Лекция 6. Электробезопасность

Электробезопасность
Электробезопасноть – система организационных и технических
мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного
и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги,
электромагнитного поля и статического электричества.
Действие электрического тока на
организм человека
Электрический ток, протекая
через тело человека, производит:
- термическое,
- электролитическое,
- биологическое,
- механическое действие.
1
Термическое действие характеризуется нагревом кожи, тканей
вплоть до ожогов.
Электролитическое действие заключается в разложении жидкостей, в том числе крови, в изменении их состава и свойств.
Биологическое действие проявляется в нарушении биологических
процессов, протекающих в организме человека, и сопровождается раздражением и возбуждением тканей и судорожным сокращением мышц. Раздражающее
действие тока на ткани организма
может быть прямым, когда ток
непосредственно проходит по этим
тканям, и рефлекторным, т. е. через ЦНС.
Механическое действие приводит к разрыву тканей в результате
электродинамического эффекта.
2
Электротравмы
-общие
-местные
К общим электротравмам относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности.
К местным электротравмам относят:
-ожоги,
-электрические знаки,
-металлизацию кожи,
-механические повреждения,
электроофтальмию
(воспаление
глаз в результате воздействия ультрафиолетовых лучей электрической дуги).
3
Исход поражения человека
электротоком
зависит от ряда факторов
1. Сила тока, протекающего
через тело человека, является
главным фактором, от которого зависит исход поражения.
Принято считать три ступени
воздействия тока на организм человека и соответствующие им три
пороговых значения:
-пороговый ощутимый ток0,6-1,5 мА (при 50 Гц), 6-7 мА (=
ток), котором человек начинает
ощущать протекающий через него
ток;
-пороговый неотпускающий
ток-10-15 мА (50 Гц),50-70 мА (=
ток), который вызывает сильные и
весьма болезненные судороги
мышц рук и человек не может са4
мостоятельно разжать руку и освободиться от воздействия тока;
-фибриляционный ток-100 мА
(50Гц при продолжительности воздействия 0,5 с), 300 мА (= ток при
той же продолжительности),такой
ток может вызвать остановку или
фибрилляцию сердца, т. е. быстрые хаотические сокращения волокон сердечной мышцы.
Допустимым считается ток,
при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от длительности прохождения тока через тело человека: при
длительности воздействия тока
промышленной частоты 50 Гц более 10с – 2 мА, при 10 с и менее –
6 мА.
2. Сопротивление тела человека Rч
5
Величина которого определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи. При сухой чистой
коже и отсутствии повреждения
Rч = 2 тыс.-2млн. Ом.
При увлажнении и загрязнении
кожи
– Rч около 500 Ом,
равного сопротивлению внутренних тканей человека. При расчетах сопротивление тела человека принимается
Rч = 1000 Ом.
3. Напряжение, под которым
оказался
пострадавший.
Оно
определяет ток, протекающий через тело человека:
U
Iч = ----Rч
4. Рода и частота тока.
Наиболее опасным является пе6
ременный ток частотой от 20 до
100 Гц, но это характерно только
для напряжений до 500 В, при
больших напряжениях опасным
становится постоянный ток. Токи
частотой выше 500000 Гц не оказывают раздражающего действия
на ткани и поэтому не вызывают
электрического удара. Однако они
могут вызвать термические ожоги.
5. Пути тока в теле человека.
Из возможных путей протекания
тока через тело человека (голова –
рука, голова – ноги, рука – рука, нога – рука, нога- нога и т.д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг, сердце и
легкие.
6.Длительность протекания
тока
7. индивидуальные качества
человека
7
К индивидуальным качествам
человека в первую очередь относится состояние его здоровья, обученность правильной и безопасной
работе на электроустановках. Поэтому обслуживание электроустановок поручается лицам, прошедшим медицинский осмотр и специальное обучение.
8. Состояние окружающей
среды.
Температура, влажность, наличие пыли, паров, кислот влияет на
сопротивление тела человека и
сопротивление изоляции, что в конечном итоге определяет характер
и последствия поражения электрическим током.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), все
производственные помещения по
опасности поражения электриче8
ским током разделяются на три категории.
Классификация помещений по
опасности электропоражения
1. Без повышенной опасности
2. С
повышенной опасностью
а)   75 %
б) t  35 C
в) возможность одновременного
касания эл.оборудования и
предметов, имеющих связь с
землей
г) электропроводная пыль (среда)
3. Особо опасные
а)  = 100 %, открытые
эл.установки
б) разрушающая изоляцию среда
9
в) одновременно два признака
из категории 2.
Анализ опасности поражения
токм в различных электрических цепях
Опасность поражения электрическим током зависит от напряжения
и схемы питания электроустановок,
режима нейтрали, сопротивления
элементов электрической сети и
условий включения человека в
цепь.
Режим нейтрали трехфазной
сети выбирается по технологическим требованиям и условиям безопасности.
