Электробезопасность
Электробезопасность
Действие электрического тока на человека
В зависимости от условий, при которых человек подвергается действию электрического тока, последствия этого действия могут быть различны. Но всегда нужно ожидать его действия на нервную систему, которое наиболее опасно. Как известно, работа сердца регулируется нервными импульсами, исходящими от нервной системы, под действием которых происходит его сокращение в определенном ритме. Дыхание также управляется нервной системой. Действие электрического тока нарушает воздействия нервной системы на работу сердца и дыхания, что может привести к беспорядочному сокращению мышц сердца, называемому фибрилляцией, что равносильно его остановке, и к остановке дыхания, что ведет к смерти. Воздействия тока на нервную систему выражаются в виде электрического удара и шока. Возможны и другие воздействия тока на человека. Тепловое воздействие характеризуется различными ожогами, химическое воздействие сопровождается электролизом крови и других растворов в организме, нарушением их химического состава и функций в организме.
Различные величины тока частотой 50 Гц действуют следующим образом:
5…10 мА – боль в мышцах, судорожные их сокращения, руки с трудом можно оторвать от электродов;
10…20 мА – боли, руки невозможно оторвать от электродов;
25…50 мА – боль в руках и груди, дыхание затруднено, возможен паралич дыхания и потеря сознания;
50…80 мА – при длительном действии возможна клиническая смерть;
100 мА и более – при длительности более 3 с возможна клиническая смерть.
На рис. 18 показана эквивалентная схема сопротивления тела человека при его касании проводников так, что ток идет через тело. Сопротивление тела человека Zt зависит от активного сопротивления кожи Rк, емкости наружных слоев кожи Ск и внутреннего сопротивления тела человека Rт.
Рекомендуемые материалы
При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1 кОм при напряжении прикосновения 50 В и более и 6 кОм при напряжении прикосновения до 42 В.
Предельно допустимые величины напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, нормируются в зависимости от режима работы электроустановки – нормального или аварийного, вида установок – бытовых или производственных, длительности воздействия тока.
В аварийных режимах производственных электроустановок допустимые величины напряжения прикосновения и тока, проходящего через человека:
переменный ток 50 Гц 36 В 6 мА 400 Гц 36 В 8 мА, постоянный ток 40 В 15 мА при длительности воздействия более 1 с.
Системы с изолированной и заземленной нейтралью источника напряжения или трансформатора и опасность при касании человеком токоведущей части
Электроустановки могут входить в системы с глухозаземленной или изолированной нейтралью генератора или трансформатора. Нейтраль представляет собой общую точку соединенных обмоток генератора или трансформатора, потенциал которой в нормальных условиях нагрузки равен нулю, поэтому она также называется нулевой точкой.
Глухозаземленная нейтраль получается тогда, когда она соединяется с землей системой проводников и электродов, находящихся в земле около места установки генератора или трансформатора. От нейтрали идет провод, называемый нулевым, который соединяется с корпусом каждого приемника энергии. Системы с глухозаземленной нейтралью применяются для питания большинства производственных и бытовых электроприемников.
Способы защиты от поражения электрическим током в электроустановках
Общие сведения
Существуют следующие способы защиты, применяемые отдельно или в сочетании друг с другом: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сетей разного напряжения, применение малого напряжения, изоляция токоведущих частей, выравнивание потенциалов, применение надлежащей, в отдельных случаях двойной изоляции; применение ограждений токоведущих частей и электроаппаратов, закрытия доступа и др., средства личной безопасности; предупредительные знаки и другое.
В электроустановках (ЭУ) напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в ЭУ постоянного тока с изолированной средней точкой применяют защитное заземление в сочетании с контролем изоляции или защитное отключение.
В этих электроустановках сеть напряжением до 1000 В, связанную с сетью напряжением выше 1000 В через трансформатор, защищают от появления в этой сети высокого напряжения при повреждении изоляции между обмотками низшего и высшего напряжения пробивным предохранителем, который может быть установлен в каждой фазе на стороне низшего напряжения трансформатора.
