Электробезопасность

Система организационно-технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредных воздействий эл. тока, эл. дуги, ЭМ поля и статического электричества. Нарушение требований эл-безопасности приводит к эл. травмам.

Электрическая травма - травма, вызванная воздействием эл. тока и дуги. Совокупность таких травм - электротравматизм.

Электрическая установка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для пр-ва, преобразования, трансформации, передачи и распределения эл. энергии.

Действующая эл. установка - установка, на которую подано эл. движение.

Причины электротравматизма

однофазное (однополюсное) от земли человека к неизолированным токоведущим частям, не ведущим к напряжению.

одновременное прикосновение человека к 2 токоведущим неизолированным частям от напряжения.

приближение на опасное расстояние человека, неизолированного от земли или к неизолированным токоведущим частям под напряжением.

прикосновение человека к металлическим корпусам под напряжением.

включение человека.

Биологическое действие тока на организм человека

Проходя через организм человека эл ток оказывает 4 вида воздействия:

термическое действие - проявляющееся в ожогах отдельных частей тела, нагреве до высоких температур кровеносных сосудов, крови, нервов, сердца, мозга, что вызывает серьезное расстройство органов.

электролитическое действие - разложение органической жидкости (лимфы и крови) с нарушением ее состава.

механическое действие - (динамическое) расслоение, разрыв тканей организма (мышц сердца, сосудов) в результате эл динамического эффекта; мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

биологическое - раздражение живых тканей организма; нарушение внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально-действующем организме.

Действие тока может быть:

прямым (по тканям)

рефлекторным (по нервным волокнам)

Эти действия тока приводят к различным эл травмам - местным и общим. К местным относятся электроожоги, электрознаки (метки), металлизация кожи (электротатуировка), механические повреждения; электроофтальмия (воспаление переднего отдела глаза).

Ожоги бывают: токовые, контактные, дуговые (сопров. обугливанием тканей).

Механические повреждения происходят из-за судорожного сокращения мышщ.

К общим относят: эл удары - поражается или создается угроза поражения всего организма из-за нарушения нормальной деятельности жизненноважных органов (сердца, мозга, легких). 4 степени эл удара:

судорожное сокращение мышц без потери сознания

судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившейся работой сердца

потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо и того, и другого)

клиническая смерть - (отсутствие дыхания и кровообращения). Переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения работы сердца и легких. У человека отсутствуют признаки жизни, расширенные зрачки (мозг плохо снабжается кровью), однако жизненные процессы идут на прежнем уровне (мозг еще жив). Это позволяет путем воздействия на органы вернуть пострадавшего к жизни. Первыми гибнут клетки головного мозга (нейроны), очень чувствительные к кислородному голоданию. Поэтому длительность комы ограничивается с момента прекращения сердцебиения 5-7 минутами

Биологическая смерть - (истинная) необратимое  явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках организма, распадом белковых структур. Наступает после клинической смерти. Изучается танатологией.

Факторы влияющие на исход поражения электрическим током.

Степень опасного действия.

От рода тока (опаснее для человека – переменный ток в силу создания дополнительной ёмкости между электродами);

Величина тока;

Величина напряжения;

Путь тока (через жизненно важные органы);

Сопротивление тела человека (складывается из сопротивления верхнего слоя кожи и сопротивления внутренних органов; от 1000 до 10 000 Ком;

Что приводит к уменьшению сопротивления:

Металлизация (у металлургов, например); Увлажнение; Заболевания кожи; Хроническое заболевание (?кожи?) человека; Нервно-психический настрой; Продолжительность действия тока (с увеличением действия тока сопротивление уменьшается); Условия внешней среды

Согласно правилам устройства электрических установок в отношении опасности поражения электрическим током, помещения подразделяются на три категории

Помещения с повышенной опасностью поражения током. 

Характеризуются наличием одного из признаков:

Повышенная влажность воздуха (свыше 75%);

Повышенная температура воздуха (свыше 35о);

Наличие токопроводящей пыли;

Наличие токопроводящих полов;

Возможность одновременного прикосновения человека к токопроводящим частям с одной стороны и заземлённым к другой.

Особо опасные помещения.

Характеризуются наличием одного из признаков:

Особая сырость (влажность » 100%);

Наличие химически агрессивной среды, разрушающей изоляцию;

Наличие двух или более признаков помещения с повышенной опасностью.

