7. Процесс растекания электрического тока в грунте
При замыкании фазного провода на землю в грунте возникает процесс растекания электрического тока, сопровождающееся соответствующим распределением электрических потенциалов в некоторые окрестности вокруг электрода-заземлителя.
Рассмотрим случай замыкания тока (I
з
) на полусферический заземлитель радиусом (r з
).
В этом случае ток будет растекаться в земле от заземлителя по всем направлениям равномерно.
Величина разности потенциалов, которая может возникнуть между произвольной точкой грунта с координатой Х, расположенной в окрестности заземлителя и бесконечно удаленной точкой определится:
U
x
= ф x
- ф
∞
U
x
= | ф x
- 0 | = ф x
Т.е. характер распределения напряжения между X и ∞ такой же, как характер распределения потенциалов в грунте земли.
Для определения U
x проведём через т. Х полусферическую поверхность площадью S
x
Ток замыкания, растекающийся в однородном грунте с удельным электрическим сопротивлением р
(Ом/м) равномерно по всем направлениям создает стационарное поле, напряженность которого на поверхности S
x определяется:
E
x
= j x
· ρ,
где j x
= I
з
⁄ S
x
— плотность тока через полусферическую поверхность
S
x
= 2pi ∙ x
2
; x — радиус воображаемой полусферы; ρ — удельное электрическое сопротивление грунта.
Задавая элементарное приращение координаты определим величину падения непряжения на слое грунта толщиной dx.
Ex = dUx / dx dU
x
= E
x
∙ dx = j x
∙ ρ ∙ dx = [I
з
∙ ρ/(2pi ∙ x
2
)]dx.
Интегрируя полученное выражение по всему расстоянию от Х до ∞ получаем зависимость напряжения или потенциала от расстояния до центра заземлителя.
Сопротивление растекания тока в грунте определяется как:
R = U
x
/ I
з
= p / 2 pi r з
Если человек находится в зоне растекания электрического тока, на него может действивать:
1) напряжение шага (это разность потенциалов между двумя точками грунта, с которыми контактируют ступни ног человека)
U
ш
= ф x1
- ф x2
= I
з
∙ ρ ∙ (1/x
1
- 1/x
2
) / (2pi)
2) напряжение прикосновение (это разность потенциалов между корпусом прибора, который касается человек и точки грунта, где он стоит при замыкании фазного провода на корпус)
U
пр
= фr з
- ф x
= Iз ∙ ρ ∙ (1/r з
- 1/x) / (2pi)
Оценка опасности поражения человека током
Оценка опасности поражения осуществляется по величине тока, протекающего через тело человека,
т.е. по величине основного фактора, влияющего на исход поражения.
Величина тока через тело человека зависит от:
1) Тип электрической сети (глухозаземленная, изолированная нейтраль)
2) Режим работы электрической сети (нормальный, аварийный)
3) Схемы включения человека в электрическую сеть (однофазное, двухфазное)
4) Наличие дополнительных сопротивлений, включенных последовательно с телом человека (ток:
ощутимый (1мА), неотпускающий (10 мА), фибрилляционный (100 мА))
Изолированная нейтраль:
а) однофазное включение человека в сеть:
I
h
= U
ф
/ (R
h
+ (Z
из
/3)) 3U
ф
/ Z
из
= 3*220 / 330 = 2,2 мА
(R
h
<< Z
из
) (легкое покалывание)
б) двухфазное прикосновение:
I
h
= U
1
/ R
h
= U
ф
* √3 / R
h
= 380/1000 = 380 мА
(летальный исход)
в) короткое замыкание фазного провода на землю:
(R
h
<< R
зм
) I
h
= U
1
/ R
h
Глухозаземленная нейтраль:
а)
однофазное сопротивлениеI
h
= U
ф
/ R
o
+ R
h
= 220 / 1000 = 220 мА
I
h
= U
ф
/ R
o
+ R
h
+ R
y
= 220 / 1000000 = 220 мкА
б) двухфазное соприкосновение (самое опасное)
I
h
= U
л
/ R
h
= 380 / 1000 = 380 мА
в) короткое замыкание фазы на землю
Uф < U
h
< U
л
Основными причинами несчастных случаев при поражении
электрическим током являются:
• случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям,
находящимся под напряжением;
• появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования (корпусах, кожухах, и т.п.) в результате повреждения изоляции и других причин (так называемое электрическое замыкание на корпус);
• появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения;
• попадание человека в зону растекания тока.