В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью или заземленной средней точкой в ЭУ постоянного тока применяется зануление или защитное отключение. В этих ЭУ заземление корпусов электроприемников без их заземления запрещается.
Защитное отключение применяется в качестве основного или дополнительного способа защиты в случае, если не может быть обеспечена безопасность применением защитного заземления или зануления или их применение вызывает трудности
При невозможности применения защитного заземления, зануления или защитного отключения допускается обслуживание ЭУ с изолирующих площадок.
Защитное заземление
Заземлением называется соединение с землей нетоковедущих металлических частей электрооборудования через металлические детали, закладываемые в землю и называемые заземлителями, и детали, прокладываемые между заземлителями и корпусами электрооборудования, называемые заземляющими проводниками. Проводники и заземлители обычно делаются из низкоуглеродистой стали, называемой в просторечии железом.
Заземлители в виде штырей, вбиваемых в землю, называются электродами, и могут быть одиночными или групповыми. Заземлитель имеет характеристики, обусловленные стеканием по нему тока в землю. К характеристикам заземлителя относятся: напряжение на заземлителе; изменение потенциалов точек в земле вокруг заземлителя в зависимости от их расстояния от заземлителя в зоне растекания тока – вид потенциальной кривой; вид линий равного потенциала – эквипотенциальных линий на поверхности земли; сопротивление заземляющего устройства; напряжения прикосновения и шага.
Напряжение прикосновения. Напряжением прикосновения называется напряжение на корпусе электрооборудования с поврежденной изоляцией, к которому может прикоснуться человек. Это напряжение зависит от состояния заземления, расстояния между человеком и заземлителем, сопротивления основания, на котором стоит человек.
Напряжение шага. Напряжение шага возникает между ногами человека, стоящего на земле, из-за разности потенциалов на поверхности земли при растекании в земле тока замыкания на землю. Напряжение шага отсутствует, если человек стоит или на линии равного потенциала или вне зоны растекания тока, т. е. на расстоянии более 20 м от заземлителя.
Заземление предназначается для устранения опасности поражения человека электрическим током во время прикосновения к нетоковедущим частям, находящимся под напряжением. Это достигается путем снижения до безопасных пределов напряжения прикосновения и шага за счет малого сопротивления заземлителя. Областью применения защитного заземления являются сети переменного и постоянного тока с изолированной нейтралью источника напряжения или трансформатора.
Не требуют защитного заземления электроустановки переменного тока напряжением до 42 В и постоянного тока до 110 В.
Величина сопротивления заземляющего устройства нормируется “Правилами устройства электроустановок” (ПУЭ). Эта величина для электроустановок до 1000 В с изолированной нейтралью должна быть не более 4 Ом, а если мощность питающих сеть генераторов или трансформаторов, или их суммарная мощность не более 100 кВА, то сопротивление должно быть не более 10 Ом.
Для заземления могут быть использованы детали уже существующих сооружений, которые называются естественными заземлителями:
металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; металлические трубопроводы, проложенные в земле, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле; обсадные трубы скважин и т. д.
В качестве заземляющих и нулевых (см. ниже) проводников, соединяющих корпуса оборудования с заземлителями, могут применяться: специальные проводники; металлические конструкции оборудования и зданий; стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей; металлические открыто расположенные трубопроводы всех назначений, за исключением трубопроводов для горючих жидкостей и газов, канализации и центрального отопления.
Запрещается использовать в качестве заземляющих и нулевых проводников алюминиевые провода для прокладки в земле, металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы тросовой проводки, металлорукава, броню и свинцовые оболочки проводов и кабелей.
Проводники присоединяют к корпусам оборудования сваркой или болтовым соединением с обеспечением доступности для контроля или переделки при ухудшении контакта. Последовательное включение в цепь заземления или зануления отдельных корпусов оборудования запрещается.
Зануление
Зануление (рис. 4.12) предусматривает подключение корпусов оборудования к нулевому проводу или нейтрали. При этом должно быть выполнено глухое заземление нейтрали источника или трансформатора трехфазного тока, одного вывода источника однофазного тока, наличие нулевого провода и его повторного заземления.
