Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Пособие

Подождите немного. Документ загружается.

333

петлях прохождения, например, через язык, его величина может быть значи-

тельно меньше. Токи со значением 0,5 (5) мА называют пороговыми ощути-

мыми (условимся впредь, что все приводимые данные соответствуют пере-

менному току с частотой 50 Гц, а в скобках – постоянному току). В зависи-

мости от петли тока они могут быть меньшими. Эти токи нельзя считать

безопасными. При прохождении их через тело человека в течение нескольких

минут возникают поражения, исход которых, главным образом, зависит от

индивидуальных свойств пострадавшего. Ток, который не вызывает вредных

воздействий называют безопасным. Он имеет приблизительные значения 50

- 75 (100 - 125) мкА.

В электробезопасности применяют и такие понятия, как неотпускаю-

щий и фибрилляционный токи. Первый характеризуется непреодолимыми

судорожными сокращениями мышц, второй – фибрилляционным действием.

За пороговое значение неотпускающего тока приняты средние величины: для

мужчин – 16 (80) мА; для женщин – 11 (50) мА и для детей –8 (40) мА.

Для фибрилляционного тока эти значения составляют 100 (300) мА.

При включении человека в цепь с такими параметрами тока через 1-2 секун-

ды может наступить фибрилляция или остановка сердца. Необходимо отме-

тить, что это средние величины тока. В медицинской практике наблюдалась

фибрилляция при токах 400 мкА. Ток более 5 А, как правило, фибрилляцию

не вызывает. В таких случаях наступает смерть, хотя в практике и были слу-

чаи выживания людей, но все они остались инвалидами.

• Сопротивление тела человека. Отдельные ткани тела человека со-

держат 65-80 % воды. Поэтому живую ткань можно рассматривать как элек-

тролит, т.е. проводник особого рода с переменным сопротивлением. Наи-

большим сопротивлением обладает кожа. При напряжении 15-20 В она имеет

сопротивление в пределах 300-100 Ом. Если на коже есть порезы, ссадины,

болячки, то эти величины снижаются и становятся близкими к сопротивле-

нию внутренних органов (500-700 Ом). На снижение сопротивления кожи

влияет потоотделение, а также наличие на ней токопроводящих веществ (ма-

зута, металлической пыли, машинного масла). В зависимости от толщины

кожи наибольшее сопротивление току имеют ладони, а самые чувствитель-

ные - участки кожи лица, шеи и т.п.

• Частота и род тока. Как уже отмечалось, опасность поражения рас-

334

тет с величиной тока. Справедливо было бы предположить, что такая зако-

номерность существует и для частоты тока, но это действительно только для

диапазона частот 0 -50 Гц. При дальнейшем повышении частоты, независимо

от увеличения величины тока, наступает парадоксальное явление – снижение

опасности поражения. А при частотах тока 450-500 кГц возникают только

ожоги.

В чем же дело? Отдельные ученые предполагают, что вещество живой

клетки под действием тока распадается на положительные и отрицательные

ионы. Если ток постоянный, то ионы будут перемещаться к оболочке клетки,

причем положительные и отрицательные из них к соответствующим элек-

тродам. При переменном токе ионы будут двигаться колебательно "вперед-

назад", следуя за изменением полярности и проходя некоторое расстояние,

определяемое полупериодом частоты данного тока. С увеличением частоты

тока, следовательно, увеличится и скорость движения ионов "туда- обратно".

И может наступить такой момент, когда они просто не успеют сдвинуться с

места – настолько мгновенно будет меняться полярность. А если не будет

движения, не будет и разрушения живой клетки ткани. Такое состояние воз-

никает при частотах выше 450 кГц.

Постоянный ток по действию на человека менее опасен, чем перемен-

ный, так как его ощущение начинается при 5- 7 мА, а для переменного – 0,5-

1,5 мА. Следовательно, при одинаковой величине проходящего тока постоян-

ный ток вызывает у человека менее слабые сокращения мышц и неприятные

ощущения, чем переменный. Но это действительно только для напряжений

до 500 В. При дальнейшем его повышении постоянный ток становится опас-

нее переменного. Причина этого – еще одна загадка для науки.

