Бжд электробезопасность на производстве. Московский государственный университет печати. Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту от опасного воздействия тока, электрической дуги и статического электричества.
Опасность поражения электрическим током отличается тем, что она является скрытой, т.е. человек не в состоянии обнаружить органами чувств наличие напряжения. Воздействие электрического тока способно вызвать различные формы нарушения жизнедеятельности, которые могут быть связаны с электротравмами и электрическим ударом.
Электротравма может быть вызвана воздействием электрического тока или электрической дуги. Основные виды электротравм:
1. электрические ожоги
2. металлизация кожи
3. электроофтальмия
4. механические повреждения
Электрические ожоги возникают при протекании сильных токов через кожные покровы. При этом пораженный участок со временем отмирает и долго не заживает.
Металлизация кожи - проникновение в верхние слои кожи частичек расплавленного металла, образующегося при коротком замыкании.
Электроофтальмия - поражение глаз УФ-лучами от электрической дуги.
Механические повреждения возникают при судорожных сокращениях мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате этого происходят переломы костей, разрывы мышц, сухожилий, сосудов.
Электрический удар - поражение ЦНС, которое по тяжести разделяют на четыре степени:
1 судорожное сокращение мышц без потери сознания.
2. судорожное сокращение мышц с потерей сознания.
3. потеря сознания с нарушением функции дыхания и сердечной деятельности (фибрилляция или остановка сердца).
4. Клиническая смерть - наступает с момента остановки сердца до начала гибели клеток коры головного мозга (длиться около 6 минут).
2. Исход поражения электрическим током человека
Исход поражения электрическим током зависти от силы, продолжительности и пути протекания тока через тело человека. При этом имеет значение частота и род тока (постоянный или переменный).
Наиболее опасным является переменный ток с частотой от 50 до 1000 Гц. Токи частотой свыше 500 000 Гц не оказывают поражающего воздействия, но опасны термическим действием.
Установлены следующие пороговые величины тока:
1. Порог ощутимого тока: наименьшая ощутимая сила тока 0,5 - 0,15 мА.
2. Порог неотпуекающего тока - наименьшая величина тока, при которой человек уже не может самостоятельно освободится из электрической цепи - 10-15 мА.
3. Порог фибрилляционного тока (фибрилляция - хаотичные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце выполняет большую работу, но не создает тока крови, в результате чего кровообращение прекращается) - 50-80 мА.
4. Смертельная сила тока 90-100 мА - прекращение дыхания и остановка сердца при длительности воздействия 3 сек. и более.
Значение силы тока, протекающего через тело человека зависит от электрического сопротивления всех элементов цепи, по которой проходит ток, в т.ч. и от сопротивления тела человека.
Сопротивление тела человека - величина непостоянная и складывается из активной составляющей (сопротивления наружного слоя кожи - эпидермы с толщиной 0,2 мм - 40 - 100 кОм) и реактивной (сопротивления внутренних тканей - 0,8 - 1 кОм). Сопротивление тела человека меняется в широких пределах и зависит от состояния кожи (сухая, влажная, чистая, наличие повреждений). Сопротивление цепи при воздействии тока на человека зависти также от плотности и площади контакта. При расчетах используется минимально возможное значение сопротивления тела человека, равное 1000 Ом.
Исход поражения зависит от пути прохождения тока через тело человека. Это не обязательно кратчайший путь, т.к. ткани значительно отличаются по удельному сопротивлению (костная, мышечная, жировая). Наиболее уязвимыми являются участки тела, где плотно сосредоточены нервные окончания: тыльная часть кисти рук, шея, виски. Электрический контакт в этих местах приводит смертельному исходу даже при очень малых величинах тока. Наиболее опасно прохождение тока через головной и спинной мозг, сердце и легкие. Важным фактором является продолжительность воздействия тока на организм человека. При длительном воздействии тока на организм человека сопротивление тела понижается, а ток вырастает до величины, способной вызвать остановку дыхания и фибрилляцию сердца. В цикле работы сердца, равном примерно 1 с, имеется фаза расслабления сердечной мышцы, составляющая 0,1 с (фаза Т), в этой фазе сердце наиболее уязвимо. На исход поражения током оказывает большое влияние психофизиологическое состояние человека, индивидуальные особенности его организма.
3. Действие электрического тока на животных.
В животноводстве возможно поражение электрическим током животных. Установлено, что поражающее воздействие тока тем ниже, чем больше живая масса животного. Однако сопротивление тела крупных животных обычно ниже, чем у человека, поэтому при одном и том же напряжении через тело животного проходит больший ток.
Сопротивление тела крупного рогатого скота между передними и задними ногами составляет в среднем 400- 600 Ом, а при падении животного уменьшается до 50-100 Ом в зависимости от влажности шерсти.
Ток, не вызывающий падение животного, при воздействии 30 с составляет 50 мА, не вызывает беспокойства при длительном воздействии - 7,5 мА, не влияет на молокоотдачу (при действии через вымя) ток 4 мА.
4. Схемы возможного включения человека в электрическую сеть.
Вероятность и степень опасности поражения электротоком зависит от того, каким образом произошло включение человека в электрическую сеть. Включение может быть 1-фазным и 2-фазным. Однофазное включение возникает при соприкосновении человека с токоведущими частями одной из фаз электроустановки, находящейся под напряжением. Мера опасности поражения в этом случае зависит от того, имеется ли на установке заземленная нейтраль или она изолирована.