Согласно ПУЭ, при напряжении
выше 1000 В применяются две
схемы: трехпроводные сети с изолированной нейтралью и трехпроводные сети с эффективно заземленной нейтралью.
10
При напряжении до 1000 В
применяются трехпроводные сети
с изолированной нейтралью и четырехпроводыне сети с глухозаземленной нейтралью.
Анализируя различные случаи
прикосновения человека к проводам трехфазных электрических сетей, можно сделать вывод, что
наиболее опасным является двухфазное прикосновение при любом
режиме нейтрали.
В этом случае ток, проходящий
через тело человека Iч, определяется линейным напряжением Uл и
сопротивлением его тела Rч:
Iч = Uл / Rч.
Uл=1,73 Uф
При прикосновении человека к
одному из фазных проводов исправной сети с изолированной
11
нейтралью ток через тело человека определяется по выражению:
Iч = 3Uф /( 3Rч + Rиз),
где Uф – фазное напряжение,
Rиз – сопротивление изоляции проводов.
В аварийном режиме работы
сети с изолированной нейтралью
при наличии замыкания одной из
фаз на землю ток, проходящий через тело человека, прикоснувшегося к исправной фазе, выразится
зависимостью:
Iч ≈ Uл / Rч.
Таким образом, замыкание одной из фаз на землю резко повышает опасность однофазного прикосновения.
В исправных трехфазных сетях
с заземленной нейтралью ток через человека, прикоснувшегося к
12
одной из фаз, определяется выражением:
Іч = Uф/(Rч + Rо),
где Rо – сопротивление рабочего заземления нейтрали (Rо ≤ 10
Ом).
В аварийном режиме, когда одна из фаз сети замкнута на землю,
человек, прикасаясь к исправной
фазе, попадает под напряжение
Uч, которое больше фазного, но
меньше линейного, В этом случае
ток через человека будет определяться так:
Іч = Uч/Rч.
Таким образом, прикосновение
к исправной фазе при замыкании
другой фазы на землю опаснее,
чем прикосновение к фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с заземленной нейтралью.
13
В производственных условиях
возможны случаи обрыва электрических проводов и падения их на
землю или нарушение изоляции
кабеля, находящегося в земле.
При этом вокруг любого проводника, оказавшегося на земле или в
земле, образуется зона растекания
тока. Если человек окажется в этой
зоне и будет стоять на поверхности земли, имеющей различные
электрические потенциалы в местах, где расположены ступни его
ног, то по длине шага возникает
шаговое напряжение Uш. Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи
тока, находящимися на расстоянии
шага, на которых одновременно
стоит человек. Напряжение шага
максимально в месте замыкания
провода на землю и уменьшается
14
по мере удаления от него. Вне зоны растекания тока напряжение
шага равно нулю. Напряжение шага увеличивается с увеличением
ширины шага.
При замыкании тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание на корпус)
прикоснувшийся к ним человек попадает под напряжение прикосновения Uпр - напряжение между
двумя точками цепи тока, которых
одновременно может коснуться
человек. Численно оно равно разности потенциалов корпуса и точек
земли, на которых находятся ноги
человека. Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от заземлителя, и за пределами зоны растекания тока оно
равно напряжению на корпусе оборудования.
15
Защита от опасности поражения электрическим током
Организационные мероприятия:
 оформление работы нарядом или
устным распоряжением;
 допуск к работе;
 надзор во время работы;
 оформление перерыва в работе,
переводов на другое рабочее место, окончания работы.
Технические
мероприятия,
обеспечивающие
безопасность
работ со снятием напряжения:
 отключение оборудования на
участке, выделенном для производства работ, и принятие мер
16
против ошибочного или самопроизвольного включения;
 ограждение при необходимости
рабочих мест и оставшихся под
напряжением токоведущих частей;
 вывешивание
предупредительных плакатов и знаков безопасности;
 проверка отсутствия напряжения;
 наложение заземления.
К
основным
техническим
средствам защиты от опасности
прикосновения к токоведущим частям электроустановок относятся:
 электрическая изоляция токоведущих частей;
 ограждение;
 сигнализация и блокировка;
 использование малых напряжений;
 электрическое разделение сети;
17
 выравнивание потенциалов;
 защитное заземление;
 зануление;
 защитное отключение;
 средства индивидуальной защиты.
Высокий уровень состояния
изоляции электроустановок –
одно из главных условий их безопасности. Основная характеристики изоляция – сопротивление.
Согласно ПУЭ сопротивление изоляции в электроустановках напряжением до 1000 В должно быть не
менее 0,5 мОм. Сопротивление
изоляции необходимо регулярно
контролировать. Для периодического контроля изоляции применяется мегаомметр, для постоянного
контроля – специальные прибора
контроля изоляции.
18
Ограждению подлежат все токоведущие части электроустановок, работающих под любым
напряжением.
Конструктивно
ограждения
изготавливают
из
сплошных металлических листов
или металлических сеток.
