Под электробезопасностью понимают систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Современная производственная и бытовая деятельность человека связана с широким применением электрической энергии. В отличие от других источников опасности, электрический ток невозможно обнаружить без приборов дистанционно, поэтому воздействие его на человека, как правило, неожиданно.
Одна из главных причин травм, связанных с действием электрического тока, – слабое знание правил электробезопасности.
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. В результате термического воздействия происходит разогрев тканей организма, возникают ожоги тела; при электролитическом – разлагается кровь и другие органические жидкости в организме. Биологическое воздействие проявляется в возбуждении и раздражении тканей и непроизвольном судорожном сокращении мышц. Следствием воздействия электрического тока на человека могут быть электрические травмы и электрические удары.
Электротравмы – местные поражения тела, связанные с ожогами, металлизацией кожи, механическими повреждениями; электроофтальмия.
Ожоги в зависимости от причины воздействия тока бывают контактные и дуговые. Они возникают в установках с относительно небольшими напряжениями. Для электроожогов характерны «знаки тока», т. е. наличие плотного струпа, повторяющего очертания оголенного электрического проводника, с которым произошел контакт пострадавшего. При металлизации кожи в ее верхние слои проникают мельчайшие частички металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Электроофтальмия – воспаление глаз вследствие воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей.
Причиной механических повреждений служат резкие судорожные сокращения мышц под действием тока.
Электрический удар связан с нарушением физиологических процессов в организме человека. Он вызывает возбуждение живых тканей, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц, в том числе сердца и легких.
Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов, важнейшие из которых: сила тока, протекающего через тело человека; продолжительность его воздействия и частота; путь прохождения тока через тело; состояние помещения, в котором эксплуатируется электроустановка; площадь контакта человека с токоведущими частями; индивидуальные особенности организма человека.
Значение силы электрического тока, проходящего через организм человека, зависит от напряжения, под которым находится человек, и от сопротивления тела человека.
Сопротивление тела не постоянно, оно колеблется в очень широких пределах. Так, по данным исследователей, сопротивление сухой кожи может быть от 3000 до 100 000 Ом, а влажной снижается до 1000 Ом и меньше. Повышение напряжения, приложенного к телу человека, во много раз уменьшает сопротивление кожи. Следовательно, чем выше приложенное напряжение, тем больше опасность поражения. Однако само по себе значение напряжения не может служить критерием опасности поражения.
Учитывая, что большинство поражений происходит при напряжении 127, 220, 380 В, в России в качестве безопасного принято сверхнизкое (малое) напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока.
Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока при значениях 0,6–1,5 мА; постоянного – 5–7 мА (пороговый ощутимый ток). При токе до 10 мА и частоте 50 Гц ощущается раздражающее действие тока, сопровождаемое судорожными сокращениями мышц. При 10–15 мА боль становится сильной, а человек из-за непроизвольного сокращения мышц самостоятельно отпустить провод не может. При токе 25–50 мА затрудняется дыхание, а при токе более 50 мА и вплоть до 100 мА нарушается и работа сердца с одновременным параличом дыхания. Ток в 100 мА при 50 Гц и выше считают смертельно опасным для человека. Длительность прохождения тока через организм существенно влияет на исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого и смертельного исхода. Наступление фибрилляции и остановка сердца происходят при продолжительности воздействия тока более 0,8 с или при совпадении времени прохождения тока с фазой кардиологического цикла. Опасность поражения от переменного тока достигает максимума при частотах 50–200 Гц (рис. 3).
Ток от 200 кГц и выше относительно безопасен. Меньшая опасность постоянного тока ограничивается величиной напряжения 250–300 В.
Так как основной путь тока в организме человека совпадает с кровеносными сосудами и нервными стволами (из-за их меньшего сопротивления), то на тяжесть травмы влияет, какой частью тела пострадавший коснулся токоведущих частей. Наиболее опасен путь тока вдоль оси тела (правая рука – ноги) или путь, лежащий через жизненно важные органы: сердце, легкие, мозг. Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и ослабленные. Поэтому требованиями охраны труда предусмотрен отбор по состоянию здоровья персонала для работы на электроустановках. Имеется специальный перечень противопоказаний, препятствующий приему на работу на электроустановках (болезни сердца, астма, заболевание крови, нервной системы и др.).
