котором оно установлено. По опасности поражения людей электрическим током производственные помещения подразделяют на помещения с повышенной опасностью, особо опасные помещения и помещения без повышенной опасности.
Помещениями с повышенной опасностью считают такие помещения, в которых относительная влажность длительно превышает 75% или имеются токопроводящие полы, или токопроводящая пыль, или температура воздуха длительно превышает +30ºС, или установлены большие заземленные металлические конструкции и возможно одновременное прикосновение человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п. с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с другой. К таким помещениям относят кузнечные, механические, столярные производственные участки и отделения, неотапливаемые складские помещения и др. Напряжение электроинструмента и переносных электрических светильников, применяемых в помещениях с повышенной опасностью, не должно превышать 42 В.
Особо опасные помещения имеют повышенную влажность (по производственным условиям относительная влажность в них приближается к 100%) или химически активную среду, постоянно или длительно разрушающе действующую на изоляцию и токоведущие части. Возможно и одновременное действие этих двух факторов, определяющих признаки повышенной опасности производственных помещений. Особо опасными помещениями являются пропиточные, гальванические, газогенераторные участки и отделения, душевые, прачечные и др. В них разрешается работать с электроинструментом напряжением не выше 42 В при обязательном применении средств индивидуальной защиты. Переносные электрические светильники должны иметь напряжение не более 12 В.
8 Опасность прикосновения к токоведущим частям в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Опасность напряжения шага
Опасность поражения человека током зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей земли, а также от емкости токоведущих частей относительно земли.
Самым опасным является подключение человека к двум различным фазам электроустановки, находящимся под линейным напряжением 380 В (рисунок 3.1). В этом случае
380 , 1000
380 мА
Ом В R
I U
ч
h
где Іч – сила тока, проходящего через тело человека, мА;
U – напряжение установки, В;
Rч – сопротивление тела человека, Ом, что смертельно для человека.
Двухфазное включение человека происходит редко, намного чаще бывает прикосновение к одной фазе.
Рисунок 3.1 - Схема включения человека в двухфазную электросеть При подключении человека к одной из фаз электроустановки, находящейся под напряжением, степень поражения будет зависеть от того, имеет ли установка заземление нейтрали или нет.
При однофазном включении при занулении (рисунок 3.2 а) пострадавший окажется под фазовым напряжением и в этом случае цепь тока, проходящего через человека, включает сопротивление его тела, пола, обуви и заземление нейтрали источника тока.
а – в системе с глузозаземленной нейтралью;
б – с изолированной нейтралью.
Рисунок 3.2 - Схема однополюсного прикосновения
Анализ трех видов прикосновения человека к токоведущим частям электрической установки показал, что наиболее опасным является прикосновение к двум различным фазам установки. При этом человек подвергается воздействию электрического тока с полным линейным напряжением, а изоляция токоведущих частей не оказывает защитного действия. Менее опасным является однофазное включение при занулении.
Человек при этом подвергается воздействию электрического тока с фазовым
напряжением в 1,73 раза меньше полного напряжения (в схеме соединения фаз звездой).
Наименее опасным для человека является подключение его к одной фазе в установке с изолированной нейтралью, так как в этом случае защитное действие оказывает изоляция токоведущих частей оборудования.
Опасность напряжения шага. Вокруг любого проводника, находящегося в земле, образуется зона растекания тока. Такая же зона образуется и при изоляции токоведущих проводников на землю. Оказавшись в зоне растекания тока человек попадает под ток называемое «шаговое напряжение», если он даже не коснулся проводника.
Шаговое напряжение – это напряжение, возникающее между двумя точками на поверхности земли, находящимся одна от другой на расстоянии шага (80 см), и на которых одновременно стоит человек.
По мере удаления от этого места потенциал тока уменьшается и на расстоянии, примерно равным 20 м, может быть равным нулю, т.е. безопасное расстояние нахождения человека на земле от места соединения электрического проводника с землей равно 20 м.
Контрольные вопросы
1. Напряжение шага – это напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой, на которых одновременно стоит человек на расстоянии?
2. Сопротивление внутренних органов человека в целом составляет.
3. В качестве расчетной величины при переменном токе 50 Гц принимают сопротивление тела человека равным?
Лекция 3. Действие тока на организм человека План
1. Условия возникновения электропоражений.
2. Причинно – следственные связи возникновения опасности поражения электрическим током.
