Лекция 8. Обеспечение электробезопасности работающих на производстве.
III Электробезопасность
Содержание лекции: приводятся факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током, действие электрического тока на человека, анализ опасности различных электрических сетей.
Цель лекции - дать знания но действию опасного фактора-электрического тока - на человека, ознакомить с техническими мерами и организационными мероприятиями электробезопасности.
Действие электрического тока является опасным фактором, так как его невозможно обнаружить без специальных приборов, воздействует на расстоянии (электрическая дуга). Электрический ток приводит к следующим воздействиям на человека:
1) Тепловое - приводит к ожогам различной степени;
2) Электролитическое - диссоциация молекул жидкости (распад на ионы), в частности крови и спинномозговой жидкости;
3) Биохимическое - нарушение процессов и отмирание клеток коры головного мозга.
Виды электротравм:
1 Местные электротравмы: ожоги, электроофтальмия (разрыв сосудов в белке глаза), электрометаллизация кожи, электрические знаки- метки, составляют 35 % всех электротравм.
2 Общие электротравмы - электрический удар, воздействие на весь организм человека; приводит к потере сознания, дыхания и смерти - 45%
3 Смешанные-20%
Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током:
1 Род и величина тока: I(пер)=0,5-1,5 мА; I(пост)=5-7 мА - покалывания, порог ощущения; I(пер)=10-15 мА; I(пост)=50-80 мА- самостоятельно от токоведущих частей оторваться не может, порог неотпускающих токов; I(пер)= 80-100 мА; I(пост)= 300-800 мА- фибрилляция, смертельный порог.
2 Электрическое сопротивление тела человека: спинномозговая жидкость 0,5 Ом, кожи -106 Ом. В электротехнических расчетах сопротивление тела человека Rh=1 кОм
3 Длительность воздействия;
4 Путь тока в теле человека;
5 Индивидуальные особенности человека;
6 Частота тока;
7 Параметры окружающей среды.
Анализ опасности поражения электрическим током в различных сетях.
Все электроустановки делятся по напряжению (до 1 кВ и свыше 1кВ) и по режиму выполнения нейтрали: I) с изолированной нейтралью; 2) сети с глухозаземлённой нейтралью.
1. Зхфазные сети с глухозаземлённой нейтралью:
В случае однофазного прикосновения в сети до 1кВ ток через человека будет определяться:
Ih=Uф/(Rh+Rоб+Rгр=Uф/Rh=220/1000=220 мА
где Rh=1 кОм; Rоб, Rгр- пренебрегаем . Если в сети U=660-380В , то Rо <= 2 Ом ;U=380 -220 В, Rо <=4 Ом; U=220 – 127В, Rо <=8 Ом .
б) двухфазное прикосновение, тогда ток через человека
Ih=U/(Rh+Rф)=380/1000=380 мА
Т.е. сети с глухозаземлённой нейтралью являются смертельно опасными для человека.
2. Сети с изолированной нейтралью до 1кВ
а) однофазное прикосновение
Ih=Uф/(Rh+Rоб+Rгр+Rиз/3)=220/(1000+500000/3)=1.2 мА
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) нормируют сопротивление изоляции Rиз>=500к0м. б) двухфазное прикосновение аналогично предыдущему (в (1)).
Однофазное прикосновение в сетях с изолированной нейтралью не является опасным в случае исправной изоляции оставшихся фаз. На практике ие пользуют сети с глухозаземлённой нейтралью. Технические меры элсктробезопасности.
1 Применение малых напряжений
2 Электрическое разделение сетей
3 Компенсация емкостной составляющей токов замыкания на землю
4 Контроль и профилактика повреждений изоляции
5 Защитное заземление
6 Устройство защитного отключения
7 Защита от перехода высокого напряжения в сеть низкого
8 Зануление
9 Двойная изоляция
Организационные мероприятия.
1) обучение персонала.
2) оформление работ нарядом, допуск к работе.
3) применение электрозащитных средств.
4) расположение токоведущих частей на недоступной высоте, их изоляция и ограждение.
5) использование сигнальных цветов безопасности при окраске токоведущих частей, а также использование систем сигнализации и блокировки.
1 Малые напряжения (от 6 до 42 В). Использование малых напряжений обеспечивают значение токов через человека ниже предела ощущения недостаток метода - большие потери электроэнергии при передаче на большие расстояния.
II Электрическое разделение сетей. Для снижения емкостной состав ляющей и соответственно тока замыкания на землю в сетях до 1кВ потребителей подключают через разделительный трансформатор. Свыше 1кВ - используется компенсация емкостной составляющей токов замыкания на землю, ёмкость компенсируется индуктивностью. Индуктивность включается между нейтральной точкой и землёй.
III Контроль и профилактика повреждения изоляции. Различают три вида контроля изоляции: а) приёмосдаточные испытания проводятся перед сдачей оборудования, измеряется сопротивление изоляции без подключения потребителей. Напряжение подается больше чем рабочее на 15-20%. Замеряют сопротивление каждой фазы относительно земли и между каждой парой фаз на участках, ограниченных аппаратами защиты (замеряют мегомметром); б) эксплуатационный контроль (при подключении потребителей). U>Uраб на 6-10%. Объём и сроки испытаний приводятся в правилах ТБ или в правилах устройства электроустановок; в) постоянный контроль изоляции (даёт представление о состоянии изоляции путём звуковой или световой сигнализации).
IV Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с землёй или ее эквивалентом. Применяется в 3х фазных сетях с изолированной нейтралью до 1кВ и с любым режимом нейтрали > 1кВ. Обязательно в помещении с повышенной опасностью при U>42 В переменного тока и U = 110 В постоянного тока. В особо опасных помещениях обязательно независимо от величины напряжения. В помещениях без повышенной опас-
нести, защитное заземление обязательно при U>380 В постоянного тока и U>=440 В переменного тока.
Схема защитного заземления.
Ih=Uпр/Rh; Uпр=Iкз*Rз. Если суммарная мощность источников питания Р<100кВ*А, то сопротивление заземляющего устройства Rз<=10 Ом. Если Р>100кВ*А, то Rз<=4 Ом. Принцип действия: в сетях до 1кВ за счёт малого сопротивления заземления весь ток идет через заземлитель, напряжение прикосновения будет мало за счёт малого тока короткого замыкания. Свыше 1кВ: 1) малое Rз<=0,5 Ом; 2) из-за малого Rз растёт ток короткого замыкания, который приводит к срабатыванию релейной защиты и отключению электроустановки; 3) за счет роста тока короткого замыкания и растекания тока в грунте напряжение прикосновения мало вследствие роста потенциала в грунте и тем самым обеспечивается безопасность работающих.
Различают две системы защитного заземления:
1) контурное заземление, которое уменьшает как напряжение шага, так и напряжение прикосновения;
2) выносное - уменьшает напряжение шага.
Виды зазамлителей :
1) естественные заземлители (металлоконструкции здания, металлические трубопроводы, не имеющие изоляции и по которым не транспортируются горючие жидкости и газ, свинцовые оболочки кабелей).
2) искусственные заземлители (некондиционные металлические трубы, стержни, полосовая сталь, длина от двух до пяти метров, сечение до 48 мм2).