а | б | ||
в | г |
Рис. 3. Влияние параметров электрического тока
на степень поражения человека:
а, б – электрического напряжения U (f = 50 Гц); в – частоты тока f (U = 220 В);
г – времени прохождения тока t
Вероятность электротравмы во многом определяется видом помещений, которые по степени опасности поражения электрическим током делят на особо опасные, с повышенной опасностью и без повышенной опасности.
К помещениям с повышенной опасностью относят помещения при наличии любого из следующих условий: сырые, с относительной влажностью до 75%; наличие токопроводящей пыли; с токопроводящими полами (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные); горячие (температура воздуха превышает 30 °С); с возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим конструкциям здания, имеющим соединение с землей, технологическим оборудованием, механизмами, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.
К помещениям особо опасным относят помещения с относительной влажностью, близкой к 100%; с химически активной средой, действующей разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; при наличии двух или более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
Все остальные помещения относят к помещениям без повышенной опасности.
Размещение установок должно производиться в строгом соответствии с Правилами устройства электроустановок. Значение допускаемого напряжения зависит от назначения устройства, условий его эксплуатации и состояния окружающей среды. Например, школам иметь в эксплуатации установки напряжением выше 1000 В запрещено. Обслуживать эти установки в тех учреждениях, где это разрешено, должен специально обученный персонал, знания и здоровье которого периодически проверяются.
Основные причины электротравматизма следующие:
● случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением (оголенные провода, контакты розеток, шины, рубильники), в результате проведения работ вблизи или на этих частях (сверление дрелью, пробивание отверстий и т. п.);
● неисправность защитных средств, которыми пострадавший прикасался к токоведущим частям; ошибочное принятие находящегося под напряжением оборудования как отключенного;
● неожиданное возникновение напряжения из-за повреждения изоляции там, где в нормальных условиях его быть не должно; контакт токопроводящего оборудования с проводом, находящимся под напряжением; замыкание фаз на землю и т. п.;
● появление напряжения на отключенных частях оборудования в результате ошибочного включения тогда, когда на нем выполняют работы; замыкание между отключенными и находящимися под напряжением проводами; наведение напряжения от соседних работающих установок и т. п.;
● возникновение токового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю, неисправностей в устройствах заземления, зануления и т. д.
В последнем из названных случаев человек, оказавшийся в зоне растекания тока по земле, попадает под напряжение, называемое шаговым, которое вблизи провода достигает опасных значений. Шаговое напряжение зависит от расстояния между точками соприкосновения человека с землей. Для обеспечения безопасности уходить от упавшего провода следует мелкими шагами (менее длины ступни). На расстоянии 20 м от упавшего провода напряжение, как правило, равно нулю (рис. 4).
Рис. 4. Схема распределения потенциалов шагового напряжения
Для предупреждения поражений электрическим током необходимо: четко и в полном объеме выполнять правила производства работ и технической эксплуатации; к обслуживанию оборудования и работе с инструментом допускать лиц, прошедших обучение и имеющих удостоверение на право производства работ; использовать низкое напряжение. В помещениях с повышенной опасностью необходимо использовать напряжение не выше 42 В. В особо опасных и вне помещений (для светильников и электроинструмента) – напряжение не выше 12 В. Присоединять переносные токоприемники к электросети нужно с помощью специальной вилки и розетки с заземляющим контактом, который длиннее рабочих контактов в 1,5–2 раза.
Все учебные электрифицированные пособия и электротехнические изделия, а также ручной инструмент, предназначенные для работы, должны иметь двойную или усиленную изоляцию и работать при напряжении не выше 42 В.
При эксплуатации ручного электроинструмента необходимо соблюдать следующие требования:
● применять машины только в соответствии с назначением, указанным в паспорте;
● каждая машина должна иметь инвентарный номер;
● лицо, ответственное за сохранность и исправность машины, обязано вести журнал регистрации инвентарного учета, периодической проверки и ремонта;
● при каждой выдаче инструмента необходимо проверять комплектность его и надежность крепления деталей, выполнять внешний осмотр (исправность кабеля, штепсельной вилки, рукоятки, крышек щеткодержателей и т. д.) и проверку четкости работы выключателя, работы на холостом ходу.