При однофазном прикосновении человека к 3-фазной электрической сети с заземленной нейтралью, человек попадает под напряжение, величина протекающего через тело тока определяется по формуле:
1= __УФ__ = __Ц,
где: 1]ф - напряжение одной фазы (220 В) Ц, - напряжение между двумя фазами л"31Лф. Кобщ- общее сопротивление = К.тыв + К„6уви + К„ола + Кземп„
При однофазном прикосновении человека к сети с изолированной нейтралью человек подвергается воздействию линейного напряжения Ь"л. Ток проходит от места контакта через тело человека и изоляцию к другим фазам.
Величину 1ф определяют по формуле:
ь= ______ Ц>__
ф Кобщ+(Киз/^)
К.и, - сопротивление изоляции, Ом.
Двухфазное включение - это одновременное присоединение человека к различным фазам, при этом человек попадает под полное линейное напряжение. Во всех этих случаях включения человека в электрическую сеть, находящуюся под промышленным напряжением 220/380 В, величина тока, проходящего через тело человека, будет значительно выше пороговых значений.
5. Шаговое напряжение
Опасность поражения электрическим током может возникнуть в зоне растекания тока в земле, что происходит при обрыве провода и его замыкании на землю. Это происходит также при срабатывании защитного заземления и системы молниезащиты во время грозы.
При попадании человека в зону растекания тока он оказывается под шаговым напряжением.
Ц» = ^г - VI
где ТЛ2 и III - потенциалы точек на поверхности земли, которые касаются ноги человека.
Максимальное напряжение возникает в точке касания провода, оно снижает по мере удаления по уравнению гиперболы. На расстоянии 1 м от точки касания оно составляет 0,5 -0,7 Ц^., а на расстоянии 20 м приближается к 0. Величина шагового напряжения зависит также от потенциала на оборванном проводе, сопротивления земли и длины шага. Поэтому выходить из зоны растекания тока необходимо короткими шагами (лучше прыжками). Возникающее в этом случае напряжение считается допустимым, если оно не превышает 40 В. Особенно опасно шаговое напряжение для крупных животных, у которых расстояние между передними и задними ногами больше длины шага человека и достигает значительных величин.
6. Классификация электроустановок и помещений по степени
электроопасности.
Все электроустановки классифицируются по значению рабочего напряжения. Правила безопасности устанавливают 2 группы электроустановок - с напряжением до 1000 В и свыше 1000 В. Применяемый термин «малое напряжение» соответствует номинальному напряжению 12, 24, 36, 42 В.
Опасность поражения электрическим током во многом зависит от среды, в которой эксплуатируются электроустановки. Влажная и запыленная среда уменьшает электрическое сопротивление изоляции и тела человека.
Все помещения по электроопасности подразделяются на 3 класса:
1. Помещения особо опасные - с относительной влажностью, близкой к 100%, химически активной средой и наличием двух и более факторов, создающих повышенную опасность (наличие токопроводящей пыли, токопрово-дящих полов, токопроводящих стен и потолков, с повышенной температурой и со значительным заполнением металлическими предметами, соединенными с землей). Сюда относятся большая часть производственных цехов, а также металлические гаражи, бани, подвалы, склады.
2. Помещения с повышенной опасностью - с относительной влажностью свыше 75%, а также наличием одного фактора, создающего повышенную опасность.
3. Помещения без повышенной опасности - сухие, нежаркие, без то
копроводящей пыли, с изолирующими полами. К ним относятся цыплятники,
инкубаторы, подсобные помещения для обслуживающего персонала.
7. Мероприятия по защите от поражения электрическим током
Безопасность электроустановок обеспечивается следующими мерами защиты:
1. надежной изоляцией
2. недоступностью токоведущих частей
3. защитным заземлением
4. защитным занулением
5. выравниванием потенциалов
6. автоматическим отключением
7. предупредительной сигнализацией, надписями и плакатами.
1. Электрическая изоляция выполняется из диэлектриков -резины и полимерных материалов. Повреждение изоляции является основной причиной поражения электрическим током. Для проверки надежности изоляции используется прибор мегомметр. Проверка электрического сопротивления изоляции должна проводится не реже 1 раза в год в помещениях без повышенной опасности, в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не реже двух раз в год. Если сопротивление изоляции снижается на 50% от первоначальной величины, необходима ее замена.
Изоляция силовой и осветительной электропроводки считается достаточной, если ее сопротивление между проводом каждой фазы и землей или между разными фазами составляет не менее 0,5 МОм.
1. Недоступность токоведущих частей обеспечивается установкой защитного ограждения в виде шкафов, кожухов, ящиков из металла. Для этой цели может применяться также различного вида блокировки, которые обеспечивают автоматическое снятие напряжения со всех элементов электроустановки при ошибочных действиях оператора.
2. Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления состоит в устранении опасности поражения электрическим током при появлении случайного напряжения на деталях электрооборудования в момент замыкания на корпус токоведущих частей. Защитное заземление снижает напряжение прикосновения и шага до безопасных значений, что обеспечивается меньшим значением электрического сопротивления.
3. Защитное зануление применяется в 3-фазных 4-проводных сетях с заземленной нейгралью. Оно заключается в преднамеренном электрическом соединении нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением с нулевым проводом. При этом в случае пробоя на корпус, т.е. замыкании между фазным и нулевым проводом протекающие большие токи выводят из строя плавкие предохранители или вызывают срабатывание автоматов, отключающих электроустановку
4. Выравнивание потенциалов применяется в помещениях с повышенной электроопасностью для снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение человека или животного. По мере удаления от заземленных частей потенциал поверхности земли будет уменьшаться, опасность поражения будет возрастать, с целью снижения этой опасности металлические детали (стойла, транспортеры, трубопроводы) соединяются со стальной полосой, уложенной по полу.
