ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА (1219538), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

5.1 Действие электрического тока на организм человека

Электрический ток проходит через человеческое тело тогда, когда человек касается двух точек одновременно (замыкая собой электрическую цепь, проходящую через него) и между которыми имеется напряжение. Сама же величина электрического тока (тока поражения человека) будет зависеть от того, к каким частям электрического оборудования прикасается человек, иными словами от условий самого поражения.

Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов и нервных волокон.

Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Существует прямое раздражающее действие тока на ткани, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих органов.

Все многообразие действия электрического тока приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам. [22]

Электрические травмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дугой (электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения).

Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.

Различают четыре степени электрических ударов:

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, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.[23]

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение дыхания и электрический шок.

Остановка сердца или его фибрилляция (то есть быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение) наступает при прямом или рефлекторном действии электрического тока.

Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующих в процессе дыхания, в результате – асфиксия (удушье по причине недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме).

Электрический шок – это тяжелая реакция организма в ответ на сильное электрическое раздражение, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Такое состояние продолжается от нескольких минут до суток. [22]

Условия, при которых возникает поражение электрическим током человека, это:

1. случайные прикосновения его к самим токоведущим частям и элементам электротехнического оборудования.

2. слишком близкие (недопустимые) расстояния от человека до электрооборудования, при ситуациях аварийного режима работы электроустановок и электрических систем.

3. в случаях некоторого несоответствия основных и важных параметров электрической установки требуемым нормам и нарушения общих правил по технике электробезопасности и непосредственной эксплуатации электрического оборудования, установок и систем.

Некоторые статистические данные причин, по которым люди попадают под удары напряжения:

56% — случайное прикосновение к открытым токоведущим частям, находящимся под напряжением.

23% — поражение электрическим током от частей оборудования, которые находятся под напряжением по причине плохой (повреждённой извне) изоляции в общей схеме данной электросистемы.

18% — удар током по причине естественного старения изоляции, что потеряла свои защитные свойства.

2% — протекание электрического тока при контакте со стенами, самой конструкций электрооборудования, полом, грунтом, на которых возникло напряжение в ситуации замыкания на землю.

1% — поражение электрическим током человека через возникшую дугу.

Электробезопасность – система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих вредное и опасное воздействие на работающих электрического тока и электрической дуги. Электробезопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование. [23]

Методы защиты:

• применение малых напряжений;

• электрическое разделение сетей;

• электрическая изоляция;

• защита от опасности при переходе с высшей стороны на низшую;

• контроль и профилактика повреждения изоляции;

• защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

• защитное заземление, зануление, защитное отключение;

• применение индивидуальных защитных средств.

Малое напряжение — это напряжение не более 42 В, применяемое в цепях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. В производстве чаще используют сети напряжением 12 В и 36 В. Для создания таких напряжений используют понижающие трансформаторы.

Для исключения опасности прикосновения к токоведущим частям электрооборудования необходимо обеспечить их недоступность. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. Ограждения применяют сплошные и сетчатые с размером ячейки сетки 25x25 мм. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек применяются в электроустановках до 1000 В.

5.2 Расчет зануления на отключающую способность

Широкое использование электроэнергии во всех сферах деятельности человека, неуклонный рост энерговооружённости труда повлекли за собой повышение опасности поражения человека электрическим током. Электрический ток не имеет каких-либо физических признаков или свойств, по которым человек мог бы его ощущать органами чувств, что усугубляет его опасность для человека. Электротравматизм составляет значительную долю в общем числе несчастных случаев.

В связи с этим важным является выбор защитных мер электробезопасности для обслуживающего персонала от поражения электрическим током.

Существующие электрозащитные мероприятия можно разделить на следующие основные группы:

1. Организационные мероприятия (для квалифицированного персонала), включающие оформление работ нарядом-допуском, подготовку рабочих мест и допуск к работе, надзор во время выполнения работы и т. п.