• Электрическое напряжение. Поскольку сопротивление тела челове-

ка сугубо переменная величина, то рассчитать ток поражения с учетом на-

пряжения весьма затруднительно. Все зависит от величины напряжения

электрических установок. По правилам устройства электроустановок (ПУЭ)

их делят на установки с напряжением до 1000 В и более 1000 В. Однако это

не говорит о том, что установки с напряжением до 1000 В неопасны. Были

случаи, когда смертельный исход наблюдался при напряжении в 12 В. Из-

вестно, что с увеличением напряжения сопротивление тела человека умень-

шается. Так, например, пробой кожи начинается при напряжении около 50 В

335

(некоторые авторы указывают величину 10-38 В) и сопротивлении 2,0-1,6

кОм, а при напряжении 1000 В эта величина всегда 400 Ом. Учитывая это,

многие государства ввели ограничения на безопасное напряжение. В нашей

стране за такую величину принято напряжение в 42 В (напряжение 42 В при-

нято в новой редакции ПУЭ вместо 36 В согласно международным стандар-

там), а для особо опасных условий – 12 В. Но не во всех государствах эта ве-

личина одинакова. В Бельгии, Швейцарии, например, – 35 В, в Австрии, Гер-

мании – 40 В, Голландии – 50 В.

• Другие факторы. Кроме названных выше факторов, на исход пора-

жения током влияют пол, возраст, физическое и психологическое состояние

человека, внешняя среда и квалификация пострадавшего. Женщины более

подвержены воздействию тока, чем мужчины, так как у женщин кожа нежнее

и тоньше. Имеет значение и возраст. У детей сопротивление тела менее, чем

у взрослых. Пожилые люди менее выносливы, чем молодые. Наукой доказа-

но, что при неожиданном явлении, например испуге, сопротивление тела

уменьшается на 20-50 %. В результате люди поражаются при таких парамет-

рах тока, при которых в обычном состоянии этого не происходит. В нор-

мальных условиях здоровые и физически крепкие люди легче переносят дей-

ствие тока, чем больные, неврастеники, эпилептики, алкоголики. На исход

поражения оказывает влияние и квалификация пострадавшего, т.е. человек,

знающий о возможной опасности, внутренне готов к защите от нее. Поэтому

в электротехнические цехи имеют доступ лишь высококвалифицированные

рабочие.

9.14.4 Контроль и нормирование в электробезопасности

Контроль по обеспечению электробезопасности на предприятиях и в

учреждениях возлагается на службы охраны труда и главного энерге-

тика.

При этом контролируется исполнение различных требований безопас-

ности. Здесь же представлен контроль состояния заземляющих устройств в

электроустановках. Как правило, измерение сопротивления заземляющего

устройства после монтажа цеховых электроустановок осуществляется еже-

годно, а на подстанциях - 1 раз в 3 года. Состояние электроустановок должно

336

контролироваться ежедневно. Такую обязанность выполняет электрик цеха

(участка, службы и т.п.). Контроль осуществляют в соответствии с требова-

ниями ГОСТ 12.1.030-81 и ПУЭ.

Контроль сопротивления заземляющих устройств, которые могут быть

подвержены интенсивной коррозии, должен осуществляться через меньшие

промежутки времени, устанавливаемые с учетом географической, метеороло-

гической и орографической ситуации.

Внеплановое измерение сопротивления заземляющих контуров произ-

водятся после их переустройства, капитального ремонта, осадки или ополз-

ней грунта.

Кроме того, правила контроля предусматривают:

• выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего

устройства – каждый раз при очередном измерении сопротивления зазем-

ляющего устройства;

• проверку наличия цепи между заземленными объектами и заземлите-

лями (отсутствие обрывов, состояние контактов и т.п.) – при каждом ремонте

или при перестановке оборудования, ремонте заземлителей;

• проверку надежности соединений естественных заземлителей – после

каждого их ремонта;

• проверку состояния пробивных предохранителей – при предположе-

нии о срабатывании их, а также при ремонте и перестановке оборудования;

• периодический осмотр наземной части заземляющего устройства, на-

пример, при осмотре электрооборудования, после ремонтных работ.

Каждое отдельное заземляющее устройство должно иметь паспорт, со-

держащий схему устройства, основные технические и расчетные данные,

сведения о произведенных ремонтах и внесенных изменениях.

Нормирование. В зависимости от предмета и объекта нормирования

действуют различные документы. Так, предельно допустимые уровни напря-

жений прикосновения и токов регламентирует ГОСТ 12.1.038-82.

Нормирование сопротивления заземляющих устройств значительно

сложнее, так как в производственных условиях значение напряжения, под ко-

торым может оказаться человек, аналитически определить невозможно. Оно

будет зависеть от множества факторов, например, от соотношения сопротив-

337

ления устройства цехового заземления и сопротивления заземляющего ис-

точника электроэнергии.

Если численные значения сопротивления обоих видов заземления бу-

дут невелики, то на значение напряжения будет влиять соотношение пара-

метров сети и ряд других факторов.Поэтому для сетей напряжением менее

1000 В, как показывает многолетний опыт эксплуатации электроустановок и

анализ электротравматизма, нет необходимости определять точное значение

сопротивления заземляющего устройства.