3. Анализ распределения электротравматизм по видам опасности.
4. Основные причины электротравматизма.
5. Особенности поражения человека электротоком.
6. Виды воздействия электрического тока на человека.
7. Предельно – допустимые уровни воздействия токов, напряжений прикосновения. Классификация токов по характеру их действия на человека.
8. Общие сведения об электрических сетях.
1 Условия возникновения электропоражений
Электротравмы возникают при прохождении электрического тока через тело человека или попадания последнего в сферу электрической дуги.
Практически условиями возникновения электротравм являются:
прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением
(оголенным проводам, зажимам ламповых патронов и т.п.); прикосновение к конструктивным частям электросети и электрооборудования, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции; нахождение вблизи места замыкания на землю; прикосновение к металлическими предметам, случайно оказавшимся под напряжением.
2 Причинно – следственные связи возникновения опасности поражения электрическим током
Поражение электрическим током возможно при совместном проявлении ряда событий, в том числе появлении (наличии) источника опасности, нахождении обслуживающего персонала в зоне действия этого источника.
Для предупреждения электротравм важно установить причинно – следственные связи возникновения опасности поражения электрическим током. Можно выделить следующие четыре группы факторов, непосредственно или косвенно влияющих на появление электротравм:
- нарушение правил и инструкций по электробезопасности;
- сложные (трудные) условия работы;
- недостатки (нарушения) технологии и организации работ;
- недостатки технических средств обеспечения безопасности и конструктивных решений.
3 Анализ распределения электротравматизма по видам опасности Опасность поражения электрическим током человека может возникнуть при непосредственном (или через электропроводящие предметы) прикосновении к токоведущим частям, находящимся под напряжением.
Поражением человека может наступить также от электрической дуги и ряд других опасностей.
4 Основные причины электротравматизма
В результате анализа электротравматизма выявлено, что основными его причинами являются:
- неосведомленность работающих в правилах электробезопасности;
- отсутствие постоянного контроля за выполнением организационно – технических мероприятий ПУЭ, ПТБ, ПТЭ;
- неудовлетворительное ограждение токопроводящих частей электроустановок от случайного прикосновения;
- производство работ под напряжением без соблюдения правил безопасности;
- работа грузоподъемных и строительных машин вблизи проводов воздушных линий, находящихся под напряжением, без соблюдения правил безопасности;
- отсутствие надежного заземления корпуса электрического оборудования;
- недостаточный контроль за созданием нормальных условий выполнения работ;
- неудовлетворительный и несвоевременный инструктаж на рабочем месте;
- допуск к работе в электроустановках лиц моложе 18 лет;
- медицинские противопоказания;
- нарушения трудовой дисциплины;
- отсутствие лиц, ответственных за электрохозяйство и др.
5 Особенности поражения человека электрическим током Поражение электрическим током имеет особенности:
- отсутствуют внешние признаки грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств (увидеть, услышать, почувствовать);
- исход электротравм в большинство случаев тяжелый (потеря трудоспособности, как правило, бывает длительной; возможен смертельный исход);
- человек не может самостоятельно освободиться от действия тока из-за
«приковывания» к токоведущим частям (токи промышленный частоты величиной всего 6-10 мА способны вызывать интенсивные судороги мышц);
- возможно механическое травмирование, например, падение с высоты при потере сознания в результате повреждения током или резкой реакции отдергивания.
6 Виды воздействия электрического тока на человека
Электрический ток, проходя через живой организм, оказывает действие:
- термическое (ожоги, нагрев и повреждение сосудов);
- электролитическое (разложение крови с нарушением её состава; разрыв или смещение клеток из которых состоит организм человека);
- биологическое (нарушение внутренних биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц легких и сердца в ответ на нарушение биоэлектрических процессов в организме);
- механическое (разрыв тканей и костей, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов).
Электрический ток приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Травма происходит чаще всего от воздействия электрической дуги.
Электрический удар происходит от прикосновения человека к частям, находящимся под напряжением.
Поражения, вызванные действием электрического тока, бывают внутренними и наружными, а также местными и общими.
Местная электротравма – травма в месте контакта человека с электропроводником или электрической дугой.
Общая электротравма – это поражение всего организма; поражение центральной нервной системы.
К внутренним относят: паралич дыхания, фибрилляция сердца, электрический удар, электрический шок, механические повреждения внутренних органов.