5. Автоматическое отключение - быстродействующая релейная защита, обеспечивающая отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током. Она применяется в первую очередь в передвижных электроустановках, где трудно обеспечить защитное заземление.
6. Предупредительная сигнализация - мигающие или постоянно горящие лампочки, сигнализирующие о наличии на установке или в сети электрического тока. Это также предупредительные знаки: «Осторожно! Электрический ток!», таблички-указатели с надписями: «Не включать - работают лю-ди!>>, «Опасно - высокое напряжение!», «Не влезай- убьет!»
8. Изолируюгпие защитные средства
Изо тирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию человека от токоведущих частей или заземленных частей электрооборудования и от земли. Они делятся на основные и дополнительные.
Основные - выдерживают рабочее напряжение электроустановок, при помощи них можно касаться токоведущих частей оборудования без опасности поражения. К ним относят диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, инструмент с изолированными рукоятками.
Дополнительные - обладают недостаточной изоляцией, поэтому не могут обеспечить безопасность работающего. Их применяют в сочетании с основным средствами. Сюда относятся диэлектрические галоши, боты, коврики, изолирующие подставки.
9. Молниезащита.
Молния - разряд атмосферного электричества. Каждому разряду предшествует процесс разделения и накопления электрических зарядов в грозовых облаках. В грозовом облаке накапливается заряд, который индуцирует на поверхности земли противоположный заряд. Разряд начинается от облака, снизу от земли развивается встречный разряд. Грозовой разряд может проявиться в виде прямого удара, а также электрической или электромагнитной индукции или в виде накопления потенциала на металлических конструкциях. Наиболее опасен прямой разряд, т.к. в канале разряда протекают токи 200 - 500 кА и развиваются температуры до 30000°С. Это может быть причиной пожаров, взрывов и поражений людей и животных.
Молниезащита - система защитных мероприятий, предназначенных для обеспечения безопасности людей и животных, сохранности зданий и сооружений от поражения атмосферным электричеством. Для этой цели используются защитные молниеотводы, которые принимают на себя электрические заряды и отводят их в землю. Молниеотводы бывают стержневые (одинарные и двойные) и тросовые (многотросовые).
Молниеотвод состоит из 3-х частей: молниеприемника, токоотвода и за-землителя. Одностержневой молниеотвод образует защитную зону, представляющую собой двойной конус, образованный ломаной линией, которая охватывает пространство, не поражаемое молнией.
Заземлители должны быть установлены на расстоянии не менее чем в 5 м от пешеходных дорожек, тротуаров и других мест, где возможно пребывание людей и животных во избежание их поражения шаговым напряжением
10. Первая помощь при поражении электрическим током.
При поражении электрическим током необходимо срочно освободить пострадавшего от контакта с токоведущими частями. Если невозможно быстро отключить источник напряжения, необходимо оттащить пострадавшего, используя изолирующие защитные средства. При напряжении до 400 В можно использовать для этого любые не проводящие ток предметы - полиэтиленовый пакет, сухую ткань, сухую доску. Если пострадавший судорожно сжал провод и оторвать его невозможно, следует отделить пострадавшего не от провода, а от земли, подсунув под тело сухую доску. В некоторых случаях быстрее можно перерубить провода топором, лопатой или перекусить кусачками с изолированными ручками, что нужно делать по одному во избежание короткого замыкания.
При поражении электрическим током напряжением свыше 1000 В применять подручные средства нельзя, чтобы оттащить пострадавшего необходимо использовать изолирующие защитные средства (изолирующие штанги, клещи, диэлектрические боты или коврики). Можно также вызвать автоматическое отключение электроустановки, устроив в ней короткое замыкание на безопасном расстоянии от пострадавшего. Для этого можно набросить заземленный оголенный провод па 2 или 3 фазы. При этом нельзя находится на расстоянии ближе 3 м от заземления.
Если пострадавший потерял сознание, но дышит и у него прощупывается пульс, его надо уложить, расстегнуть ворот и пояс, дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать лицо водой. Нужно срочно вызвать врача. Когда пострадавший придет в себя, ему следует дать выпить 15-20 капель валерианы. Пострадавшему не следует много двигаться, продолжать работу, несмотря на удовлетворительное самочувствие во избежание последующих осложнений.
Если у пострадавшего отсутствует дыхание и сердечная деятельность, необходимо немедленно вызвать «скорую» и приступать к сердечно-неточной реанимации. Чем раньше она начата, тем выше шансов на выживание у пострадавшего.
2 Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Электроустановки - установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия; к ним также относятся установки, содержащие в себе источники электроэнергии (химические, гальванические). Электротравма - - травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.
3 технические - несоответствие электроустановок требованиям безопасности и условиям применения, связанное с дефектами изготовления, монтажа и ремонта; организационно-технические - несоблюдение технических мероприятий безопасности, осуществляемых потребителями на стадии эксплуатации; несвоевременная замена неисправного или устаревшего электрооборудования; организационные - невыполнение организационных мероприятий безопасности, несоответствие выполняемой работы заданию; организационно-социальные - работа в сверхурочное время; несоответствие работы специальности; нарушение трудовой дисциплины; допуск к работе на электроустановках лиц моложе 18 лет; привлечение к работе лиц, имеющих медицинские противопоказания. Причины электротравм
4 Особенности электротравматизма отсутствие видимых признаков опасности; возможность травмирования не только при прикосновении к частям установки, находящимся под напряжением, но и при перемещении по земле вблизи мест повреждения изоляции или мест замыкания на землю; снижение защитных свойств организма человека из-за внезапности воздействия электрического тока; возможность резких непроизвольных движений пострадавшего, которые могут привести к соприкосновению с другими токоведущими частями или к падению его с высоты.
