Михнюк Т.Ф. Охрана труда

Подождите немного. Документ загружается.

181

Окончание табл. 4.1

1 2 3 4

Трехфазная

четырехпроводная

сеть с

глухозаземленной

нейтралью при

нормальном режиме

работы.

т.к.

Rr <<

то

I = .

Трехфазная

четырхпроводная сеть

с глухозаземленной

нейтралью при

аварийном режиме

работы (одна из фаз

замкнута на землю)

а)при

зм

;

I ≈

фnp

UU →

б)при

зм

;

I ≈

лnp

UU →

т.о.

фnpл

UUU >>

При выборе схемы трехфазной сети (по количеству проводов) и режима

ее нейтрали относительно земли (изолирована либо заземлена)

руководствуются двумя требованиями: степенью опасности той или иной сети,

а так же ее технологичностью, то есть удобством эксплуатации потребителем

электрической энергии.

По безопасности предпочтительнее трехфазная сеть в заземленной

нейтралью, т.к. она менее опасна

в аварийном режиме работы, а по

технологичности – четырехпроводная сеть, т.к. в этом случае к сети можно

подключать как трехфазные, так и однофазные потребители энергии.

Исходя из вышеизложенного, на практике применяются следующие

электрические сети:

- трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью (обычно в

небольших лабораториях, производственных участках, где используются

только трехфазные потребители и когда обеспечивается сопротивление

изоляции фазных проводов такой сети по отношению к земле не менее 500

кОм);

- трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтральностью

(практически на всех предприятиях, жилых и общественных помещениях);

- трехфазная четырехпроводная сеть с изолированной нейтралью, как

исключение, в передвижных установках.

182

Таблица 4.2

Формулы для расчета электрического тока, проходящего через тело

человека (

I ) при однопроводном прикосновении в двухпроводных сетях

переменного (50 Гц) и постоянного тока

№

п/п

Характеристик

а сети

Схема включения человека в

электрическую сеть

Формула для расчета тока

1 2 3 4

Двухпроводна

я сеть

переменного

тока,

изолированная

от земли в

нормальном

режиме

работы.

RRRRR

⋅+⋅+⋅

2121

При

RRR ==

→== ССС

+⋅

≈

183

Продолжение табл. 4.2

1 2 3 4

Двухпроводна

я сеть

переменного

тока,

изолированная

от земли в

аварийном

режиме

работы.

chэchэ

RRRRRR

⋅+⋅+⋅

где

зм

⋅

, –

эквивалентное сопротивление

Двухпроводна

я сеть

переменного

тока с

заземленным

проводом

(прикосновени

е к

незаземленном

у проводу)

;

т.к.

>> , то

I =

Двухпроводна

я сеть

постоянного

тока в

нормальном

режиме

работы.

В установившемся режиме:

121

RR)RR(R

⋅++⋅

⋅

при

RRR =

+⋅

;

184

Окончание табл.4.2

2 3 4

Двухпроводная

сеть

постоянного

тока в

аварийном

режиме работы

(провод 2

замкнут на

землю через

сопротивление

замыкания

зм

r )

В установившемся режиме:

При

, RRr

зм

змch

Примечание: в таблицах 4.1 и 4.2 приняты следующие обозначения:

321

,, RRR -

активное сопротивление изоляции фазных проводов по отношению к земле;

321

,, CCC - электрическая емкость фазных проводов по отношению к земле;

–

реактивное сопротивление фазных проводов по отношению к земле

(

+= , где

- круговая частота);

U - фазное напряжение;

U -

линейное напряжение (

фл

UU ⋅= 3 );

R - полное сопротивление в цепи тела

человека;

U - напряжение двухпроводных сетей переменного или постоянного

тока.

При расчетах

I по формулам, приведенным в таблицах 4.1 и 4.2, необходимо

принимать

и R при нормальном режиме работы электрических сетей

напряжением до 1000 В равными 500 кОм. Сопротивление заземления

нейтралями источника тока в трехфазных сетях

принимается равным 2, 4

или 8 Ом в зависимости от напряжения сети (соответственно 660/380, 380/220 и

220/127 В). При расчете полного сопротивления в цепи тела человека

R ,

которое включает в себя сумму сопротивлений тела человека

R , обуви

об

R и

основания (пола или грунта), на котором стоит человек

ос

R , сопротивление

собственного тела человека следует принимать равным 1 кОм при напряжении

прикосновения

≥

U 50В и 6 кОм при

≤

U 50 В.