8. Оценка опасности поражения человека током.
Оценка проводится по величине тока, протекающего через тело человека.
Величина тока через тело человека зависит от:
1) типа электрической сети;
2) режима работы электрической сети (нормальный или аварийный);
3) схемы включения человека в электрическую сеть;
4) наличия дополнительных сопротивлений, включенных последовательно с телом человека.
Сеть с изолированной нейтралью.
Для упрощения будем считать, что параллельные сопротивления изоляции действуют на входе сети.
1) Однофазное включение человека в сеть:
,
𝐼
ℎ
=
𝑈
ф
𝑅
ℎ
+
𝑍
из
3
≈
𝑈
ф
𝑍
из
* 3
𝑅
ℎ
≪ 𝑍
из
2) Двухфазное прикосновение:
𝐼
ℎ
=
𝑈
л
𝑅
ℎ
=
𝑈
ф
*√3
𝑅
ℎ
=
380В
1кОм
= 380мА
3) Короткое замыкание фазного провода на землю:
= 380мА,
𝐼
ℎ
=
𝑈
л
𝑅
ℎ
𝑅
ℎ
≫ 𝑅
зм
Сеть с глухозаземленной нейтралью (СЗН).
1) Однофазное соприкосновение:
𝐼
ℎ
=
𝑈
ф
𝑅
0
+𝑅
ℎ
= 𝑅
0
≪ 𝑅
ℎ
(
)
=
220В
1кОм
= 220мА
Человек стоит на диэлектрической подставке с сопротивлением
:
𝑅
д
𝐼
ℎ
=
𝑈
ф
𝑅
0
+𝑅
ℎ
+𝑅
д
2) Двухфазное соприкосновение:
𝐼
ℎ
=
𝑈
л
𝑅
ℎ
=
380В
1кОм
= 380мА
3) Короткое замыкание фазы на землю:
𝑈
ф
< 𝑈
ℎ
< 𝑈
л
9. Основные причины поражения человека током.
Основными причинами несчастных случаев при поражении электрическим током являются:
1) Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
2) Появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования (корпус) в
результате повреждения изоляции и другие причины;
3) Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, в следствие ошибочного включения установки;
4) Попадание человека в зону растекания тока.
10. Классификация помещений по опасности поражения человека током.
Помещения подразделяются на:
1) Помещения с повышенной опасностью. Характеризуются наличием одного из следующих признаков:
⎯
Относительная влажность воздуха свыше суток превышает 75%, но меньше 100% (сырые помещения);
⎯
Температура свыше суток превышает +35С (жаркие помещения);
⎯
Наличие токопроводящей пыли в таком количестве, что она оседает на проводах или проникает внутрь оборудования;
⎯
Наличие токопроводящих полов;
⎯
Наличие возможности одновременного прикосновения человека к имеющимся соединением с грунтом металлоконструкции с одной стороны и к металлическим элементам электроустановок,
которые случайно смогут оказаться под напряжением с другой стороны.
2) Особо опасные помещения. Характеризуются наличием одного из следующих признаков:
⎯
Одновременное наличие двух или более выше перечисленных признаков;
⎯
Относительная влажность воздуха близка к 100% (особо сырые помещения);
⎯
Наличие химически активной или органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущей части электрооборудования;
⎯
Наружные электроустановки.
3) Помещения без повышенной опасности. Характеризуются отсутствием перечисленных признаков.
11. Технические меры защиты человека от поражения током.
При эксплуатации электроустановок человек может оказаться под воздействием тока в результате электрического контакта с токоведущими частями, находящимися под напряжением (прямое прикосновение)
или в результате электрического контакта с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции (косвенное прикосновение).