5 Воздействие элетротока на организм человека биологическое –раздражение и возбуждение живых тканей организма. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, спазму голосовых связок; электролитическое - электролиз (разложение) органических жидкостей, в том числе крови, существенно изменяющий функциональное состояние клеток; тепловое - ожоги отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови; механическое - расслоение и разрыв тканей.
7 Электрический ожог – результат теплового воздействия электрического тока в месте контакта тела человека с электродом. Количество тепла, выделяемое в ткани тела человека при прохождении электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца: I Ч – ток, проходящий через тело человека (А); R Ч – сопротивление тела (Ом); t – время протекания тока через тело (с).
8 Виды электрических ожогов токовый (контактный) - возникает при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью – 38 % пострадавших от электрического тока; дуговой - обусловлен воздействием на тело человека электрической дуги – 25 %. Степени электрических ожогов: I степень – покраснение кожи; II степень – образование пузырей на поверхности кожи; III степень – омертвление и обугливание кожи; IV степень – обугливание подкожной клетчатки, мышц, костей.
9 Электрические знаки – это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. В отличие от ожогов электрические знаки обычно возникают при хорошем контакте кожи с электродом. По внешнему виду - круглые или эллиптические образования серого или желтоватого цвета с резко очерченными краями. Размеры не более 5-10 мм. В некоторых случаях форма электрического знака представляет собой отпечаток электрода. Электрические знаки могут возникнуть как в момент прохождения тока, так и спустя некоторое время после контакта с электродом. Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока. Болезненных ощущений не вызывают, со временем исчезают.
10 Металлизация кожи – это повреждение участка кожи в результате проникновения в неё мельчайших частиц металлического электрода, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. Окраска металлизированного участка кожи зависит от металла электрода: зеленая – при контакте с красной медью, сине-зеленая – при контакте с латунью, серо-желтая – при контакте со свинцом. С течением времени металлизированная кожа обычно отслаивается, пораженный участок приобретает нормальный вид, исчезают болезненные ощущения.
11 Механическое повреждение – следствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, а также вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения – серьёзные травмы, лечение их длительное, но они происходят сравнительно редко.
12 Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, в спектре которой имеются вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные излучения. Возникает сравнительно редко (1-2 %), чаще всего при проведении электросварочных работ.
13 Электрический удар – электротравма, вызванная рефлекторным действием электрического тока (через нервную систему). Ток, проходя через тело человека, раздражает периферические окончания чувствительных нервов, в результате чего наступает возбуждение тканей организма, сопровождающееся сокращением мышц. При этом исход воздействия тока на организм может быть различен – от легкого сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или лёгких (смертельного поражения). Степени электрического удара: I степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания; II степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; III степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV степень – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
14 Электрический шок – тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на раздражение электрическим током. При шоке возникают глубокие расстройства дыхания, кровообращения, нервной системы, обмена веществ и других систем организма. При шоке сразу же после воздействия тока наступает кратковременная фаза возбуждения организма. У пострадавшего появляется реакция на боль, повышается артериальное давление. Затем наступает фаза торможения: истощается нервная система, снижается артериальное давление, ослабевает дыхание, падает и учащается пульс, возникает состояние депрессии. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить выздоровление, как результат активного лечебного вмешательства, или биологическая смерть.
15 Низковольтная (до 1000 В) электротравма Необходимо как можно быстрее: отключить рубильник, выключатель; разомкнуть штепсельное соединение; вывернуть пробки; удалить предохранители и пр. Если быстро отключить электроустановку невозможно, прежде чем прикоснуться к пострадавшему, спасатель обязан: Встать на сухие доски, бревна, свернутую сухую одежду, резиновый коврик или надеть диэлектрические галоши Надеть диэлектрические перчатки или обмотать руку сухой тряпкой, шарфом, защитить кепкой или краем рукава Не дотрагиваться до металлических предметов и до тела пострадавшего. Можно касаться только его одежды
16 Способы освобождения от токоведущего элемента любым сухим предметом, не проводящим ток (палкой, доской, канатом и т.д.); оттянуть пострадавшего за воротник или полу одежды; перерубить провод топором с сухим деревянным топорищем; перекусить (каждую фазу отдельно!) кусачками с изолированными рукоятками.
17 Высоковольтная (свыше 1000 В) электротравма Спасатель должен надеть диэлектрические боты, работать в диэлектрических перчатках. Действовать необходимо изолирующей штангой или изолирующими клещами, расчитанными на соответствующее напряжение. Остальное – как при низковольтной травме.