Предельно допустимые (наибольшие допустимые) значения напряжения

прикосновения и токов через тело человека для нормального (неаварийного) и

аварийного режимов работы электроустановок приведены в таблицах 4.3 и 4.4.

185

Таблица 4.3

Предельно допустимые значения прикосновения

ПД

U и тока через тело

человека

ПД

при нормальном (неаварийном) режиме работы установок.

Наибольшие допустимые значения

(нормальный режим)

Род и частота

тока

ПД

U , В

ПД

I , мА

Переменный, 50 Гц 2 0,3

Переменный, 400 Гц 3 0,4

Постоянный 8 1,0

Примечание: настоящие нормы (табл.4.3) соответствуют продолжительности

воздействия тока на человека не более 10 мин в сутки. Для лиц, выполняющих

работу в условиях высокой температуры (более 25°С) и влажности воздуха

(относительная влажность более 75%), приведенные нормы должны быть

уменьшены в три раза.

Для оценки опасности электропоражения может быть определена вероятность

возникновения электротравмы в

конкретных производственных условиях.

Поражение человека электрическим током наступает при совпадении двух

факторов:

)(AP – вероятности того, что при прикосновении к электроустановке

человек попал под напряжение, и

)(BP – вероятности того, что ток, проходящий

через человека, превысит (с учётом времени воздействия) допустимое значение.

Таблица 4.4

Предельно допустимые значения напряжения прикосновения

ПД

пр

U и тока

через тело человека

ПД

I при аварийном режиме работы установок.

Наибольшие допустимые значения при

продолжительности воздействия, с

Род и

частота

тока

Норми-

руемая

величина

0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

более

1,0

Переменный,

50 Гц

ПД

пр

U , В

ПД

, мА

500

250

125

Переменный,

400 Гц

ПД

пр

U , В

ПД

I , мА

500

250

170

130

100

Постоянный

ПД

пр

U , В

ПД

, мА

500

400

300

240

220

210

Фактор

зависит от фактора

, поэтому вероятность поражения током

равна:

186

)

(

)

(

⋅

Вероятность появления фактора А равна:

)

(

)

(

)

(

⋅

где )(GP – вероятность прикосновения человека к электроустановке; )(DP –

вероятность появления на установке напряжения.

Таким образом, вероятность поражения человека током:

)

(

)

(

)

(

⋅

Это выражение позволяет количественно оценить опасность

электропоражения для данного типа электроустановок, определить

эффективные пути снижения электротравматизма.

Вероятность появления факторов

G и D для конкретных типов

электроустановок можно определить путем анализа надежности и условий

эксплуатации, хронометрии производственного процесса. При этом

учитываются только те отказы (аварии) в электроустановках, которые ведут к

возникновению условий поражения.

Для нахождения вероятности реализации фактора

определяется ток,

проходящий через человека, и его значение сравнивается в допустимым. От

значения

I , зависит также выбор средств защиты и определение их

характеристик.

4.2.5 Способы и средства обеспечения электробезопасности

Электробезопасность персонала обеспечивается конструкцией

электроустановок, организационными и техническими мероприятиями, а также

техническими способами, средствами и приспособлениями.

Требования электробезопасности к конструкции и устройству

электроустановок устанавливаются нормативными документами (стандарты,

правила, нормы и др.) и технологическими условиями на электротехнические

изделия (выбор материалов, размещение деталей, обработка и т.п.).

Организационные мероприятия включают в себя: требования

к персоналу

(возраст, медицинское освидетельствование, обучение, проверка знаний и др.);

назначение лиц, ответственных за организацию и производство работ;

оформление наряда (распоряжения) на производство работ; осуществление

допуска к проведению работ; организацию надзора за проведением работ и др.

Технические мероприятия в действующих установках со снятым напряжением

при работах в электроустановках или вблизи

их – это отключение установки

(или ее части) от источника; механическое запирание приводов отключающих

коммутационные аппараты; снятие предохранителей; отсоединение концов

питающих линий; установка знаков безопасности и ограждений; применение

заземления и др.