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с грунтом земли или ее эквивалентом металлических не токоведущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением.
Область применения: электроустановки напряжением до 1000В в сетях с изолированной нейтралью; в помещениях без повышенной опасности.
Защитное заземление обязательно при номинальном напряжении электроустановок 380В переменного тока и
480В и выше – постоянного. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках оно обязательно при напряжении выше 50В переменного и 120В постоянного тока.
Защитное
заземление позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека до длительно допустимого значения. Ему подлежат доступные для прикосновения человека металлические не токоведущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.
В самом неблагоприятном случае (подключено много потребителей со своим сопротивлением изоляции):
𝐼
з
= 5А
Напряжение прикосновения (напряжение между установкой и землей) определяется:
𝑈
пр
= 𝐼
з
* 𝑅
з
= 5 * 4 = 20В (длительно допустимое значение)
Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства, которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.
Естественные заземлители – контактирующие с грунтом металлоконструкции, кроме трубопровода с горючими газами и жидкостями.
Искусственные – стержни, вбитые в землю.
12. Действие вредных веществ на организм человека.
Вредным является вещество, которое при контакте с организмом человека может вызвать травмы,
заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Вредные вещества могут находиться в твердом, пастообразном, порошкообразном, жидком, парообразном,
газообразном, аэрозольном состояниях и проникать в организм человека через органы дыхания,
желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки, открытые раны при проникающих ранениях, при внутримышечных, подкожных, внутривенных инъекциях.
Различают общее и местное действие вредных веществ.
При общем действии они поступают в кровь и распространяются по всему организму, поражая в основном органы и системы, чувствительные к данному веществу.
При местном действии преобладает поражение тканей в месте их контакта с вредным веществом.
Наблюдаются: воспаление, раздражение, ожоги кожных и слизистых покровов.
Последствиями воздействия вредных веществ могут быть острые и хронические отравления.
Острые отравления возникают быстро при наличии относительно высоких концентраций вредных веществ.
Они характеризуются кратковременностью действия и поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах.
Хронические отравления развиваются медленно в результате длительного воздействия вредных веществ малых концентраций.
Химические вещества по характеру результирующего воздействия на организм человека подразделяются на токсические (ядовитые), раздражающие, сенсибилизирующие (аллергенные), канцерогенные, мутагенные и влияющие на репродуктивную функцию.
Токсические вещества вызывают отвращение всего организма или поражают отдельные системы, приводят к патологическим изменениям печени и почек.
Раздражающие вещества вызывают воспалительную реакцию слизистых оболочек дыхательных путей, глаз,
легких, кожных покровов.
Сенсибилизирующие вещества при воздействии на организм вызывают в нем повышенную чувствительность и при
повторном воздействии возникает бурная реакция, приводящая к кожным изменениям, астматическим явлениям, заболеваниям крови.
Канцерогенные вещества способны при воздействии на организм человека вызывать появление злокачественных образований.
Мутагенные вещества способны вызывать изменения на генетическом уровне, что может вызвать снижение общей сопротивляемости организма, раннее старение, тяжелые заболевания, сказаться на последующих потомствах. К веществам, влияющим на репродуктивную функцию, относятся бензол, свинец, марганец,
радиоактивные вещества и др.
13. Гигиеническое нормирование вредных веществ.
ПДК (предельно допустимые концентрации) вредного вещества – это наибольшая концентрация вещества,
которая не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе контакта с веществами или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности:
1 класс – вещества чрезвычайно опасные;
2 класс – вещества высокоопасные;
3 класс – вещества умеренно опасные;
4 класс – вещества малоопасные.
14. Защита от вредных веществ.
Защита воздушной среды заключается в обеспечении концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, на территории предприятия, в атмосфере населенных мест не выше соответствующих ПДК (предельно допустимых значений).
Эта цель достигается применением следующих методов и средств:
1) Выбор технологических процессов, исключающих использование вредных веществ или возможность контакта с ними. Для этого используют автоматизацию производственных процессов, заменяют вредные вещества менее вредными.