18 Факторы, влияющие на тяжесть поражения электротоком Электрическое сопротивление тела человека (от 3 тыс. до 100 тыс. Ом на поверхности сухой, чистой, неповрежденной кожи до Ом внутри тела). Безопасное напряжение: R Ч – расчетное сопротивление тела человека (1000 Ом) I БЕЗ – условно безопасная сила тока (10 мА) Род тока (переменный ток опаснее постоянного)
19 Факторы, влияющие на тяжесть поражения электротоком Частота тока (наиболее опасна промышленная частота 50 Гц) Путь прохождения тока в теле человека (наиболее вероятные и, одновременно, наиболее опасные пути протекания тока: рука-рука, рука- нога, нога-нога) Индивидуальные особенности организма (повышенная восприимчивостью к электротоку у лиц, страдающих болезнями сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервной системы и кожи
20 Характер воздействия тока на организм человека Ток, мА Переменный (50 Гц) ток Постоянный ток 0,5- -1,5 Начало ощущений: слабый зуд, пощипывание кожи Не ощущается Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов Усиление ощущения нагрева кожи Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов (неотпускающий ток) Значительный нагрев в месте контакта и в прилегающей области кожи Очень сильная боль в руках и в груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном воздействии может наступить остановка дыхания или потеря сознания Сильный нагрев, боли и судороги в руках, При отрыве рук от электродов – сильные боли Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном воздействии может наступить фибрилляция сердца Очень сильный поверхностный и внутренний нагрев. Сильные боли в руке и в области груди. Руки невозможно оторвать от электродов Фибрилляция сердца через 2-3 с, ещё через несколько секунд – остановка дыхания То же действие, но выраженное сильнее. При длительном действии – остановка дыхания
21 Критерии безопасности в электроустановках Для расчета и разработки защитных мер в электроустановках в качестве исходных нормируемых величин рекомендуются три первичных критерия электробезопасности: пороговый ощутимый ток – наименьшее значение ощутимого тока, при частоте 50 Гц в среднем он составляет 1 мА; пороговый неотпускающий ток – человек может самостоятельно освободиться от действия тока, величина тока 10 мА; пороговый фибрилляционный ток – ток 50 мА и более может вызвать фибрилляцию желудочков сердца. Условно безопасная сила тока - 10 мА Смертельный ток мА
22 Классификация электроустановок и производственных помещений Помещения без повышенной опасности - характеризуются отсутствием признаков повышенной и особой опасности. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих факторов: сырость (относительная влажность > 75 %); высокая температура воздуха (> 35 град. С); токопроводящая пыль; токопроводящие полы; возможность одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электроприемников, с другой стороны.
75 %); высокая температура воздуха (> 35 град. С); токопроводящая пыль; токопроводящие полы; возможность одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электроприемников, с другой стороны.">
23 Классификация электроустановок и производственных помещений Особо опасные помещения - характеризуются наличием одного из факторов: особая сырость (относительная влажность воздуха ~ 100 %); химически активная среда (содержащиеся в воздухе пары действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования); два или более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
26 Однофазное прикосновение к сети U Ф – фазное напряжение; R Ч – сопротивление тела человека (1 к Ом); R ОБ и R П – сопротивления обуви и пола; R ИЗ – сопротивление изоляции фазных проводов сети относительно земли в установках с изолированной нейтралью (U до 1 кВ)
27 Однофазное прикосновение к сети U Ф – фазное напряжение; R Ч – сопротивление тела человека (1 к Ом); R ОБ и R П – сопротивления обуви и пола; R О – сопротивление заземления нейтрали трансформатора в установках с глухозаземленной нейтралью (U до 1 кВ)
28 Распределение потенциалов в зоне растекания тока 1 – электроприемник (заземленное электрооборудование); 2 – заземляющий зажим; 3 – заземляющий проводник; 4 – заземляющее устройство; 5 – кривые распределения: а-потенциалов; б-напряжения прикосновения.
29 Растекание тока в земле при замыкании Распределение потенциала на поверхности земли: I З – ток замыкания на землю; ρ – удельное сопротивление грунта. Напряжение прикосновения: φ З – потенциал корпуса; φ Х – потенциал точек почвы, в которых находятся ноги человека
Как направление научных исследований и инженерных разработок электробезопасность начало во второй половине XIX в., Когда быстро внедрялась электрическая энергия в различных сферах жизнедеятельности общества.
Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, защищающих людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Сначала электрический ток как фактор опасности не рассматривали. В 1862 г.. Было описан случай смертельного поражения человека при случайном прикосновении к токоведущим частям в сети постоянного тока. Впоследствии несчастные случаи участились.
Некоторые исследователи считают, что к гибели человека приводят достаточно большие токи, другие утверждают, что смерть возможна при поражений незначительным током. Статистические данные свидетельствуют о разнообразные реакции человека на действие электрического тока и особую чувствительность к малым токам.
Действие электрического тока вызывает электрические травмы. их условно подразделяют на:
1) местные - четко очерченные местные нарушения целостности тканей тела, в т. Ч. Костной ткани под влиянием электрического удара или электрической дуги. Чаще всего это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, иногда других мягких тканей, а также связок и костей;
2) общие (электрические удары), поражающие весь организм из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.
При контакте с электрическим током все эти виды действуют одновременно, но последствия бывают разными в зависимости от обстоятельств. Неосторожное обращение с электрическим током в промышленности приводит к таким травмам: 20% - местные электротравмы, 25% - электрические удары, 55% - смешанные травмы (одновременно местные электротравмы и электрические удары). Более 85% смертельных поражений электрическим током обусловленные электрическими ударами.
В зависимости от последствий поражения электрические удары разделяют на пять степеней: судорожное, едва ощутимое сокращение мышц; судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными болями, но без потери сознания; судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца; потеря сознания, нарушение сердечной деятельности или дыхания; клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Электрический удар может привести к расстройству организма (сердечно-сосудистые, нервные заболевания, ослабление памяти и внимания, общей устойчивости организма), что проявляется сразу или через несколько часов, дней, даже месяцев.
На последствиях поражения организма сказываются прохождения тока, его частота и др. (Табл. 3.3).