Виды наружных электрических травм: электрический ожог;
электрический знак; электрометаллизация кожи; электроофтальмия;
механические повреждения наружных органов (при падении, повреждения кожи, ушибы).
7 Предельно – допустимые уровни воздействия токов, напряжений прикосновения. Классификация токов по характеру их действия на человека
Нормы электробезопасности регламентированы стандартом ГОСТ 12.1.038-88 ССБТ «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».
Согласно ГОСТу «Допустимое значение напряжения прикосновения человека» при времени от 3 до 10 с составляет 36В. Однако при продолжительности от 3 до 10 с в помещениях особо опасных по условиям поражения током напряжение прикосновения переменным током не должно превышать 12 В.
Однако одним из самых основных факторов, обуславливающих исход поражения электрическим током, является сила тока.
Классификация токов по характеру их действия на человека и предельно допустимые уровни токов (частотой 50 Гц, напряжение 220 В):
– неощутимый ток – это предельно допустимое значение без какой – либо реакции человека – 0,3 мА;
– ощутимый ток – человек начинает ощущать ток (ощущение легкого зуда, пощипывание кожи) – 0,6 – 1,5 мА;
– отпускающий ток (ощущение тока распространяется и на запястья руки, слегка сводит руку) – 2 мА;
– неотпускающий (болевые ощущения усиливаются во всей кисти рук, сопровождаясь судорогами, сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечья, руки трудно оторвать от электродов) – 10 – 15 мА;
– фибрилляция сердца – 80 – 100 мА (через 2-3 с);
– паралич дыхания – 100 мА и более.
При больших значениях тока 200 – 300 мА и более фибрилляция сердца менее чем за 2 – 3 секунды и паралич дыхания, глубокие внутренние и внешние ожоги.
8 Общие сведения об электрических сетях
Опасность электропоражения человека определяется значением приложенного к нему напряжения и тока, которые, в свою очередь, зависят о схемы включения человека в электрическую цепь, а также от режима работы и
параметров электрической сети.
Электрические сети бывают постоянного и переменного тока (однофазные и многофазные).
В промышленных электроустановках наиболее распространены трехфазные сети переменного тока. Точка соединения обмоток трехфазного трансформатора (генератора) называется нейтралью.
По режиму нейтрали питающего трансформатора или генератора различают трехфазные сети с изолированной или глухозаземленной нейтралью. Изолированной называют нейтраль, не соединенную с заземляющим устройством или присоединенную к нему через большое сопротивление (приборы сигнализации, измерения и защиты, трансформаторы напряжения и др.).
Глухозаземленной называют нейтраль, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через аппараты с малым сопротивлением (например, трансформаторы тока).
При напряжении до 1000 В широкое распространение получили трехпроводные сети с изолированной нейтралью и особенно – четырехпроводные с заземленной нейтралью, напряжением 380/220 В.
При напряжении 1000 – 35000 В сети имеют изолированную нейтраль, выше 35000 В – заземленную.
Контрольные вопросы
1. Причины опасности поражения электрическим током, связанные с недостатками технологии работ.
2. Причины опасности поражения электрическим током, связанные с трудными условиями работы.
3. Причины опасности поражения электрическим током, связанные с нарушением правил и инструкций.
Лекция 4. Защита от поражения электрическим током План
1. Классификация защитных мер.
2. Основные технические средства защиты от поражения электрическим током.
1 Классификация защитных мер. Виды защиты
Для обеспечения безопасности труда при обслуживании электроустановок и надежности работы необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.
Средства защиты предназначены для уменьшения тока через тело человека с токоведущими частями или при необходимости выполнения работ под напряжением. Достичь этого уменьшения можно одним из двух способов:
напряжение прикосновения или уменьшается до безопасного значения, или
становится равным нулю.
2 Технические средства защиты от поражения электрическим током В настоящее время наиболее широкое применение находят следующие средства: защитное заземление; зануление; защитное отключение; защитное разделение сетей; применение малых напряжений; применение изоляции;
защита от случайного прикосновения; изолирующие защитные средства.
Необходимость применения того или иного конкретного вида технических средств при эксплуатации электроустановок указана в «Правилах устройства электроустановок» и в «Правилах эксплуатации электроустановок потребителей».