Заземление нейтрали источника тока имеет целью понизить напряжение на корпусах оборудования и на нулевом проводе, с которым эти корпуса соединены, до безопасного значения при замыкании фазного проводника на землю, при этом создается путь для тока Iф-з (рис. 4.12).
Защитное отключение
Устройство защитного отключения (УЗО) состоит из чувствительного элемента, реагирующего на изменение контролируемой величины, и исполнительного органа, отключающего соответствующий участок сети.
Чувствительный элемент может реагировать на потенциал корпуса, ток замыкания на землю, напряжение и ток нулевой последовательности, оперативный ток. В качестве выключателей могут применяться контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели с независимым расцепителем, специальные выключатели для УЗО.
Назначение УЗО – защита от поражения электрическим током путем отключения ЭУ при появлении опасности замыкания на корпус оборудования или непосредственно при касании тоговедущих частей человеком.
Электрическое разделение сетей
Электрическое разделение сетей осуществляется через специальный разделительный трансформатор, который отделяет сеть с изолированной или глухозаземленной нейтралью от участка сети, питающего электроприемник. При этом связь между питающей сетью и сетью приемника осуществляется через магнитные поля, участок сети приемника и сам приемник не связываются с землей. Разделительный трансформатор представляет собой специальный трансформатор с коэффициентом трансформации, равном единице, напряжением не более 380 В, с повышенной надежностью конструкции и изоляции.
Использование малого напряжения
Малое напряжение (не более 42 В между фазами и по отношению к земле) применяется для ручного инструмента, переносного и местного освещения в любых помещениях и вне их. Оно применяется также в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для питания светильников местного стационарного освещения, если они расположены на высоте менее 2,5 м. Распространено в применении напряжение 36 В, а в замкнутых металлических емкостях должно применяться напряжение не более 12 В.
Выравнивание потенциалов
Как известно, напряжение прикосновения или шага получается тогда, когда есть разность потенциалов между основанием, на котором стоит человек, и корпусами оборудования, которых он может коснуться, или между ногами. Если соединить посредством дополнительных электродов и проводников места возможного касания телом человека, то не будет разности потенциалов и связанной с ней опасности.
Выравнивание потенциалов корпусов электрооборудования и связанных с ним конструкций и основания осуществляется устройством контурного заземлителя, электроды которого располагаются вокруг здания или сооружения с заземленным или зануленным оборудованием. Внутри контурного заземлителя под полом помещения или площадки прокладываются горизонтальные продольные и поперечные электроды, соединенные сваркой с электродами контура. При наличии зануления контур присоединяется к нулевому проводу.
Выравнивание потенциалов корпусов оборудования и конструкций осуществляется присоединением конструкций и всех корпусов к сети зануления или заземления.
Выравнивание потенциалов применяется как дополнительный технический способ защиты при наличии зануления или заземления в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных.
Устройство выравнивания потенциалов осуществляется по проекту.
Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
Помещения, в которых работают люди, принято классифицировать на три категории в отношении опасности поражения их электрическим током:
1. помещение без повышенной опасности;
2. помещение с повышенной опасностью;
3. особо опасные помещения.
Помещение без повышенной опасности:
· в них нет неизолированных проводов или корпусов электроустановок;
· неэлектропроводящие полы;
· влажность воздуха не более 60%; сухое, отапливаемое помещение;
· работа вентиляции, отсутствие загазованности, запыленности и др..
Помещение с повышенной опасностью:
Вам также может быть полезна лекция "1.3 Компьютерные сети".
· наличие неизолированных корпусов машин и возможность одновременного прикосновения человека к ним и конструкциям, имеющим соединение с землей;
· электропроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. д.);
· влажность выше 75% или наличие токопроводящей пыли;
· высокая температура (больше 35 оС)помещения;
Особо опасные помещения:
Признаки помещения с повышенной опасностью, + особая влажность, близко к 100% ( внутренние поверхности помещения покрыты влагой), t=35 градусов и выше, наличие паров кислот или щелочей в воздухе и др.
