17.3. Классификация помещений и видов работ по степени опасности поражения электрическим током

Электроустановки сооружаются на открытом воздухе или в за­крытых помещениях. В зависимости от характера среды помеще­ния закрытых электроустановок классифицируются по их внут­ренней среде (табл. 17.2) и по степени опасности поражения лю­дей электрическим током (табл. 17.3).

Таблица 17.2

Классификация помещении электроустановок по их внутренней среде

Класс помещения	Характеристика помещения
Сухие	Относительная влажность не превышает 60 %
Влажные	Относительная влажность больше 60 %, но не превышает 75 %. При этом выделение паров и влаги происходит кратковременно
Сырые	Относительная влажность длительно превышает 75 %
Особо сырые	Относительная влажность близка к 100 % (стены, пол, потолок покрыты влагой)
Жаркие	Температура воздуха в помещении длительно превышает +300 С
Пыльные	Наличие пыли в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов
С химически активной средой	Наличие паров или отложений, действующих разру­шающе на изоляцию и токоведущие части электро­оборудования

Таблица 17.3

Классификация помещений электроустановок по электробезопасности

Класс помещения	Характеристика помещения
Без повышенной опасности	Отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность
С повышенной опасностью	1. Сырость или проводящая пыль 2. Токопроводящие полы — металлические, земляные, кирпичные и т.д. 3. Высокая температура 4. Возможность одновременного прикосновения человека к металлическим частям, имеющим соединение с землей, и к металлическим корпусам электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции
Особо опасные	1. Особая сырость 2. Химически активная среда 3. Наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности

Примечание. Помещения характеризуются наличием одного из перечислен­ных условий.

Категории электроустановок. В зависимости от величины рабо­чего напряжения электроустановки условно разделяются на две категории: до 1000В и выше 1000 В. Это деление предусмотрено Правилами устройства электроустановок и Правилами техники безопасности. Правила техники безопасности для установок на­пряжением до 1000В в ряде случаев несколько упрошены. Поэто­му стаж для работающих в установках до 1000В не засчитываете» при присвоении квалификационной группы работнику, перехо­дящему на работу в установки напряжением выше 1000В.

Анализ опасности поражения людей электрическим током. Пора­жение человека электрическим током возникает при замыкании электрической цепи через тело, т. е. в случае прикосновения чело­века к двум точкам электриче­ской цепи, между которыми имеется некоторое напряжение. В трехфазных сетях переменного тока возможно включение тела человека в электрическую цепь между одним проводом и землей (однофазное включение) и меж­ду двумя проводами (двухфазное включение).

В этих случаях через человека пройдет ток:

при однофазном включении (рис. 17.1)

Рис. 17.1. Схема однофазного включения человека в цепь трехфазного тока

при двухфазном включении (рис. 17.2)

где — ток, проходящий че­рез тело, A; — линейное на­пряжение сети, В; — фазное напряжение, В; — сопро­тивление тела человека, Ом.

Рис. 17.2. Схема двухфазного вклю­чения человека и цепь трехфазного тока

Однофазное включение ме­нее опасно по сравнению с двух­фазным, так как напряжение в этом случае меньше линейного в 1,73 раза.

Понятие о замыкании на зем­лю и о зоне растекания тока. Опасность поражения электри­ческим током возникает при за­мыканиях на землю или на корпус находящихся под напряжением токоведущих частей. Замыкани­ем на землю называется случайное электрическое соединение нахо­дящихся под напряжением частей электроустановки с землей не­посредственно или через металлические конструктивные части.

Замыканием на корпус называется случайное соединение токове­дущих частей электроустановки с заземленными металлическими корпусами, баками или другими конструктивными элементами элек­троустановки, нормально не находящимися под напряжением.

При стекании тока в землю образуется так называемая зона ра­стекания тока — участок земли, в пределах которого наблюдается заметное напряжение, создаваемое растекающимся током (рис. 17.3). Ток стекает в землю с вертикального стержня, находящегося в земле. Линии тока в земле направлены перпендикулярно стержню.