Таблица 3.3
Характеристика действия электрического тока на организм человека в зависимости от его вида и величины
|
Сила тока, мА |
Переменный ток частотой 50 Гц |
постоянный ток |
|
Слабый зуд, пощипывание кожи |
не ощущается |
|
|
Ощущение распространяется, слегка сводит мышцы |
не ощущается |
|
|
Волевые ощущения усиливаются, судороги |
Слабое нагревание кожи |
|
|
Сильная боль, судороги, руки трудно оторвать от электродов |
нагрев усиливается |
|
|
Невыносимую боль, руки нельзя оторвать от электродов |
Нагрев усиливается еще больше |
|
|
Сильную боль. Руки парализуются, их невозможно оторвать от электродов, усложняется дыхание |
Кожа нагревается, ощущается внутренний нагрев, сокращаются мышцы рук |
|
|
Паралич дыхания. Нарушается работа сердца |
Сильный нагрев. Руки нельзя оторвать от электродов |
|
|
паралич дыхания |
Паралич дыхания, фибрилляция сердца |
|
|
Быстрый паралич дыхания |
Паралич дыхания. В течение 3 с и более - фибрилляция сердца |
При больших токов, даже в случае кратковременного воздействия, одновременно с остановкой сердца наступает паралич дыхания. При отключении тока дыхания, как правило, самостоятельно не восстанавливается и требуется неотложная медицинская помощь (искусственное дыхание и закрытый массаж сердца).
Основные причины несчастных случаев, связанных с действием электрического тока, можно объединить в следующие группы:
Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
Неисправность защитных средств, которыми пострадавший касался токоведущих частей;
Появление напряжения на металлических частях электрооборудования (ограждениях, карнизах) вследствие повреждения изоляции токоведущих частей электрооборудования, замыкания фазы на землю и тому подобное;
Возникновение шагового напряжения вокруг токопроводящей линии, которая касается земли, на ее поверхности или полу, где стоит человек, вследствие замыкания провода на землю или неисправности заземления.
Итак, чтобы свести к минимуму риск поражения электрическим током, перед тем, как включать электроприбор, необходимо визуально проверить шнур на наличие механических нарушений. Электроприборы должны быть надежно заземлены согласно правилам его установки. Запрещено работать с электроприборами влажными руками, оставлять их без присмотра на длительное время. После окончания работы проверяют, все ли приборы выключены. В случае неисправности немедленно вызывают электричество.
Спасение жизни человека, пораженного током, во многом зависит от скорости и правильности действий лиц, оказывающих помощь. Прежде всего нужно как можно быстрее освободить пострадавшего от действия электрического тока. Если человек не потеряла сознание, ей нужно обеспечить покой до прибытия врача. Когда пострадавший дышит редко и судорожно, но прослушивается пульс, ему делают искусственное дыхание, при отсутствии дыхания, расширение зрачков и посинение кожи - искусственное дыхание и непрямой массаж сердца. Оказывать помощь необходимо еще до прибытия врача, поскольку искусственное дыхание и массаж сердца могут вернуть пострадавших к жизни.
5. Электробезопасность
По определению ГОСТ 12.1.009-76: "Электробезопасность − система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опас-ного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества".
Из всей совокупности ОВПФ наиболее травмирующим фактором является электрический ток.
В Российской Федерации ежегодно от электрического тока погибает ~ 2500 человек, откуда риск индиви-дуальной смерти от тока получается равным: 2500/145∙10 6 ≈ 16∙10 -6 , что втрое больше, чем в среднем на Земле (5∙10 -6). Доля электротравм среди всей совокупности несчастных слу-чаев на производстве составляла в России в 80-ые годы прошлого века 11.8% (каждая десятая травма на производстве свя-зана электрическим током).
С момента промышленного использования электри-ческой энергии пристальное внимание было направлено на специфику проявления электри-ческого тока, не обнаруживаемого без непосредственного кон-такта с токоведущей частью, находящейся под напряжением, и тяжесть его воздействия на человека. Многочисленные исследования и инженерно-технические разработки привели в настоящее время к созданию надеж-ной системы защитных мер от поражения током.
^
5.1. Электрический ток
Действие тока на человека.
Ток оказывает термическое, электролитическое и биоло-гическое действие.
По видам поражения воздействие подраз-деляется на:
- электротравмы - местное поражение тканей (ожоги, элек-трические знаки, металлизация кожи);
-электроудары - воздействие тока на весь организм.
По степени воздействия различают:
I степень - судорожные сокращения мышц без потери соз-нания;
II степень - судорожные сокращения мышц, потеря созна-ния;
III степень - потеря сознания, нарушение сердечной и/или дыхательной деятельности;
IV степень - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
^ Факторы , определяющие исход поражения электрическим током:
1.Значение тока I (основной поражающий фактор). Смер-тельным для человека значением тока промышленной часто-ты 50 Гц считается ток
При этом токе вероятность смертельного исхода наступа-ет для 5% людей.
Выделяют три характерных значения тока промышленной частоты при его протекании через человека:
пороговый ощутимый 0,6-1,5 мА, при котором появля-ются первые ощущения;
пороговый неотпускающий 10-15 мА, при котором че-ловек не может оторваться от токоведущей части под напря-жением (из-за судорог мышц);
пороговый фибрилляционный 100 мА, при котором воз-никают хаотические сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), в результате чего наступает смерть.
2. Напряжение прикосновения U пр, которое, согласно ГОСТ 12.1.009-76, представляет напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Напряжение прикосновения, а также электрическое сопро-тивление тела человека существенно влияют на исход пора-жения, так как определяют значение тока, проходящего че-рез тело человека, согласно закону Ома:
U пр = I h ∙R h
В аварийном режиме предельно допустимым напряжени-ем является 20В (при длительности воздействия более 1 с.).
3. Сопротивление тела человека R h . Оно определяется в основном сопротивлением кожи. Сопротивление R h , колеблет-ся у разных людей от 3 кОм до 100 кОм. Согласно ГОСТ 12.1.038-82, в нормальном режиме R h принимается равным 6,7 кОм. В аварийном режиме при расчетах принимается обычно равным 1000 Ом.