Без повышенной опасности

Опасность тока оценивается по ответным реакциям человека. Замыкание цепи через тело человека может вызвать судорожные сокращения мышц от переменного тока, болевые раздражения от постоянного тока, может вызвать фибриляцию (спонтанное сокращение сердечной мышцы не по синусоидальной амплитуде, а по затухающей амплитуде; обычно предшествует полной остановке сердца).

Ощутимый ток (0,6 – 1,5 мА);

Пороговый неотпускающий (сокращение мышц 10 – 15 мА);

Фибриляционный 100мА (25 – 30 мА трудно дышать).

Первая помощь пострадавшему от поражения электрическим током.

Напряжение прикосновения и шага.

Степенью опасности прикосновения человека к неизолированным токоведущим частям электрических установок, находящихся под напряжением зависит от вида прикосновения. Прикосновения бывают трёх видов:

Одно и двухфазными в трёхфазных сетях;

Одно и двухполюсным в однофазной сети;

Двухфазные и двухполюсные прикосновения очень опасны, так как в этом случае человек оказывается под полным номинальным напряжением источника тока.

Напряжением прикосновения называется разность потенциалов между двумя точками цепи, которых одновременно касается человек.

Электрическое замыкание на землю – случайное соединение токоведущей части непосредственно с землей или нетоковедущими проводящими конструкциями или предметами неизолированными от земли.

В случаи замыкания на землю или на корпус заземлённого оборудования, растекание тока в землю.

Зона растекания тока – зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный током замыкания на землю может быть условно принят за ноль.

В зоне замыкания на землю человек может оказаться под разность потенциалов на расстоянии шага (шаговый потенциал)

Напряжение между точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, который зависит от ширины шага и удалённости человека от места замыкания на землю. По мере удаления напряжение уменьшается.

Нормирование напряжения прикосновения и токов.

Согласно ГОСТ установлены предельно допустимые уровни прикосновения и токов, значения которых, а также продолжительность воздействия установлены из реакции ощущения.

Для переменного тока частотой 50 Гц ПДУ – 2В; для тока – 0,3 мА.

Для постоянного тока ПДУ не более 8В и ток не более 1мА.

Для лиц выполняющих работу в особых условиях эти уровни нормируются в три раза меньше.

Основные меры защиты от поражения электрическим током.

Изоляция токоведущих частей с устройствами контроля. Обеспечивает нормальную работу электроустановок и защиту от поражения током. Рабочая изоляция предусматривается на случай повреждения рабочей изоляции. Изоляция состоящая из рабочей и дополнительной – двойная. Улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая ту же степень защиты, что и двойная, называется усиленной изоляцией. Контроль изоляции может быть периодический и постоянный. Измеряется сопротивление изоляции мегоомметрами. Контроль осуществляется при приёмо-сдаточных испытаниях электроустановок после монтажа, ремонта, при обнаружении дефекта изоляции и в установленные нормативные сроки. Нормирование: наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции нормируется правилами устройства электроустановок: -для катушек, контактов, пускателей, силовых щитов и осветительных установок ПДУ не менее 0,5 МОм; -для вторичных цепей не менее 1МОм. Постоянный контроль изоляции осуществляется специальными приборами, которые включаются в цепь совместно с электроустановкой, автоматически контролируют сопротивление установки, сигнализируют о снижении сопротивления изоляции ниже допустимого значения.

Ограждение и недоступность токоведущих частей. Применяется с целью исключения прикосновения с токоведущими частями или приближения к ним на опасное расстояние основные требования: механическая и электрическая прочность.

Электрическое разделение сетей

Разветвленные сети большой протяженности имеют значительные емкости и небольшие активные сопротивления, поэтому однофазные прикосновения в таких сетях весьма опасны. Поэтому применяется разделение сетей на отдельные, не связанные между собой участки, разделительными трансформаторами, что способствует резкому снижению опасности поражения электрическим током, за счет снижения емкостной проводимости.

Малые напряжения

Малым называется напряжение не более 42В, применяемое с целью уменьшения опасности поражения электрическим током. Малые напряжения используются для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных.

Электрозащитные средства

По назначению они подразделяются на:

изолирующие;

ограждающие;

вспомогательные.