Рис. 17.3. Схема растекания тока при замыкании на землю

Напряжение на поверхности земли уменьшается вдоль линий тока по мере удаления от опоры. Линии равного напряжения на некотором расстоянии от стержня образуют окружности с цент­ром в середине их расположения. В зоне растекания тока вблизи стержня кривая распределения напряжения имеет крутой спад. Растекание тока часто представляют в виде графика, по вертика­ли откладываются значения напряжения в вольтах или относи­тельные величины

где U_x - напряжение на поверхности земли в рассматриваемой точке, U_з — напряжение стержней, равное полному напряже­нию в месте замыкания на опору, а по горизонтали — расстоя­ния от проводника в относительных единицах по отношению к длине стержня X/l. На основании характера кривой распределения напряжения (в зависимости от относительного расстояния от стер­жня Х/1) установлено, что на расстоянии, равном одной длине стержня, происходит основной спад напряжения (60 %). Напря­жение на поверхности земли становится малозаметным на рас­стоянии от заземлителя около 20 м. Зона земли за пределами зоны растекания тока, в которой напряжение на поверхности земли становится малозаметным, условно называется зоной нулевого по­тенциала.

Напряжение шага. Если человек окажется в зоне растекания тока I_з, и будет стоять на поверхности земли, имеющей разные напря­жения U₁ и U₂ в местах, где расположены ступни ног, то на длине шага возникает напряжение шага U_ш, соответствующее разности этих напряжений. Через ноги человека замкнется электрическая цепь, и через тело человека потечет электрический ток, опас­ность которого зависит от его величины (рис. 17.4):

где U₁, — напряжение в точке нахождения первой ноги, U₂ — на­пряжение в точке нахождения второй ноги, т.е. напряжение шага зависит от величины шага В: чем больше шаг, тем больше напря­жение шага.

Рис. 17.4. Напряжение шага человека

Величина тока, протекающего через тело человека I_чел, попав­шего под напряжение шага U_ш, определяется из выражения:

где — сопротивление тела человека, Ом; — сопротивле­ние растеканию тока в земле от одной ноги до другой, Ом. Это сопротивление зависит в основном от удельного сопротивления поверхности земли р_s , Ом*м, от площади ступней ног и длины шага.

Из формулы следует, что ток через человека при попадании под напряжение шага тем меньше, чем больше удельное сопро­тивление поверхностного слоя земли, на котором стоит человек. В данном случае сопротивление обуви не учтено, так как оно может быть малым (например, при сырой обуви, наличии в подошвах гвоздей и т.п.). Но если работник надел диэлектрические галоши или боты, то сопротивление этих изделий включается последова­тельно с сопротивлением верхнего слоя земли и при этом ток, проходящий через человека, уменьшается.

Напряжение прикосновения. При замыкании токоведущих час­тей на землю или на корпус нормально изолированные части элек­троустановки могут оказаться под напряжением. Падение напря­жения в сопротивлении тела человека называют напряжением при­косновения.

На рис. 17.5 показаны электроустановки 1 и 2, присоединен­ные к заземлителю R₃. Кривая характеризует изменение потен­циала на поверхности земли вблизи заземлителя.

Рис. 17.5. Напряжение прикосновения:

1,2 — электроустановки

При прикосновении человека к электроустановке 1, он оказы­вается под напряжением U_пр1, равным разности ординат AD и CD. Эта разница является только частью напряжения U_пр2= I₃R₃, т. е. того напряжения, под которым находится человек, прикоснув­шийся к электроустановке 2.

В случае, если электроустановка находится в точке О над заземлителем, то напряжение прикосновения будет равно нулю.

Напряжение прикосновения в поле заземлителя в общем виде определяют по следующей формуле:

где α₁≤1 — коэффициент напряжения прикосновения.