Анализ условий поражения электротоком.
Опасность электропоражения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, и зависит от ряда факторов: условий включения человека в цепь, напряжения и схемы сети, режима ее нейтрали, сопротивления элементов электрической сети и др.
Поражение током может произойти в следующих ситуациях:
при одновременном прикосновении к двум фазам электроустановки трехфазного тока (рис.22222, а);
при однофазном прикосновении неизолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановки (рис.22222 б);
при прикосновении неизолированного от земли человека к металлическим нетоковедущим частям оборудования, оказавшимися под напряжением из-за пробоя изоляции на корпус (рис.22222 в, г);
при приближении человека, неизолированного от земли на опасное расстояние к токоведущим частям электроустановки и его прикосновении к двум точкам грунта, находящегося под разными потенциалами, в поле растекания тока (шаговое напряжение) (рис.22222 д);
при освобождении другого человека, попавшего под напряжение (рис.3333).
Uш
а б в г д
Рис. 22222. Возможные ситуации поражения человека электрическим током
Наиболее характерными являются две схемы включения человека в трехфазную электрическую цепь: между проводами (двухфазное включение) и между одним проводом и землей (однофазное включение).
При одновременном прикосновении к двум фазам электроустановки трехфазного тока человек попадает под действие линейного напряжения и ток пойдет через его организм, как показано на рис. 22222 а.
П
Uш
Между землей и человеком при его прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования возникает напряжение прикосновения - напряжение прикосновения величина которого нормируется по ГОСТу 12.1.013/ Электроустановки (электрические сети) подразделяются: по напряжению на установки - с номинальным напряжением до 1000 В и выше 1000 В; по режиму нейтрали источника питания - сети с глухозаземленной и изолированной нейтралью. Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (RО). Ток, который пойдет через организм человека показан на рис. (рис.2222 в). Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора неприкрепленного к заземляющему устройству или присоединяемая через большое сопротивление (RЗ). Полное сопротивление изоляции фазы относительно земли имеет две составляющие: активную и емкостную. В не протяженной сети (промышленный ток f≤50 Гц) емкостная часть тока незначительна. В сети протяженной или f>50 Гц преобладает емкостная составляющая.
При прикосновении человека к металлическим нетоковедущим частям оборудования, оказавшимися под напряжением из-за пробоя изоляции на корпус с изолированной нейтралью возникает ток, который пойдет через его организм, как показано на рис. (рис.2222 г).
Напряжение прикосновения зависит от закона изменения потенциала на поверхности грунта и расстояния между человеком и заземлителем. Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от места заземления и за пределами зоны растекания тока равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли.
Под зоной растекания, понимается зона земли, за пределами которой электрический потенциал, возникший из-за замыкания токоведущих частей на землю, может быть условно принят равным нулю.
При попадании человека в зону растекания разрядного тока, он пройдет через его организм, как показано на рис. (рис.2222 д). Любая точка на поверхности земли, находящаяся в точке растекания получает определенный потенциал, который уменьшается по мере удаления от точки соприкосновения провода с землей. Попадание под действие электрического тока происходит в момент, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих разные электрические потенциалы. Чем шире шаг – тем больше разница потенциалов и тем вероятнее поражение электрическим током. Напряжение шага (UШ) повышается по мере приближения человека к месту замыкания провода на землю и при увеличении величины шага. Практически напряжение шага падает до нуля на расстоянии 20 м от точки падения провода. Выходить из зоны поражения следует мелкими шагами. Шаговое напряжение - это между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Шаговое напряжение зависит от удельного сопротивления грунта и силы, протекающего через него тока.
Для исключения поражение током, освобождать человека, попавшего под напряжение цепи <1кВ, необходимо за сухую одежду, а попавшего под напряжение >1кВ - с помощью изолирующей штанги (рис.33333).
Рис.3333. Способы освобождения человека, попавшего под напряжение цепи.
Основные нормативно технические документы по электробезопасности:
ГОСТ 12.1.009 -- определения и термины; ГОСТ 12.1.013 -- общие требования электробезопасности; ГОСТ 12.1.030 -- защитное заземление, зануление; ПУЭ-2001 (правила устройства электрических установок); ПТЭЭП - 2003 - правила технической эксплуатации электроустановок потребителей; ПОТ РМ 016 -2001 г. - правила охраны труда при эксплуатации электроустановок (межотраслевые), а также на основании: классификации электроустановок в зависимости от режима работы и номинального линейного напряжения идет классификация.