2) Рациональное размещение источников вредных выбросов с целью из лучшего рассеивания в атмосфере.
3) Удаление вредных веществ посредством местной или общеобменной вентиляции.
4) Очистка воздуха от вредных веществ с помощью пылеуловителей.
5) Применение индивидуальных средств защиты органов дыхания человека.
Защита водной среды от загрязнений.
Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах и могут содержать разнообразные примеси.
Бытовые сточные воды,
образующиеся в санитарных узлах, раковинах, душевых и т.п., содержат остатки пищи, тряпки, песок, примеси органического и минерального происхождения в нерастворенном, коллоидном и растворенном состояниях, различные бактерии.
Поверхностные сточные воды образуются в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений с дорожных покрытий, грунта, пыли и т.п.
Для загрязненных стоков применяется следующая последовательность стадий очистки:
1) Механическая очистка – это очистка сточных вод от взвешенных веществ.
2) Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей, а в ряде случаев и для удаления взвесей.
3) Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания.
Защита земель и почвы от отходов.
Отходы производства и потребления – это вещества или предметы, которые образованы в процессе производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе потребления, которые удаляются,
предназначены для удаления или подлежат удалению.
Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружающую среду и человека подразделяются на 5 классов опасности:
1 класс – чрезвычайно опасные отходы;
2 класс – высокоопасные отходы;
3 класс – умеренно опасные отходы;
4 класс – малоопасные отходы;
5 класс – практические не опасные отходы.
15. Вентиляция производственных помещенийОздоровление воздушной среды помещений достигается снижением содержания в ней вредных веществ до безопасных значений (не превышающих величины ПДК для данного вещества).
Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.
По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.
При естественной вентиляции перемещение воздуха происходит: 1. вследствие разности
температур наружного воздуха и воздуха в помещении; • вследствие разности давлений «воздушного столба» между
обслуживаемым помещением и вытяжным устройством (дефлектором) на кровле здания; • в результате воздействия ветрового давления.
Механическая вентиляция обеспечивает воздухообмен за счет давлений, создаваемых электрическими вентиляторами.
Приточная вентиляция подает в помещение воздух, который забирается обычно снаружи и в необходимых случаях подвергается обработке. Удаление воздуха из такого помещения происходит через неплотности в ограждающих конструкциях, открывающиеся окна и двери. Наиболее распространена приточная вентиляция в вестибюлях, тамбурах
Вытяжная вентиляция удаляет воздух из вентилируемого помещения, создавая в нем разрежение, за счет которого в это помещение через неплотности в ограждениях и двери может поступать воздух снаружи и из других помещений.
Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает одновременно подачу воздуха в помещение и планомерное его удаление.
Местная вентиляция удаляет (или подает) воздух на ограниченном расстоянии в помещении,
наиболее эффективна при борьбе с вредностями.
Общеобменная вентиляция, подающая или удаляющая воздух рассредоточенно по всему объему помещения, растворяет вредности чистым воздухом до концентраций, не превышающих нормы.
16. Правовые основы БЖДВажнейшим правовым актом, закрепляющим основы конституционного строя, права и свободы человека и гражданина, а также механизм осуществления власти, обеспечения личной и общественной безопасности, в Российской Федерации является Конституция.
Права и обязанности человека в данной области закреплены в ст. 37, 39, 41, 42 и 58 Конституции РФ.
Правовую основу обеспечения безопасности жизнедеятельности
составляют соответствующие законы и постановления, принятые представительными органами Российской Федерации и входящих в нее республик, а также подзаконные акты: указы президентов, постановления, принимаемые правительствами
РФ и входящих в нее государственных образований, местными органами власти и специально уполномоченными на то органами. Среди них прежде всего — Министерство природных ресурсов и экологии РФ (Минприроды), Министерство здравоохранения РФ (Минздрав), Министерство труда и социальной защиты РФ (Минтруд), Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) и их территориальные органы.
Скачать 1.89 Mb.