В соответствии с положениями ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81 установлены

следующие величины сопротивления заземляющих устройств для межфаз-

ных напряжений: 660 В - 2 Ом, 380 В - 4 Ом, 220 В - 8 Ом.

Нормирование напряжений прикосновений и токов устанавливает

ГОСТ 12.1.038-82

Род тока

, В

мА

не более

Переменный 50

Гц 2

0.3

Переменный

400 Гц

0.4

Постоянный 8

1.0

9.14.5 Классификация установок, условий среды и помещений це-

хов по электробезопасности

Безопасность при работе, связанной с электрооборудованием, обуслов-

лена рядом факторов. Среди них: вид электроустановок, категория поме-

щения и класс защиты электротехнических изделий.

Электроустановки – это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомо-

гательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они

установлены), предназначенные для производства, потребления, передачи, рас-

пределения электроэнергии и преобразования ее в другой вид энергии (ГОСТ

19431).

Допустимые уровни

напряжения

прикосновения

и токов

338

Классификация электроустановок и сетей

• по напряжению:

- 12 – 48 В; - до 1000 В; - более 1000 В;

• по частоте электрического тока (Гц):

- 50 – наиболее распространенная частота;

- 200, 400, 600 – повышенная частота;

- 3

– высокая частота (ВЧ);

- 3

– очень высокая частота (ОВЧ);

- 3

– ультравысокая частота (УВЧ);

- 3

– сверхвысокая частота (СВЧ);

- 3

– крайне высокая частота (КВЧ);

- 3

– сверх крайне высокая частота (СКВЧ);

• по режиму нейтрали по ПУЭ применяют сети:

- трехпроводные с заземленной нейтралью (при U > 1000 В);

- трехпроводные с изолированной нейтралью (при U до 1000 В);

- четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью.

У глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора ней-

траль присоединяют к заземляющему устройству непосредственно или через

малое сопротивление, а у изолированной - через приборы сигнализации, из-

мерения или защиты, имеющие большое сопротивление.

Электротехнические изделия по способу защиты человека от пораже-

ния электрическим током делят на 5 классов защиты:

• 0 – имеют рабочую изоляцию без элементов заземления;

• 0I – с рабочей изоляцией, с заземлением и проводом без заземляющей

жилы для присоединения к источнику питания;

• I – с рабочей изоляцией, с заземлением и проводом с заземляющей

жилой и вилкой с заземляющим контактом;

• II – двойная или усиленная изоляция без элементов для заземления;

• III – не имеют внутренних и внешних электрических цепей с напря-

жением свыше 42 В и т.д.

В международной классификации электротехнические изделия по

уровню обеспечиваемой оболочками защиты персонала от соприкосновения

с токоведущими частями и оборудования от попадания внутрь оболочки по-

сторонних твердых тел, пыли и воды подразделяют на 9 степеней (табл. 9.2).

339

В условное обозначение степени защиты входят буквы IP (International

Protection) и две цифры. Первая цифра обозначает степень защиты при со-

прикосновении с токоведущими частями, а вторая – от проникновения

внутрь оборудования воды.

Таблица 9.2 - Классификация электротехнических изделий по степени защиты, обеспечи-

ваемой оболочками

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЩИТЫ:

персонала от сопри-

косновения

с электроустанов-

ками

оборудования от прикосновения

пыли воды

Степень

0 – – –

Защита от сопри-

косновения тела

крупных час-

тиц не менее

52.5 мм

от капель, падаю-

щих вертикально

От соприкоснове-

ния пальцами

крупных

частиц не менее

12.5 мм

от капель, па-

дающих наклонно

к вертикали

не более 15

–

частиц не

менее 2.5 мм

от дождя под углом

не более 60

–

от оседающей

пыли

от водяных

струй воды

–

– при погружении на

ограниченное время

–

пылинок

более 1 мкм

от брызг воды лю-

бого направления

от прикосновения

пыли

при захлестывании

водой

при неограниченно

длительном

погруж

нии

340

Например, оболочка IP23 обеспечивает защиту персонала и оборудова-

ния второй степени:

• защита человека от соприкосновения пальцами с токоведущими час-

тями;

• защита оборудования от попадания твердых частиц диаметром не ме-

нее 12,5 мм;

• защиту оборудования по степени защиты 3 (от дождя).