Технические мероприятия при выполнении работ под напряжением включают

в себя применение изолирующих, ограждающих и вспомогательных защитных

средств.

187

Изолирующие защитные средства служат для изоляции персонала от частей

электрооборудования или проводов сети, находящихся под напряжением, а

также для изоляции человека от земли.

Изолирующие средства делятся на основные и дополнительные.

К основным средствам относятся такие средства, изоляция которых надежно

выдерживает рабочее напряжение электроустановок и при помощи которых

допускаются работы в электроустановках

под напряжением и изолируют

главным образом руки работающих от токоведущих частей или частей,

оказавшихся под напряжением (рис.4.1).

Рис. 4.1.Использование основных (I) и дополнительных (II)

изолирующих средств.

К ним относятся (в электроустановках напряжением до 1000В) электрические

перчатки, инструмент с изолированными рукоятками, указатели напряжения

(токоискатели) и др.

К дополнительным защитным изолирующим средствам относятся средства,

которые сами по себе не могут обеспечить электробезопасность и лишь

дополняют защитную роль основных изолирующих средств

, изолируя ноги

работающих от земли (рис.4.1). К дополнительным защитным изолирующим

средствам относятся диэлектрические галоши, диэлектрические резиновые

коврики, изолирующие подставки и т.п.

Основные изолирующие средства должны применяться совместно с

дополнительными. В этом случае сопротивление в цепи тела человека резко

увеличивается, снижая опасность электропоражения.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения

токоведущих частей и защиты персонала от прикосновения к токоведущим

частям оборудования. К ним относятся временные переносные ограждения

(щиты, ограждения–клетки и т.п.), изолирующие накладки, кожухи,

предупредительные плакаты и др.

При работах на отключенном оборудовании во избежание электропоражения

при ошибочной подаче на него напряжения или появлении наведенного

напряжения применяются временные

переносные заземления и закоротки.

Предупредительные плакаты служат для предупреждения персонала об

опасности, напоминания о принятых мерах безопасности, запрещения подачи

напряжения и т.п.

188

Вспомогательные защитные средства служат для защиты персонала от

сопутствующих опасностей и вредностей при работе в электроустановках. К

ним относятся: приспособления, предохраняющие от падения с высоты

(предохранительные пояса, страхующие канаты и т.п.); приспособления для

безопасного подъема на высоту (стремянки, лестницы, монтерские когти и т.п.);

устройства, защищающие работающих от световых,

тепловых,

электромагнитных, механических и химических воздействий (защитные очки,

респираторы, противогазы, рукавицы и др.).

Для защиты от поражения электрическим током при эксплуатации различного

технологического оборудования, использующего электрическую энергию,

применяется ряд технических методов (способов), основными из которых

являются: применение малых напряжений для электропитания технических

установок, оборудования и ручного инструмента; электрическое разделение

сетей; защитное

заземление; зануление; устройства защитного отклонения

(УЗО) и др.

Применение малых напряжений в пределах наибольших допустимых

значений для электропитания приборов, электрифицированного ручного

инструмента и установок является наиболее эффективным способом

обеспечения электробезопасности. Поэтому в тех случаях, где это возможно,

необходимо использовать более низкие напряжения, не превышающие

ПД

пр

U .

С этой целью для электропитания переносных установок и ручного

инструмента (электрические дрели, гайковерты, электрические паяльники и др.)

допускаются следующие

максимальные значения напряжения в зависимости от

места работы (вид помещения по опасности поражения электрическим током,

наружные условия и др.):

- 220 В (50 Гц) при использовании установок в помещениях без

признаков повышенной и особой опасности поражения электрическим током;

- 42 В (50 Гц) в помещениях с наличием признаков повышенной

опасности поражения электрическим током и при работах в наружных

условиях. В таких условиях работы допускается использовать инструмент

(переносные установки) до 220 В, но с обязательным применением основных и

дополнительных изолирующих средств;

- 42 В (50 Гц) в помещениях с наличием признаков особой опасности с

обязательным применением основных и дополнительных изолирующих

средств.

Для электропитания переносных светильников допускаются следующие

максимальные значения напряжений:

- 42 В (50 Гц) в помещениях с наличием признаков повышенной и

особой опасности;

- 12 В (50 Гц) – при работах в особо опасных и неблагоприятных

условиях.