При работе с элекроустановками необходимо соблюдать требования электробезопасности.
Электробезопасноть – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Для учета условий, в которых находится работающий, согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все производственные помещения по опасности поражения током разделяются на три категории.
1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;
2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %) или токопроводящей пыли (оседающей на проводах, проникающей внутрь машин, аппаратов и др.);
токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);
высокой температуры (длительно превышает +35оС);
возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединениям с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам и др., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой;
3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием следующих условий, создающих особую опасность:
особой сырости (относительная влажность близка к 100%; потолок, стены, пол, предметы покрыты влагой);
химически активной или органической среды (длительно содержатся агрессивные поры, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части);
одновременно двух или более условий повышенной опасности.
Квалификация персонала подразделяется на: административно-технические; оперативные; ремонтный; оперативно-ремонтный.
Меры защиты от поражения электрическим током.
Объем и содержание организационных и технических мероприятий, а также необходимые технические средства определяют исходя из рабочего напряжения установки, характера производственной среды и категории выполняемых работ.
Работы в действующих установках по мерам безопасности разбивают на 4 категории: при полном снятии напряжения; при частичном снятии напряжения; без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением; без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением
Правилами техники безопасности определены требования к персоналу, обслуживающему электроустановки.
К организационным мероприятиям обеспечения электробезопасности относятся: медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж, проверка знаний правил безопасности и инструкций; допуск к проведению работ с электроустановками с оформлением наряда-допуска, распоряжения или перечня работ в порядке текущей эксплуатации; проведение работ под контролем ответственного лица.
Технические мероприятия при проведении работ с отключением напряжения в действующих электроустановках или вблизи них заключаются в запирании приводов, снятии предохранителей, отсоединении концов питающих линий, установке ограждений и знаков безопасности, наложении заземлений. При работах на токоведущих частях, находящихся под напряжением, или вблизи них технические мероприятия включают в себя выполнение работ не менее чем двумя лицами, ограждение опасных зон (для установок напряжением до 1000 В расстояние, ограничивающее опасную зону, составляет не менее 1,5 м от электроустановки), применение электрозащитных средств, знаков безопасности и предупредительных плакатов.
Технические меры защиты в электроустановках включают: технические способы и средства защиты; защиту от электродуги; защиту от прикосновения к токоведущим частям; защиту от прикосновения к частям оборудования, находящимися под напряжением; защиту от шагового напряжения.
Технические способы и средства защиты включают: защитное заземление; защитное зануление; защитное отключение; выравнивание потенциалов; дополнительную изоляцию токоведущих частей; электрическое разделение сетей и компенсация замыкания тока на землю; блокировка защитного ограждающего устройства; средства защиты и предохранительные приспособления.
Для защиты от электродуги применяются ограждающие устройства, блокировки (размыкание сети при открытии двери).
При защите от прикосновения к токоведущим частям применяются следующие способы защиты: дополнительная изоляция токоведущих частей; недоступность токоведущих частей посредством ограждения или расположение их на доступных высоте или месте; применение блокировок, сигнализации.
Защита от прикосновения к частям оборудования, находящимися под напряжением предусматривает применение защитного заземления, зануления, защитного отключения.
Области применения защитных заземлений и зануления: во всех случаях при номинальном напряжении переменного тока Uп=380В; в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях при напряжении Uп=42…380В.
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага.
Заземляющее устройство - совокупность металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземленные части электроустановки с заземлителем.
Защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т. е. замыкание между фазным и нулевым проводами в целях создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. При занулении отключается одна аварийная фаза.
Защитное отключение - быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Эта опасность возникает при следующих повреждениях: неисправность заземления, зануления; снижение сопротивления изоляции; замыкание на землю. Повреждения установки ведут к изменению параметров, которые являются входными величинами в работе защитного отключения (ток замыкания на землю при пробое, увеличенное сопротивление изоляции проводников и т.д.). Защитное отключение применяется в следующих случаях: в качестве единственной меры защиты; в качестве основной совместно с заземлением или занулением; дополнение к защитному заземлению или занулению. При срабатывании защитного отключения отключаются все три фазы электроустановки.
Защита от шагового напряжения состоит из контурного защитного заземления для выравнивания потенциалов на грунте в зоне растекания тока.