2.1 Защитное заземление
Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно защищает от поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус. Заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин и трансформаторов, аппаратов и шкафов управления, светильников, каркасы распределительных щитов, кабельные конструкции и соединительные муфты, трубы электропроводки и т.п. Сущность защитного заземления состоит в том, что все эти металлические конструкции соединяются с землей через малое сопротивление, во много раз меньшее сопротивления тела человека, чтобы основная часть тока прошла через землю, а напряжение прикосновения снизилось до безопасного значения.
Поясним это на примере сети с изолированной нейтралью (рисунок 4.1).
Когда заземление отсутствует, фаза так же опасна, как и непосредственное прикосновение к токоведущей части фазного провода. Если же корпус заземлен, то тело человека и заземлитель оказываются включенными параллельно, образуя для общего тока I0 замыкания на землю ветви с сопротивлениями Rч и Rз (рисунок 4.1,б).
Из рисунка 4.2 видно, что заземляющее устройство состоит из трех элементов заземлителя, магистрали заземления и заземляющих проводников.
Заземление осуществляется соединением металлических нетоковедущих частей с заземлителями с помощью заземляющих проводников. Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством. Заземлители бывают естественные и искусственные.
а – схема прикосновения; б – эквивалентная схема. 1 – заземлители; 2 – Рисунок 4.1 - Защитное заземление магистраль заземления;
3 – заземляющие проводники.
Рисунок 4.2 - Заземляющее устройство В качестве естественных заземлителей используют:
- проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы различных жидкостей и газов, кроме горючих и взрывоопасных;
- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;
- рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог, подъездные пути и др.
Для искусственных заземлителей применяются обычно вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов (заземлителей) используются стальные трубы и прутки, а также угловая сталь длиной не менее 2,5…3 м. Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой с помощью сварки:
образуется так называемый контур заземления. Минимальная толщина стенок стальных труб, используемых для искусственных заземлителей должна быть не менее 3,5 мм, диаметром 25-60 мм, длиной 2,5-3,0 м. необходимо отметить, что в электроустановках переменного тока с изолированной и заземленной нейтралью напряжениям до 1000 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом, в сетях с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 10 Ом, а в сетях с заземленной нейтралью и напряжением свыше 1000 В, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом.
В производственных помещениях заземляющие проводники с двумя или более ответвлениями образуют магистраль заземления. Присоединение заземляющего оборудования к магистрали заземления осуществляется отдельными проводниками.
2.2 Зануление
В сетях с заземленной нейтралью защитное заземление не может обеспечить эффективного снижения напряжения прикосновения при замыканиях на землю.
Поэтому опасность аварии снижают путем сокращения длительности существования опасного напряжения прикосновения – времени протекания тока к.з. С этой целью устраивают зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевыми защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник соединяет зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока (питающего трансформатора). В такой системе ток замыкания на корпус проходит в основном по так называемой цепи фаза – нуль («петле» фаза нуль): обмотка трансформатора – фазный провод – нулевой провод – нейтраль (точка Н) трансформатора.
Поскольку сопротивление этой цепи мало, замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание с большим током, вызывающим срабатывание максимальной защиты и быстрое автоматическое отключение поврежденной электроустановки от сети.
2.3 Применение малого напряжения
Этим термином определяется номинальное напряжение не более 42В, применяемое для уменьшения опасности поражения электрическим током.
Малые напряжения, используемые для питания ручного электрифицированного инструмента и переносных ламп, так как при работе с ними человек находится в длительном контакте с корпусами этого оборудования и подвергается повышенной опасности поражения электрическим током в случае повреждения изоляции. В производственных условиях ПУЭ предусматривают применение малых напряжений 12 и 36 (42) В. Например, при напряжении 12 В и сопротивлении тела человека 4 кОм ток через него не превысит 12:4=3 мА, что значительно ниже порогового неотпускающего тока.
При особо опасных условиях работы (темнота, сырость, возможность соприкосновения с заземленными металлоконструкциями) в особо опасных помещениях питание ручных переносных ламп должно осуществляться напряжением не выше 12 В.
2.4 Изоляция
Электрическая изоляция предназначена для исключения контакта отдельных проводников между собой или с металлическими частями, нормально не находящимся под напряжением (корпуса оборудования,
«земля»). Электрические провода обмоток машин и аппаратов, силовые и контрольные кабели покрыты слоем электроизоляционного материала, токопроводы крепятся на изоляторах. Нарушение («пробой») изоляции приводит к аварии электрооборудования и создает чрезвычайную опасность для людей. Исправность изоляции – это основное условие безопасной работы в электроустановках.