Классификация помещений для электроустановок

На опасность поражения электрическим током влияет и тип помещения

для электроустановок. Помещения в зависимости от степени опасности по-

ражения электрическим током подразделяют на 3 категории:

• помещения с повышенной опасностью – сырые с относительной влаж-

ностью более 75 %, с выделением токопроводящей пыли в большом количестве, с

токопроводящими полами, с высокой температурой воздуха, если она длительное

время превышает 30

С;

• особо опасные помещения. Они характеризуются большой сыростью,

близкой к 100 %, в которых все поверхности постоянно покрыты влагой, а также с

химической активной средой, разрушительно влияющей на изоляцию электропро-

водок; повышенной (более 30

С) температурой воздуха;

• без повышенной опасности – сухие, отапливаемые помещения, без хи-

мически активной среды и токонепроводящей пыли, с токонепроводящими пола-

ми, в которых температура воздуха не превышает 30

С.

Классификация условий среды в помещениях

На электротравматизм и его исход влияет состояние окружающей сре-

ды. С учетом данного фактора помещения классифицируют на 10 категорий

(табл. 9.3).

9.14.6 Общие требования электробезопасности

Такие требования в системе стандартов безопасности труда устанав-

ливает ГОСТ 12.1.019-79*, в соответствии с которым электробезопасность

обеспечивают:

• нормированием допустимых токов и напряжений прикосновения;

341

• конструкцией электроустановок, организационными мероприятиями;

• техническими способами и средствами защиты.

Нормирование. Впервые нормирование опасного и безопасного значе-

ний напряжений и тока было осуществлено в 80-х гг. XIX в. Предполагают,

что это было вызвано применением электрического стула в США для казни

людей. И только позднее, при испытании изоляционных материалов, иссле-

дователи вынуждены были взять другой отправной рубеж. Тогда за безопас-

ную пороговую величину тока приняли 100 мА.

В России нормирование допустимых токов и напряжений прикоснове-

Таблица 9.3 - Классификация помещений по характеру

окружающей среды

Сухие

Жаркие

Пыльные

Сырые

Нормальные Сухие, без признаков, свойственных помещениям жар-

ким, пыльным и с химически активной средой

Влажные

Пары или конденсирующая влага выделяется лишь крат-

ковременно, и в небольших количествах, а относительная

влажность воздуха не 60%, но не превышает 75%.

Особо сырые

С относительной влажностью близкой к 100%

(все поверхность постоянно порыты влагой)

С относительной влажностью воздуха, длитель-

но превышающей 75 %

С относительной влажностью воздуха не более

60%.

С температурой воздуха, постоянно или перио-

дически, превышающие +35

С токопроводящей и токонепроводящей пылью,

выделяемой в цехе и оседающей на провода и

попадающей в аппараты.

Ха-

ракте-

ристи-

ка

Ка-

тегория

поме-

щений

С химически а

к-

тивной или орга-

нической средой

В которых постоянно или длительное время содержаться

агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения,

разрушающие электрооборудование

Пожароопасные

В которых выделяются пары, газы и пыль в количествах,

образующих пожароопасные концентрации

Взрывоопасные

В которых выделяются пары, газы и пыль в количествах,

образующих пожароопасные концентрации

342

ния устанавливает ГОСТ 12.1.038-82. При этом за основной фактор пораже-

ния принимают продолжительность воздействия тока в диапазонах (с): 0,01-

0,08; 0,1-1,0 и свыше 1 сек в зависимости от рода и частоты тока.

Конструкция электроустановок – самая действенная защита, исклю-

чающая поражение человека. Но это практически невыполнимо, так как на

каком-то режиме эксплуатации их контакт с человеком все-таки происходит.

В принципе безопасную конструкцию установки создать можно, если приме-

нить многоразовую изоляционную защиту, блокировку и другие технические

решения. Но это значительно усложнит конструкцию, увеличит ее стоимость.

Поэтому при проектировании таких установок исходят из требований элек-

тробезопасности, устанавливаемых специальными стандартами.

Организационные мероприятия включают:

• периодические и внеочередные осмотры электроустановок и оборудо-

вания;

• плановые и профилактические ремонты и испытания;

• допуск к работе на электроустановках только специально подготов-

ленных и аттестованных лиц с соответствующими удостоверениями;

• запрещение лицам моложе 18 лет обслуживать электроустановки (со-

гласно действующему КЗоТ), а также лицам, имеющим медицинские проти-

вопоказания;

• назначение ответственных лиц за организацию и производство работ

с оформлением нарядов или письменных распоряжений;

• составление документации на окончание работ, переводов и т.п.

Технические способы, средства защиты применяют с учетом выбора:

• номинального напряжения, рода и частоты тока;

• способа электроснабжения (стационарная сеть, автономность);

• режима нейтрали источника питания электроэнергией (изолирован-

ная, заземленная нейтраль);

• вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные);

• условий внешней среды (помещения различной опасности и т.п.);

• возможности снятия напряжения с токоведущих частей;

• характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока

(одно или двухфазное прикосновения или прикосновение к металлическим