Изолирующие служат для изоляции человека от токоведущих частей и в свою очередь подразделяются на основные и дополнительные.

Основные — это те средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение. Они позволяют прикасаться к токоведущим частям под напряжением. К ним относятся:

изолирующие штанги;

изолирующие и электроизмерительные клещи;

диэлектрические перчатки;

диэлектрическая обувь;

слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;

указатели напряжения.

Дополнительные средства сами по себе не обеспечивают защиту от электрического тока, а применяются совместно с основными средствами, это изолирующие подставки, коврики, боты.

Ограждающие защитные средства служат для временного ограждения токоведущих частей, а также для предупреждения ошибочных действий в работе с коммутационной аппаратурой. Это переносные ограждения, щиты, изолирующие накладки, переносные заземления. Вспомогательные средства служат для защиты от падения с высоты, тепловых, .. К ним относятся предохранительные пояса, страхующие канаты, когти, очки, рукавицы и противогазы. Согласно ПУЭЕ все электрические устройства подвергаются испытаниям на механическую и электрическую прочность.

Сигнализация, плакаты и знаки безопасности, блокировка

Сигнализация (звуковая, световая и комбинированная) предназначена для предупреждения персонала о наличии напряжения или его отсутствии.

Плакаты служат для предупреждения об опасности приближения к частям электроустановок. Они могут быть: предупреждающими, запрещающими, предписывающими и указательными.

Блокировка — это устройство предотвращающее попадание работающих под напряжение в результате ошибочных действий. Блокировка по принципу действия подразделяется на: электрическая (непосредственно коммутирует блок контакта в электрической цепи); механическая (запирает замок).

Защитное заземление

Защитное заземление есть преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении напряжения относительно земли до допустимых уровней напряжения прикосновения. Соединение металлических нетоковедущих частей оборудования с землей осуществляется с помощью заземляющих проводников и заземлителей. Заземлитель — это совокупность металлических стержней, находящихся в земле и соединенных между собой металлическим проводником. Заземлители бывают искусственные (только для заземления) и естественные (металлические предметы в земле для иного предназначения). Заземляющие проводники соединяют части заземляемых установок с заземлителем. Естественные заземлители — трубопроводы.

Нормирование

Нормируемой характеристикой является сопротивление защитного заземляющего контура. Согласно ПУЭЭ в электрических установках напряжением до 1000В и мощностью ..... ПДУ не более 4 Ом, а для установок до 100кВА не более 10 Ом. Присоединение установок к общему заземляющему проводнику осуществляется параллельно и чем меньше мощность заземляемых установок, тем меньше должно быть сопротивление заземления.

Расчет защитного заземления

Определяем сопротивление растекания тока единичного стержня заземлителя

Определяем количество стержней заземлителей

В соответствии с рассчитанным значением n по таблице определяем уточненное значение коэффициента использования стержней заземлителей hСТ и заново рассчитываем значение n, после этого определяем среднее значение n.

Определяем длину полосы

lпол=1,05*a*n

Определяем сопротивление растеканию тока полосы соединительного провода

Сопротивление группового искусственного заземления Rгр равно

Критерий расчета соблюден, если Rгр20 кВ/м.

Защита от статического электричества

Ведется по 2 направлениям: 1- уменьшение интенсивности генерации электрозарядов; 2- устранение уже образовавшихся зарядов. Первое направление достигается: правильным подбором конструкции материалов; считыванием материалов, заряжающихся при трении разноименно; уменьшением площади контакта путем улучшения шероховатости поверхности; ограничением скоростей переработки; наполнение емкостей жидкостями под давлением; очистка от примесей или газов, способствующих электризации. Второе направление достигается заземлением электропроводящих частей оборудования, выполняемого независимо от других средств защиты. Если заземление предназначено только для защиты от статического электричества, то его сопротивление может достигать 100 Ом.

На производстве применяют нейтрализаторы статического электричества, которые создают вблизи диэлектрического наэлектризованного объекта положительные и отрицательные ионы. Нейтрализаторы бывают: 1-короткого разряда (индукционные и высоковольтные); 2-радиоизотопные; комбинированные и т д. Например, индукционные короткоразрядные нейтрализаторы представляют собой конструкции с иглами.  В высоковольтных короткий разряд возникает за счет пробы воздушного промежутка и высокого напряжения. Они высокоэффективны.