
III. Электробезопасность
|
1. Воздействие эл. тока на организм человека
Кол-во эл. травм в общем числе невелико, до 1,5%. Для эл. установок напряжением до 1000 V кол-во эл. травм достигает 80%.
1.1. Причины эл. травм
Человек дистанционно не может определить находится ли установка под напряжением или нет.
Ток, который протекает через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и по пути протекания тока, но и на такие системы как кровеносная, дыхательная и сердечно-сосудистая.
Возможность получения эл. травм имеет место не только при прикосновении, но и через напряжение шага и через эл. дугу.
Эл. ток, проходя через тело человека оказывает термическое воздействие, к-ое приводит к отекам (от покраснения, до обугливания), электролитическое (химическое), механическое, к-ое может привести к разрыву тканей и мышц; поэтому все эл. травмы делятся
местные; общие (электроудары).
1.2. Местные эл. травмы
- эл. ожоги (под действием эл. тока);
- эл. знаки (пятна бледно-желтого цвета);
- металлизация пов-ти кожи (попадание расплавленных частиц металла эл. дуги на кожу);
- электроофтальмия (ожог слизистой оболочки глаз).
1.3. Общие эл. травмы (электроудары):
1 степень: без потери сознания
2 степень: с потерей
3 степень: без поражения работы сердца
4 степень: с поражением работы сердца и органов дыхания
Крайний случай состояние клинической смерти (остановка работы сердца и
нарушение снабжения кислородом клеток мозга. В состоянии клинической
смерти находятся до 6-8 мин.)
2. Причины поражения эл. током (напряж. прикосновения и шаговое напряж.):
- Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
- Прикосновение к отключенным часям, на которых напряжение может иметь место:
- в случае остаточного заряда;
- в случае ошибочного вкл. эл. установки или несогласованных действий обслуж. персонала;
- в случае разряда молнии в эл. установку или вблизи;
- прикосновение к металлическим не токоведущим частям или связанного с ними эл. оборуд-я (корпуса, кожухи, ограждения) после перехода напряж. на них с токоведущих частей (воз-никновение авар. ситуации — пробой на корусе).
- Поражение напряжением шага или пребывание человека в поле растекания эл. тока, в случае замыкания на землю.
- Поражение через эл. дугу при напряжении эл. установки выше 1кВ, при приближении на недопустимо-малое расстояние.
- Действие атмосф. эл-чества при газовых разрядах.
- Освобождение человека, находящ-ся под напряж.
2.1. Факторы, влияющие на исход поражения эл. током:
- Род тока (потоянный или переменный, частота 50Гц наиболее опасна)
- Величина силы тока и напряжения.
- Время прохождения тока через организм человека.
- Путь или петля прохождения тока.
- Состояние организма человека.
- Условия внешней среды.
Количественные оценки
- В интервале напряжения 450-500 В, вне зависимости от рода тока, действие одинаково
- - меньше 450 В — опаснее переменный ток,
- - меньше 500 В — опаснее постоянный ток.
- Кардиологические заболевания, заболевания нервной системы и наличие алкоголя в крови, снижают сопротивление тела человека.
- Наиболее опасным является путь прохождения тока через сердечную мышцу и дыхательную систему.
2.2. Хар-р воздействия пост. и перем. токов на организм чел.:
I, мА |
Переменный (50 Гц) |
Постоянный |
0,5-1,5 |
Ощутимый. Легкое дрожание пальцев. | Ощущений нет. |
2-3 |
Сил. дрожение пальцев. | Ощущений нет. |
5-7 |
Судороги в руках. | Ощутимый ток. Легкое дрожание пальцев. |
8-10 |
Не отаускающий ток. Руки с трудом отрываются от пов-ти, при этом сильная боль. | Усиление нагрева рук. |
20-25 |
Паралич мышечной системы (невозможно оторвать руки). | Незначительное сокращение мыщц рук. |
50-80 |
Паралич дыхания. | При 50мА неот-пускающий ток. |
90-100 |
Паралич сердца. | Паралич дыхания. |
100 |
Фибриляция (разновременное, хаотическое сокращение сердечной мышцы) | 300 мА фибриляция. |
2.3. ПДУровни напряжений прикосновения и сила тока при аварийном режиме эл. установок
по ГОСТ 12.1.038-82
Род и частота тока |
Норм. вел. |
ПДУ, при t, с |
|
|
0,01 - 0,08 |
свыше 1 |
|
Переменный f = 50 Гц |
UД |
650 В |
36 В |
Переменный f = 400 Гц |
UД |
650 В |
36 В |
Постоянный |
UД |
650 В |
40 В |
2.4. Сопротивление тела человека
Факторы, приводящие к уменьшению сопротивления тела человека:
увлажнение поверхности кожи; увеличение площади контакта; время
воздействия.
Сопротивление рогового (верхнего слоя кожи) от 10 до 100 кОм.
Сопротивление внутренних тканей 800-1000 Ом. Расчетная величина RЧЕЛ =
1000 Ом.
3. Классификация помещений по опасности поражения эл. током (ПУЭ-85).
Помещения I класса. Особо опасные помещения.
- 100 % влажность;
- наличие активной среды
Помещения II класса. Помещения повышенной опасности поражения эл. током.