Для предупреждения об опасности поражения электрическим
током используют различные звуковые, световые и цветовые
сигнализаторы,
устанавливаемые в зонах видимости и слышимости персонала. В конструкциях
электроустановок предусмотрены
блокировки – автоматические
устройства, с помощью которых
преграждается путь в опасную зону
или предотвращаются неправильные, опасные или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия.
19
Для защиты от поражения электрическим током при работе с ручным электроинструментом, переносными светильниками в помещениях с повышенной опасностью
или в помещениях с особой опасностью применяют пониженные
напряжения питания электроустановок: 42, 36 и 12 В.
Для повышения безопасности
проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие
электрически не связанные между
собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие
разделенные сети обладают малой
емкостью и высоким сопротивлением изоляции.
Защитное заземление – это
преднамеренное
электрическое
соединение металлических нетоковедущих частей электроустано20
вок, которые могут оказаться под
напряжением в результате повреждения изоляция, с землей или её
эквивалентом. Принцип действия
защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения
(и напряжения шага), вызванных
замыканием на корпус. Защитному
заземлению подвергают металлические части электроустановок и
оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты.
Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1000
В с изолированной нейтралью и в
сетях напряжением свыше 1000 В
как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Заземляющее устройство –
это совокупность заземлителя –
21
металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие
устройства. Заземлители бывают
искусственные, предназначенные
исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические
предметы иного назначения: железобетонные фундаменты, металлические конструкции (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов).
Зануление предназначено для
устранения опасности поражения
электрическим током при замыка22
нии на корпус электроустановок,
работающих под напряжением до
1000 В в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной
нейтралью.
Зануление состоит в преднамеренном соединении металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться
под напряжением в следствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником. Принцип действия. Зануление превращает
пробой на корпус в короткое замыкание между фазным и нулевым
проводами и способствует протеканию тока большой силы через
устройства защиты сети, а в конечном итоге быстрому отключению поврежденного оборудования
от сети.
23
Защитное отключение обеспечивается
путем
введения
устройства, автоматически отключающего оборудование при возникновении опасности поражения
током. Устройство срабатывает в
случае превышении какого-либо
параметра в электрических цепях
технологического
оборудования
(силы тока, напряжения, сопротивления изоляции). Основная характеристика такого устройства –
быстродействие, не превышающее
0,2 с.
Изолирующие
электрозащитные средства делятся на
основные и
дополнительные.
Основные
изолирующие
электрозащитные
средства
способны длительное время выдерживать рабочее напряжение
24
электроустановки. К таким средствам относятся:
 в электроустановках напряжением до 1000 В – диэлектрические
резиновые перчатки, инструмент
с изолирующими рукоятками и
указатели напряжения до 1000 В;
 электроустановках напряжением
выше 1000 В – изолирующие
штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, а также
указатели напряжения выше 1000
В.
Дополнительные изолирующие
электрозащитные
средства
обладают недостаточной электрической прочностью и не могут самостоятельно защищать человека
от поражения током. Их назначение – усилить защитное действие
основных изолирующих средств. К
25
дополнительным
изолирующим
средствам относятся:
 в электроустановках напряжением до 1000 В – диэлектрические
галоши, коврики и изолирующие
подставки;
 в электроустановках напряжением выше 1000 В – диэлектрические перчатки, боты, коврики,
изолирующие подставки.
К работам на электроустановках допускаются лица, достигшие
18 лет, прошедшие инструктаж и
обученные безопасным методам
труда с
присвоением соответствующих
квалификационных
групп (с I по V).
При выполнении монтажных
работ и ремонта средств вычислительной техники необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
26
 все виды обслуживания ЭВМ
должны производиться одновременно не менее чем двумя специалистами;
 наладчик должен стоять на резиновом коврике и проверять электрическую схему, не касаясь корпуса и токоведущих цепей;
 при проведении ремонта ЭВМ
необходимо вывешивать предупреждение о напряжении на
участке.
Во время ремонта вычислительной техники запрещается:
 проверять на ощупь наличие
напряжения и нагрев токоведущих частей системы;
 применять для соединения блоков и приборов провода с поврежденной изоляцией;
27
 производить пайку и установку
деталей в оборудовании, находящемся под напряжением;
 измерять напряжение и ток переносными приборами с неизолированными проводами и щупами;
 подключать блоки и приборы к
оборудованию,
находящемуся
под напряжением;
 заменять предохранители при
включенном оборудовании;
 работать на
высоковольтных
установках
без
защитных
средств.
К
основным
требованиям,
предъявляемым к обеспечению
электробезопасности пользователей, работающих на персональных
компьютерах, относятся следующие:
 все узлы одного персонального
компьютера и подключенное к
28
нему периферийное оборудование должны питаться от одной
фазы электросети;
 корпуса системного блока и
внешних устройств должны быть
заземлены радиально с одной
общей точкой;
 для отключения компьютерного
оборудования должен использоваться отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником;
 все соединения ПЭВМ и внешнего оборудования должны производиться при отключенном электропитании.
29