4. Длительность воздействия t. Предельно допустимый ток, который может воздейство-вать на человека без особых последствий в интервале време-ни t = 0,2 − 1с, определяется согласно ГОСТ 12.1.038-82 из вы-ражения: I ≈ 50/t, мА. Вероятность тяжелого исхода возрастает при I менее 0,2с, что связано с особенностями кардиоцикла. Поэтому время срабатывания быстродействующей защиты ориентируется на этот промежуток времени.
5. ^ Путь тока через тело человека (петля тока). Наиболее опасна петля тока по пути рука-рука, так как проходит через жизненно важные органы, наименее - нога-нога.
6. Род тока . Постоянный ток менее опасен, чем переменный, что вид-но по значениям пороговых токов, но это справедливо для напряжений менее 250-ЗООВ. Выпрямленный ток из-за нали-чия гармоник опаснее постоянного тока от аккумулятора.
7. ^ Частота тока f. Наиболее опасным является ток с частотой 20-100 Гц. При частотах меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения несколько уменьшается. Ток частотой более 500 кГц являет-ся неопасным с точки зрения электрического удара, но мо-жет вызвать ожоги. В принципе, можно считать, что опас-ность электрического тока в зависимости от частоты умень-шается обратно пропорционально .
8. ^ Контакт в точках акупунктуры . На теле имеются особые точки (точки акупунктуры), куда подходят нервные окончания, в результате чего сопротивле-ние в этих местах резко (на два порядка) снижается по срав-нению с соседними участками. Поэтому подвод тока к точкам акупунктуры резко увеличивает вероятность неблагопри-ятного исхода.
9. ^ Фактор внимания . Известно, что кровообращение центральной нервной системы под влиянием напряженного внимания уси-ливается. Это вызывает повышенное потребление кисло-рода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа элек-тронов в процессах биохимических реакций обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Значит, биосистему автоматического регулирования при усиленном кровообращении нервной системы расстроить сложнее. Сосредоточенный, внимательный к опасности че-ловек менее подвержен воздействию тока.
10. ^ Индивидуальные свойства человека (состояние здоро-вья, масса и пол человека и др.).
11. Условия внешней среды . По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) выде-ляют 3 класса помещений по опасности поражения электри-ческим током:
1 − без повышенной опасности (без признаков повышен-ной и особой опасности);
2 − повышенной опасностью (температура воздуха бо-лее 35"С, относительная влажность более 75%, наличие в воз-духе токопроводящей пыли, токопроводящий пол, возмож-ность одновременного прикосновения к заземленному объек-ту и к корпусу электроустановки);
3 − особо опасные (влажность около 100%, химически ак-тивная среда в воздухе помещения, наличие двух и более при-знаков повышенной опасности).
12. ^ Схема включения человека в цепь тока. Наиболее опасно двухфазное прикосновение, при котором человек касается проводов двух разных фаз (в трехфазной сети), и исход поражения (часто смертельный при напряже-нии 380В) не зависит от режима нейтрали сети.
Наименее опасно однофазное прикосновение к сети с изо-лированной нейтралью. Даже при токопроводящем основа-нии человек теоретически избежит неблагоприятного исхода.
^ Причины поражения электрическим током:
− случайное прикосновение;
− появление напряжения на корпусе электрооборудования;
− появление напряжения на отключенных токоведущих частях;
− напряжение шага.
^ Основные нормативные документы:
Правила устройства электроустановок (ПУЭ);
Правила эксплуатации (ПЭ) электроустановок потребите-лей и Правила техники безопасности (ПТБ) при эксплуата-ции электроустановок потребителей;
ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и оп-ределения;
ГОСТ 12.1.019-79 (СТ СЭВ 4830-84) ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.
ГОСТ 12.2.007.0-14-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Об-щие требования безопасности;
ГОСТ 12.3.019-80 ССБТ. Испытания и измерения электриче-ские;
ГОСТ 12.3.032-84 ССБТ. Работы электромонтажные;
ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.
ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования.
Средства защиты.
При разработке средств защиты от опасности поражения электрическим током реализованы следующие принципы обеспечения безопасности:
− снижения опасности (изоляция; применение малых на-пряжений);
− ликвидации опасности (защитное отключение);
− блокировки (оградительные устройства);
− информации (сигнализация, знаки безопасности, пла-каты);
− слабого звена (защитное заземление).
Средства коллективной защиты от электрического тока:
1. Защитное заземление.
2. Зануление.
3. Защитное отключение.
4. Применение малых напряжений.
5. Изоляция.
6. Оградительные устройства.
7. Сигнализация, блокировка, знаки безопасности, плака-ты.
Кроме перечисленных СКЗ, применяются СИЗ (инструмен-ты с изолированными рукоятками, коврики, токоизмерительные клещи и т.п.).
^ Защитное заземление − преднамеренное соединение с зем-лей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих час-тей оборудования, не находящихся под напряжением в обыч-ных условиях, но которые могут оказаться над напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.
^ Принцип действия защитного заземления − снижение до безо-пасных значений напряжений прикосновения и шага, обуслов-ленных "замыканием на корпус".
^ Область применения − трехфазные трехпроводные сети на-пряжением до 1000В с изолированной нейтралью и выше 1000В с любым режимом нейтрали. Принципиальная схема защит-ного заземления приведена на рис. 1.
а) 
б) 
Рис. 1. Принципиальная схема защитного заземления.
