сдача бжд на отлично. БЖД Лекции. Бжд тема Основные принципы защиты
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК Н МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 234 Критерии безопасности электрического тока, Пря проектировз- нии, расчете и экоплуатационном контроле защитных системы руко- водствуются относительно безопасными значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82. При длительном воздействии допустимый ток принят равным 1 мА. При продолжительности воздействия до 80 с — быА. При воздейст- вии 1 си менее значения токов приведены ниже, однако они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность и грини- маются в качестве практически допустимых с достаточно малой веро- ятностью поражвния: Длительность воздействия, с +0 07 05 0,2 Ток, мА 50 70 106 25$ Эти токи считаются предельно допустимыми для наиболее версят- ных путей их протекания в теле человека: «рука-рука», ‹рука-ноги» И «НОГА- НОГА». СИТУАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ Напряжение между двумя точками цепи това, которых одновре- менно касзется человак, называется напряжением прикосновения. Опасность такого прикосновения, оценикаемая значением тока, проходящего через тело человека, зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (то есть заземлена или изолирована нейтраль}, степени изоляции токоведущих частей от земли, от значе- ния емкости токоведущих частей относительно земли и т. п. Наиболее типичны дра случая замыкания цецр тока через тело че- ловека: когда человек касается однопременно двух проводов и когда он касается лишь одного провода. Применительно к сетям переменно- го тока первую схему обычно называют друхфазным прнкосновени- ем, а вторую — однофазным. Двигфазное прикосновение болев опасно, поскольку к телу челове- ка прикладывается наибольшее в данной сети напряжение — линей- ное, и поэтому через человека пойдет больший ток Л,, кроме того, ток идет по опасному для человека пути через жизненно важные органы груднон клетки: } _ и. _ 3% В В ' где 27, — линейное напряжение (напряжение между фазными прозо- дами сети}, В; М, — фазное напряжение (напряжение между началом 232 ВЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ и концом одной обмотки или между Ффазными и нулевыми провода- ми], В; Н, — сопротивление тела человека, Оы. Всеги е линейным напряжением Ы), = 580 В (0, = 220 В) при со- протизлении тела человека Я, = #009 Ом ток через человека будет ра- вен Л, = 1,73 - 220/1000 = 380/1000 = 9,38 А. Этот так для человека смертельно опасен, так как почти в 4 раза превышает пороговый фибрилляционный ток, который в 5% случаев приводит к летальному исходу. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через челове- ка, практически не зависит от режима нейтрали сети. Опасность при- косновения на уменьшается на том случае, эсли человек будет надаж- но изолирован от земли. Обнофазное прикосновение происходит во много раз чаще, чем двух- фезное, но оно менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не презышает фазного, то есть меньыяе линейно- гов 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через человека. На значение тока больное влияние оказывает режим нейтрали сети (изолирозанная или глухозаземленная), сопротивле- ние изоляции проводов относительно земли, сопротивление пола (или основания) ‚ НЯ котором стоит человек, сопротивление эго обуви и не- которые другие факторы. Рассмотрим несколько подробнее условия поражения током в за- висимости от режима нейтрали сети. В сети с изолированной нейтралью (рис. 7.ба} в случае прикосно- зения чвловека к голому проводу одной из фаз ток проходит через тело человека, землю и далве через сопротивление изоляции Я СВТЬ. Е | $ с Рис. 7.6 Стема прохожбения това через тело челонека при однофазном прикосновении п токовейуииле частям: а — воети с изолированной нейтралью; 0 — в сети с аазеыленной нойтралью. РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 233 Если емкость проводов относительно земли мала, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, значение тока через человека определяется из выражения: В = Пъ/ (В, + Я + А + П„./З), где Я,, В... Ни, Аз — сопротивление человека, основания, обуви н изоляции проводов относительно земли соответственно. При подстановке численных значений В) = 1 кОм, А. = 30 кОм, Пи = 29 кОм и Н,„. = 150 кОм № - 220/(1000 + 30 000 + 20 000 + + 150 000/3) = 2,2 мА, что больше порогового ощутимого, но меньше порогового веотпускающЕего тока, и вероятность благоприятного исхо- да весьма велика. Даже при наиболее неблагоприятных условиях (проводящий пол, проводящая обувь, то есть Я = 0; Ну = 0} и при том же реальном зна- чении сопротивления изоляции Я, = 150 кОм ток через человека ра- вен {, = 220/(1600 + 150 000/3) = 4,4 мА, что все еще меньше порого- вого неотнускающего, и поэтому исход должен быть по-прежнему бла- гоприятный, Как видно из вримеров, в сети © изолированной нейтралью беза- пасные условия эксплуатации злектроустановин зависят прежде всв- го от изоляции проводов относительно земли, а также от сопротивле- ния основания и обуви, Однако в сетях с большой емкостью относи- тельно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается. В сети с заземленной нейтралью (рис. 7.66) в случаев прикоснане- ния к голому фазному проводу он оказывается под фазным напряже- нием. Ток проходит через тело человека в землю н далее через зазем- ление нейтрали в сеть. Ток в этом случае равен А = ПЕ ВЬь + Вы + В + Йо), тде Я — сопротивление заземления ‘нейтрали. В случае нахождения человека на проводящем полу (например, металлическом} и хорошей проводимости обуви, то есть при В. = 0; Пи = 0 и сопротивлении заземления нейтрали Ао = 4 Ом (для #7 = = 380 В), которым можно пренебречь, ток, проходящий через тело че- ловека, будет не менее опасным для жизни, чем при двухфазном при- косновении. Он равен #, = 4/А, = 220/1000 = 0,22 А = 220мА. Этотток является смертельно опасным, а сопротивление изоляции не отрани- чивает тока поражения. При увеличении сопротивления основания к обуви опасность по- ражения электрическим током понижается. Так, если Я», = 30 кОм; 234 БЕЗОНАСНОСТЬ ЖИЗНЕЦЕЯТЕЛЬНОСТИ В = 20 кОм, Г, = 220/(1000 + 30 009 + 20000) - 4.4 мА, что с боль- шой вероятностью безопасно для человека. Поэтому для улучщения условий безопасности персонала в помещениях с электроустановка - ми предусматриваются изолирующие полы и применяется изолярую- щая обунь, изолирукицие перчатки и инструмент с изолирующими ручками. При нормальных условиях зксплуатации электроустановок вАнНо- фэзное включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью. Но в случае замыкания одной из фаз на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение возрастает ЭТ фазного ло линейного, ав сети с заземленной нейтралью повышение напряжения незначительно. В электроустановках напряжением выше 1 кВ воледствме большой их протяженности и, следовательно, большой емкости между фазами иемкости фаз относительно земли опасность однофазного и двухфаз- ного прикосновения практически одинакова и не зависит от режима нейтрали. Любое прикосновение к токоведущим частям в эдлектроус- тановках напряжением выше 1 кВ опасно независимо от схемы пита- ния. Поэтому здесь принимаются все меры для того, чтобы сделать токоведущие части недостунными для случайного прикосвовения че- ловека. Их располатают на недостунном расстоянии, надежно ограж- дают, строго регламентируют порядок доступа к электроустановке и Т. д. Рассмотрим условия поражения током в случае прикосновения человека к нормально изолированным частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением из-за замыкания фазы на корпус (рис. 7.7). Опасность поражения будет определяться н первую очередь вапряжением прикосновения, которое будет равно разности между но- тенциалом ф, = ф, На заземленном корпусе, к которому человек прика- сается рукой, и потеяциалом ф, поверхности земли вточке нахождения —“—— д. —.—Ш.- я Рис, 7.7 Стема порежеения. током в случае прикосновения человека к нетоковедущньм. частям, оказавшимся. 209 наоряженыем: {— потенциальная кривая; Г] -- криная напряжения прекосно- у вения, к РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ПНАСНОСТЕЙ 235 ног: (р = Ч, — Фь. Так как на любом из корпусов оборудования, при- соединенных к заземлителю, потенциал будет равен потенциалу за- землителя фз, то Опр = Ф, -^ Фа. В случае нахождения человека над заземлителем (рис. 7.7, поз. 1) напряжение прикосновения равно нулю, так как потенциалы руки ног одинаковы и равны потенциалу заземлителя. При удалении от заземлителя напряжение прикосновения стремится к максимально- му значению, так как потенциал ног стремится к нулю, то есть (‚= =ф, — 0 (поз. 3}. Фактически напряжение прикосновения, приложенное собствен- но к телу человека, будет меньше значения ЕЛ, ввиду падения напря- жения на сопротивлении обуви и основания пола или грунта непо- средственно под каждой ногой. Применение диэлектрических перча- ток, галош или бот увеличивает общее сопротивление и, следовательно, уменьшает значение тока, проходящего через тело человека. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ Перечислим основные причины поражения электрическим током: 1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящим- ся под напряжением в результате ошибочных действий при проведе- нии работ; неисправности завхитных средств, которыми пострадавший касался токоведущих частей и др., а также приближение на онасное расстояние в высоковольтным частям, из-за чего может произойти пробой. 2. Появление напряжения на металлических конструктивных ч5с- тях электрооборудования в результате повреждения изоляции токове- дущих частей; падение провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования и др. 3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате ошибочного включения установки, замыкания между от- ключенными и находящимися под напряжением токоведущими час- тями, разряда МОЛНИИ В электроуетановку и др. 4. Возникновение напряжения шатз на участке земли, где нахо- дится человек, в результате замыкания фазы на землю, выноса потен- циала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами}, неисправностей в устройстве защит- ного заземления и др. Напряжением шаге. называется напряжение между точками зем- ли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одно- временном касании их ногами человека. 236 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗПНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Если человек будет находиться в зоне растекания тока, например при ловреждении воздушной линии электропередачи, или наруце- нии изоляции силового кабеля, проложенного в земле, или при стека- нии тока через заземлитель, и стоять при этом на поверхности земли, имеющей разные потенциалы в местах, где расположены ступни нот, то на длине шага возникает напряжение 27, = ф, — ф.-„гдеф, и фу, — потенциалы точек расположения ног 5 = 0,8 м — длина шага (рис. 7.8). Электрический ток, протекакищий через тело человека в этом слу- чае, зависит от значения тока замыкания на землю, сопротивления основания пола и обуви, & также от расположения ступней ног. Напряжение шага может быть равным нулю, если обе ноги чело- зека находятся на эквипотенциальной линии, то есть линии электри- ческого поля, обладающей одинаковым потенциалом. Напряжение ага может быть уменьшено дв минимума, если снести стулни Ног вместе. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосно- вення проводника с землей. По мере удаления от этого места потенци- ал поверхности грунта уменьшается, и на расстоянии, примерно рав- ном 20 м, он может быть принят равным нулю. Наиряжение шага всегда меньше напряжения прикосновения. Кроме того, протекание тока по нижней петле «нога-нога» менее опас- но, чем по пути «рука нога». Однако в практике немало случаев пора- жения людей при воздействии напряжения шага. Поражение при на- пряжении пгага усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц нот человек может упасть, после чего цепь тока замыкартся н8 теле через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека обу- словлизает больпгую разность потенциалов, приложевных к его телу. Для защиты от поражения электрическим током могут применяться снедующие меры: 1. Обеспечение недоступности токоведущих частей, находящих- ся под вапряжением, 2. Устранение опасности пора- жения при появлении напряже- ния на корпусах, кожухах в дру- гих частях зэлектрооборудования, достигаемое прежде всего техниче- скими мерами: защитным заземле- нием, занулением, защитным от- ключением, применением малых Рис, 7.8 (тема напрлжеЕНЫЯ, неа напряжений и др. при одиночном заземлителе РАЗДЕЛ 2. ЧЕЛОВЕК В МИРЕ ОПАСНОСТЕЙ 237 3. Использование специальных электрозащитных средств. 4. Организация безопасной эксплуатации электроустановок. Выбор той или иной меры защиты зависит от ряда обстоятельств: от вида электрической установки, значения напряжения, характера помещения, в котором размещается электроустановка, ит. п. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какое действие на организм человека оказывает электрический тон и в чем оно выражается? 2. Укажите, какие виды поражения производит электрический ток. 3. Укажите основные факторы, влияющие на исход поражения током. 4. Отчего зависит электрическое сопротивление тела человека? 3. Что является основным фактором, определяющим исход поражения то- ком? 8. Укажите нороговые значения ощутимого, неотпускающего и фибрилли- ционного токов, Какое значение тока принимается за смертельное? 7. На какие классы по опасности поражения током делятся помещения? Охарактеризуйте каждый класс. 8. Какая схема включения человека в цель тока является наиболее опас- ной и почему? 9. Какая сеть является более опасной при однофазном прикосвовении — с изолированной нейтралью или е заземленной нейтралью — и по какой причине? 10. Укажите основные причины поражения током. 11. Чтотакое напряжение прикосновения и напряжение шага? Как должен вести себя человек в зоне стекания тока в землю, чтобы уменьшить опас- ность? $ 7.5. СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ВОЗНИКНОВЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЗЛЕКТРИЧЕСТВА Под етатическим электричеством понимают совокуп- ность явлений, связанных с возникновением и релаксацией свобод- ного злектричесного заряда на поверхности или в объеме дизлектри- ков либо на изолированных проводниках. Образование и накопление зарядов на перерабатываемом материа- ле связано с двумя условиями. Во-первых, должен произойти контёкт поверхностей, в результате которого образуется двойной электриче- ский слой. Во-вторых, хотя бы одна из контактирующих поверхно- стей должна быть из диэлектрического материала. Заряды будут оста- ваться на поверхностях после их разделения только в том случае, если время разрушения контакта меньше временм релаксации зарядов. Последнее в значительной степени определяет величину зарядов на разделенных поверхностях. 238 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬВОСТИ Двойной электрический слой — это пространственное распреде- ление электрических зарядов наз границах соприкосновения двух фаз. Такое распределение зарядов наблюдается на границе металл—металл, металл_вакуум, металл газ, металл-полупроводник, металл диэлек- трик, дизлектряк -дизлектрик, жидкость твердое тело, жидкость— жидкость, жидкость Газ. Толщина двойното электрического слоя на границе раздела двух фаз соответствует диаметру иона (10-!9 м). Основная величинз, характеризующая способность к злектриза- ции — удельное электрическое сопротивлоние поверхностей коитак- тирующих материзлов. Если контактирующие поверхности имеют низкое сопротивление, то При разделении заряды сних стекают, и раз- дельные поверхности несут незначительный заряд. Если же сопро- тивление высокос или велика скорость отрыва поверхностей, то заря- ды будут сохраняться. ° Следовательно, основные факторы, влияющие на электризацию веществ, — их злектрофизические параметры и скорость разделения. Экспераментально установлено, что чем интенсивнее ведется процесс (чем выше скорость отрыва}, тем больший заряд остается на поверх- ности. Условно принято, что при удельном электрическом сопротивле- нии материалов менев 10° Ом.м заряды не сохраняются н материалы не электризуются. Опытами установлено, что при соприкосновении (трении) двух диэлектриков тот из них, который имеет большее значение диолектри- ческой постоянной, заряжается положительно, в то время как матери- ал с меньптей Ди электрической постоянной заряжается отрицательно. ОПАСНОСТЬ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. Опасность, создаваемая электризацией различных материалов, состоит в возможности искрового разряда каЕ с виэлектрической на- электризованной поверхности, так и с изолированного проводящего объекта, Вредное воздействие оказывает на человека статическое элек- тричество, возникающее при ношении одежды из синтетических м8- териалов и при контакте с назлектризованными поверхностями (на- пример, клавиатура компьютера}. Разряд статического электричества возникает тогда, когда напря- женность электрического поля над повврхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критической (пробивной} величины. Для воздуха эта величина со- ставляет примерно 30 кВ/м. |