К признакам повышенной опасности поражения электрическим током в

производственных помещениях относятся: наличие в помещении

токопроводящих полов (земляные, металлические, железобетонные, кирпичные

189

и т.п.); поддержание в помещении длительное время (более 2 часов)

температуры воздуха равной или более 25°С и относительной влажности

равной или более 75%; наличие в воздухе токопроводящей пыли; наличие

возможности одновременного прикосновения к корпусам и другим частям

оборудования, на которых может оказаться напряжение, с одной стороны, и к

каким–либо заземленным конструкциям

здания, другого оборудования, с

другой.

К признакам особой опасности помещений относятся: наличие в помещении

двух или более признаков повышенной опасности; наличие в воздухе

помещения химически агрессивной среды; поддержание в помещении высокой

относительной влажности, близкой к 100%.

В качестве источников малого (низкого) напряжения применяются

гальванические элементы, выпрямители, преобразователи частоты (для

уменьшения массы

ручного инструмента на частоте 200 или 400 Гц),

понижающие трансформаторы и др. Использование с этой целью

автотрансформаторов не допускается, т.к. в этом случае сохраняется

гальваническая связь автотрансформатора с электрической сетью, а значит и

опасность электропоражения при замыкании («пробое») напряжения

электропитания на корпуса или другие части таких устройств.

Электрическое разделение сетей заключается в использовании

разделительных трансформаторов с помощью которых сети большой

протяженности или сети, имеющие большое количество ответвлений

разделяются на отдельные небольшие сети того же напряжения (рис.4.2.).

Электрическое разделение сетей позволяет обеспечить сопротивление фазных

проводов по отношению к земле достаточно большим (

≥500 кОм в сетях до

1000 В) и тем самым обеспечить их безопасность при однофазном

прикосновении.

Для разделения сетей могут применяться также преобразователи частоты и

выпрямительные установки.

Рис.4.2. Электрическое разделение сетей

Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое

соединение металлических частей оборудования (например, корпусов), которые

могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции

токоведущих частей оборудования (и по другим причинам), с землей

190

посредством заземляющего устройства (рис.4.3.).

Рис.4.3. Электрическая схема заземления при электропитании установки от

трехфазной сети (а) и двухпроводных сетей переменного (б) и постоянного (в)

тока.

R – сопротивление заземляющего устройства (заземления).

Принцип действия защитного заземления заключается в уменьшении

опасности электропоражения за счет снижения напряжения на заземленном

корпусе (или других частях) при замыкании на него (или другие части

оборудования) питающего напряжения) до значения

ззК

RIU ⋅= (где

I – ток,

протекающий через заземлитель;

R – сопротивление защитного заземления) и

выравнивания потенциалов между корпусом установки и землей за счет

подъема потенциала земли (основания, на котором стоит человек), возникшего

в результате растекания в нем тока.

Таким образом, напряжение, действующее на человека в данном случае

(напряжение прикосновения) будет равно разности потенциалов на корпусе

установки (потенциал рук,

) и на основании (потенциал ног,

).1(

рнрпр

ϕϕϕ

−=−=

Так как потенциал рук равен напряжению на корпусе, т.е.

ззкр

RIU

⋅

, то

напряжение прикосновения при заземленном корпусе станет равно:

⋅

ззпр

RIU ,

где

– коэффициент напряжения прикосновения, равный

−1 . Он зависит

от разности потенциалов на корпусе установки и основании (земле).

В связи с тем, что потенциал на поверхности грунта уменьшается в

зависимости от расстояния до заземлителя (места стекания тока в землю) по

гиперболическому закону (рис. 3.4), то по мере удаления от места заземления

разность потенциалов между корпусом и основанием будет

увеличиваться и в

зоне электротехнической земли (расстояние равно около 15–20 м), где

потенциал на основании (поверхности грунта) приблизительно равен нулю, она

станет равной напряжению на корпусе. В этом случае коэффициент напряжения

прикосновения

=1, а напряжение прикосновения равно:

1 ззкпр

RIUU

⋅

Зона, в пределах которой потенциалы на поверхности грунта не равны нулю,