а) защитное заземление в сети с изолированной нейтралью до 1000В;
б) защитное заземление в сети с заземленной нейтралью выше 1000В.
1 - заземленное оборудование; 2 - заземлитель защитного заземления; 3 - заземлитель рабочего заземления;
r з, r о, - сопротивления соответственно защитного и рабо-чего заземлений.
Заземление или зануление электроустановок является обя-зательным в помещениях без повышенной опасности пора-жения током при переменном напряжении 380В и выше, по-стоянном напряжении − 440В и выше. В помещениях с повы-шенной опасностью и особо опасных необходимо заземлять или занулять установки, начиная с 42В переменного и 110В постоянного напряжения.
Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление установок обязательно независимо от напряжения сети.
Сопротивление заземления электроустановок должно быть не более 8; 4; 2 Ом для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением 220; 380; 660В соответственно. В ста-ционарных сетях до 1000В с изолированной нейтралью со-противление заземления должно быть не более 10 Ом (в со-четании с контролем сопротивления изоляции).
Занулением называется присоединение к неоднократно за-земленному нулевому проводу питающей сети корпусов и дру-гих конструктивных металлических частей электрооборудо-вания, которые нормально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением.
Принципиальная схема зануления приведена на рис. 2.
Рис. 2. Принципиальная схема защитного зануления.
1 – корпус; 2 − аппараты для защиты от токов короткого замыкания (предохра-нители);
Ro − сопротивление зазем-ления нейтрали сети; Rn − сопротивление пов-торного заземления нулевого провода; I − ток короткого замы-кания.
Принцип действия зануления − превращение пробоя на кор-пус в короткое однофазное замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить автоматически поврежденную установку из сети.
^ Область применения − трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью.
Первая помощь при поражении электрическим током долж-на оказываться немедленно (в течение первой минуты). Не-обходимо определить, что произошло, освободить (при необ-ходимости) пострадавшего от поражающего действия элек-трического тока; установить наличие дыхания, пульса, шока; организовать вызов скорой помощи; при необходимости, про-водить реанимационные мероприятия: искусственное дыха-ние, непрямой массаж сердца.
^
5.2. Статическое электричество
Статическое электричество − совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования, причем возникающий на них электрический потенциал достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт.
^ Опасность воздействия статического электричества проявляется в искровых разря-дах, которые могут явиться причиной воспламенения горю-чих веществ и взрывов, а также отрицательного воздействия на организм человека (слабые толчки, умеренный или силь-ный укол).
Статическое электричество может нарушать технологические процессы, создавать помехи в электронных приборах автоматики.
В производственных условиях накопление зарядов стати-ческого электричества происходит в следующих случаях:
1. При наливе электризующихся жидкостей (этилового эфира, бензола, бензина, спирта) в незаземленные резервуа-ры.
2. Во время протекания жидкостей по трубам, изолиро-ванным от земли.
3. При выходе из сопел сжиженных или сжатых газов.
4. Во время перевозки жидкостей в незаземленных цистер-нах и бочках,
5. При фильтрации через пористые перегородки или сет-ки.
6. При движении пылевоздушных смесей в незаземленных трубах и аппаратах.
7. В процессе перемешивания веществ в смесителях.
8. При механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную.
9. В ременных передачах во время трения ремней о шки-вы.
Основные методы защиты от статического электричества реализуют принцип слабого звена. Для предотвращения на-копления зарядов предусматривают:
защитное заземление;
добавки к обрабатываемым материалам антистатиков;
увеличение относительной влажности воздуха до 70%;
для людей - применение СИЗ (токопроводящей обуви, перил, поручней).
5.3. Молниезащита
Опасность поражения молнией заключается в прямом уда-ре и во вторичном проявлении молнии вследствие электро-статической и электромагнитной индукции. Сила тока в мол-нии − до 200000 А; температура канала − 6000 − 10000 о С. Наи-более подвержены поражению высокие объекты (трубы, мачты, ЛЭП).Нормативный документ, в соответствии, с которым опре-деляются мероприятия по защите от молний, − СН 305-77, а также "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" РД 34.21 122-87.
Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, со-хранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загорании и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молнии.
Физическая сущность молниезащиты заключается в на-правлении потока электричества по специальному провод-нику − молниеотводу от защищаемого объекта в землю для дальнейшего растекания тока.
Зона защиты молниеотвода − это часть пространства, внут-ри которого здание или сооружение защищено от прямых уда-ров молнии с определенной степенью надежности (зона за-щиты А − 99,5%; Б − 95% и выше).
Зона защиты одиночного молниеотвода представлена на рис.3.
Рис. 3. Зона защиты единичного стержневого молниеотвода:
1 - граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 - то же, на уровне земли; h - высота молниеотвода; h 0 - высота конуса защиты; h x - высота защищаемого объекта; r x - радиус зоны защиты на уровне высоты объекта; r 0 - радиус зоны зашиты объекта на уровне земли. Зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h 0 с радиусом основания на земле r 0 .
Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода вы-сотой h≤150 м представляет со-бой круговой конус с вершиной на высоте ho = 0,85h и с радиу-сом у основания r o ≈ 1,5h.
Радиус круга защиты r x на высоте защищаемого сооруже-ния:
R x = (1,1 − 0,002h)(h − h x /0,85).
Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (h x и r x), определить величину h. Эта зависимость для зоны Б имеет вид:
H =(r x +1,63 h x)/1,5.
Для молниеотводов других типов зависимости иные.
Кроме одиночного молниеотвода, существуют двойные и многократные стержневые молниеотводы, а также одиночные и двойные тросовые молниеотводы, которые применяются для протяжен-ных защищаемых объектов.