- повышенная т-ра воздуха (t = + 35 °С);
- повышенная влажность (> 75 %);
- наличие токопроводящей пыли;
- наличие токопроводящих полов;
- наличие эл. установок (заземленных) — возможности прикосновения одновременно и к эл. установке и к заземлению или к двум эл. установкам одновременно.
Помешения III класса. Мало опасные помещения. Отсутствуют признаки, характерные для двух предыдущих классов.
Закон Ома в дифференциальной форме: E = i r
r - удельное сопротивление грунта [Ом?м]
i - плотность тока
Т.к. падение напряжения между двумя точками или разность потенциалов
хВ ® ? (х ~2 Ом), jВ ~ 0,
Распределенеие потенциала по пов-ти земли осуществляется по з-ну гиперболы.
Напряжение прикосновения — это разность потенциалов точек эл. цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног.
Напряжение шага — это разность потенциалов j1 и j2 в поле растекания тока по пов-ти земли между точками, расположенными на расстоянии шага (» 0,8 м).
3.1. Виды и анализ электрических сетей
3-х фазная 3-х проводная сеть с изолированной нейтралью | |
Норм. реж раб. |
VПР = VФ ; VА =
![]() ![]() R4 = 1000 Ом RИЗ = 500000 Ом ![]() (легкое дрожание пальцев) |
Ав.. реж раб. |
R4 = 1000 Ом; RЗИ = 100 Ом![]() I4=346 мА (паралич сердца) |
3-х фазная 4-х проводная с заземленной нейтралью |
|
Норм.реж раб. |
VФ = 220 В, R4 = 1000 Ом, RН = 4 Ом![]() I4 = 220 мА (паралич сердца) |
Ав.. реж.раб. |
R4 = 1000 Ом; RН = 4 Ом; RЗИ = 100 Ом; VФ = 220 В![]() |
4. Методы и средства защиты: заземление, зануление, отключение и др.
Выбор средств защиты зависит от:
- режима эл. сети;
- вида эл. сети;
- условий эксплуатации
Средства электробезопасности:
- общетехнические;
- специальные;
- средства индивидуальной защиты
4.1. Общетехнические средства защиты
- Рабочая изоляция
- Для оценки изоляции используют следующие критерии:
- - сопротивление фаз эл. проводки без подключенной нагрузки R1?0,05;
- - сопротивление фаз эл. проводки с подключенной нагрузкой R2?0,08 МОм.
- Двойная изоляция
- Недоступность токоведущих частей (используются осадительные ср-ва — кожух, корпус, эл. шкаф, использование блочных схем и т.д.)
- Блокировки безопасности (механические, электрические)
- Малое напряжение
- Для локальных светильников (36 В), для особоопасных помещений и внепомещений.
- 12 В используется во взрывоопасных помещениях.
- Меры ориентации (использование маркировок отдельных частей эл. оборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветовая изоляция, световая сигнализация).
4.2. Специальные средства защиты
- заземление;
- зануление;
- защитное отключение
4.3. Принцип действия заземления
Снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением (в случае аварийной ситуации) и землей, до безопасной величины.
Заземление используется в 3-х фазных 3-х проводных сетях с
изолированной нейтралью. Эта система заземления работает в том случае,
если
RН ? 4 Ом; V < 1000 В; RН ? 0,5 Ом; V > 1000 В (ПУЭ-85)
4.4. Принцип действия зануления
Преднамеренное соединение корпусов эл. установок с многократно заземленной нейтралью трансформатора или генератора.
Превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание за счет срабатывания токовой защиты, которая отключает систему питания и тем самым отключается поврежденное устройство.
4.5. Принцип действия защитного отключения
Это преднамереное автоматическое отключение эл. установки от питающей сети в случае опасности поражения эл. током.
Условия, при которых выполняется заземление или зануление в соответствии с требованиями ПУЭ-85.
- В малоопасных помещениях 380 В и выше переменного тока 440 В и выше постоянного тока
- В особо опасных помещениях, помещениях с повышенной опасностью и вне помещений 42 В и выше переменного тока 110 В и выше пост. тока
- При всех напряжениях во взрывоопасных помещения.
Заземляющие устройства бывают естественными (используются конструкции зданий) в этом случае нельзя использовать те элементы, которые при попадании искры приводят к аварии (взрывоопасные).
Искусственные — контурное и выносное защитное заземляющее устройство.
Пример. Контурное заземляющее устройство.
- эл. установка;
- внешний контур;
- шина заземления;
- внутренний контур
4.6. Требования эл. безопасности к установкам ЭТИ (лектро-технических изделий)
ЭТИ должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась эл. безопасность. Если такие условия создать нельзя, они должны быть перечислены в инструкции.
ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ
В соответствии с этим ГОСТом оговариваются классы безопасности.
Многообразие средств защиты и условий эксплуатации привели к унификации средств защиты. В условиях экспорта-импорта ЭТИ, была создана IP.
IP-30 3 - степень защиты 0 - степень защиты
IP-44 4 - от попадания внутрь 4 - — ? —
IP-5х 5 - оболочки тв. тел х - влаги
IP-54 5 4