2. Организационно-технические мероприятия, включающие изоляцию и ограждение токоведущих частей электрооборудования; безопасные режимы работы сети; применение блокировок, защитных средств, защитной изоляции, сигнализации, переносных заземлителей, предупредительных плакатов; изолирование рабочего места и др.

3. Технические меры защиты, предусматривающие:

– защитное заземление;

– автоматическое отключение питания (защитное зануление, защитное отключение);

– уравнивание (выравнивание) потенциалов;

– двойную изоляцию, изолирование рабочего места;

– сверхнизкое (малое) напряжение;

– защитное электрическое разделение сетей;

– контроль, профилактика изоляции, обнаружение её повреждений, защита от замыканий на землю;

– защиту от перехода напряжения с высшей стороны на низшую; [23]

В стандарте ГОСТ 61140-2000 основное правило защиты от поражения электрическим током, сформулировано следующим образом: опасные токоведущие части не быть доступными, а доступные проводящие части не быть опасными в нормальных условиях и при наличии неисправности.

В настоящее время одним из наиболее эффективных электрозащитных средств является автоматическое отключение источника питания, включающее защитное зануление или защитное отключение, которое защищает человека от поражения в условиях неисправности электроустановки – при повреждении или пробое изоляции электроустановки на корпус. Этот способ является превентивным электрозащитным мероприятием и в сочетании с современными системами заземления, что обеспечивает высокий уровень электробезопасности при эксплуатации электроустановок в сетях до 1000 Вольт.

Задача защитного зануления – быстрое и надёжное автоматическое отключение электрооборудования при нарушении изоляции и появлении на корпусах электрооборудования опасного напряжения.

Принцип действия зануления заключается в том, что при появлении напряжения на нетоковедущих частях оборудования возникает ток короткого замыкания, то есть замыкание между фазным и нулевым защитным проводниками (петля "фаза – ноль"). Его значение превышает номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или автоматических выключателей не менее чем в 3 раза. При такой силе тока короткого замыкания происходит быстрое перегорание плавкой вставки (или срабатывание других автоматических защитных средств). Перегорание плавких вставок происходит за 5-7 секунд , отключение повреждённых фаз автоматическими устройствами – за 1-2 секунды.

В локомотивном депо используются множество электроустановок, на которых работает обслуживающий персонал. Для их защиты, в случаях замыкания и пробоя на корпус, в электроустановках предусматривают систему защиты.

Предположим, нам необходимо рассчитать систему защитного зануления для трехфазной четырехпроводной линии напряжением 380/220 вольт, питающего асинхронный электродвигатель марки 4А132М2.

Дано: источник тока - трансформатор мощностью 630 кВ·А с номинальным напряжением обмоток 6/10 кВ и схемой соединения обмоток звезда. Фазный провод – медный,  8 мм, сечение S_ф = 50,27 мм², длина L_ф = 100 м = 0,1 км. Нулевой провод – стальной с сечением 440 мм, S_н = 160 мм², длина L_н = 50 м = 0,05 км.

Надёжность и быстродействие системы защитного зануления определяется правильным выбором плавкой вставки предохранителя, что определяется расчётом значения номинального тока и соблюдением условия:

, (5.1)

где: – ток короткого замыкания, А;

– номинальный ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания автоматического выключателя, А;

– Коэффициент кратности тока замыкания (для плавких вставок предохранителей k = 3)

Рисунок 1. Расчетная схема: а) полная, б) упрощенная.

Значение зависит от фазного напряжения сети U_ф и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора Z_т, фазного проводника R_ф, нулевого защитного проводника R_н, внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) "фазный проводник – нулевой защитный проводник" (петли "фаза – ноль") Z_п, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) R₀ и повторного заземления нулевого защитного проводника R_п. Поскольку R₀ и R_п, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда расчётная схема упростится (рисунок 1б), а выражение для тока может рассчитываться по приближённой зависимости, в которой модули сопротивлений трансформатора и петли "фаза – ноль" складываются арифметически:

Характеристики

Список файлов ВКР