Электроинструмент эксплуатировать запрещено:
● при наличии повреждения штепсельного соединения, кабеля или его защитной трубки, крышки щеткодержателя;
● при искрении щеток, нечеткой работе выключателя, вытекании смазки; появлении дыма и запаха горящей изоляции, появлении повышенного шума, стука, вибрации;
● при поломке или появлении трещин в корпусе, рукоятке, защитном ограждении;
● при повреждении рабочего органа.
Ручными электрическими машинами могут пользоваться только лица, прошедшие специальное обучение и имеющие соответствующее удостоверение.
Хранить электроинструмент нужно в сухом помещении.
Штепсельные розетки, применяемые для напряжения 12 и 42 В, должны отличаться от розеток напряжением 127–220 В. Необходимо исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям электроустановок путем изоляции, защитных ограждений и т. п.; постоянно контролировать изоляцию и состояние всего электрооборудования путем периодического осмотра и ремонта; переносные токоприемники напряжением 220 В подключать к электросети с помощью трехжильного провода, трехфазные переносные токоприемники напряжением 380 В присоединять с помощью четырехжильного провода (четвертая жила предназначена для заземления корпуса токоприемника).
Сопротивление электрической изоляции токоведущих частей электроустановок, обеспечивающее их нормальную работу и защиту от поражений электрическим током, регламентировано Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Сопротивление электроизоляции ручных электрических машин должно быть более 2,5 МОм, силовой и осветительной электропроводки – выше 0,5 МОм. Проверку изоляции электроинструмента следует проводить мегомметром не реже одного раза в квартал, электропроводки – не реже одного раза в три года.
Из-за нарушения целостности изоляции или обрыва проводов корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, приводы электрических аппаратов, каркасы распределительных щитов, шкафов и другие металлические токоведущие части могут оказаться под напряжением. Если при этом установка не имеет контакта с землей, то при прикосновении к ней возникает опасность поражения людей электрическом током. Для предупреждения опасности, связанной с переходом напряжения на нетоковедущие металлические части, служат специальные меры: заземление, зануление и защитное отключение.
Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
Защитное заземление – заземление, выполненное в целях безопасности. Защиту при косвенном прикосновении (электрическом контакте людей с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции), следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного тока и 120 В постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях, например 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии ряда требований, изложенных в ПУЭ. Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока – во всех случаях.
Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземления бывают выносные и контурные. В первом случае заземлители располагают на некотором удалении от заземляемого оборудования. Они защищают за счет малого их сопротивления. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть
где I – расчетный ток замыкания на землю, А.
Допустимая величина сопротивления заземления электроустановок с потребляемой мощностью Р ≤ 100 кВА – не более 10 Ом.
В сетях с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству, а открытые проводящие части электроустановки заземлены с помощью заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.
При контурном заземлении заземлители располагают по контуру вокруг заземленного оборудования на небольшом расстоянии друг от друга. В качестве заземляющих проводников могут быть использованы: металлические конструкции зданий, стальные трубы, стальные оболочки кабелей, круглые проводники диаметром не менее 5 мм, голые медные и алюминиевые проводники сечением 4 и 6 мм2, заземляющие жилы кабелей сечением для меди – 1 мм2, для алюминия – 1,5 мм2, угловая сталь и др. Вертикальные заземлители (длиной 2,5 –3 м) соединяют стальной шиной, которую приваривают к каждому заземлителю.
Каждая заземляемая установка должна быть присоединена к заземлителю или к заземляющей магистрали посредством отдельного ответвления (рис. 5). Передвижные электроустановки заземляют через заземляющую жилу гибкого кабеля. Защитное заземление необходимо периодически осматривать и ремонтировать в сроки, установленные ПУЭ. В необходимых случаях, когда соединение с землей нужно для работы установки, выполняют рабочее заземление.
Профилактический осмотр заземляющих устройств производят не реже одного раза в год. В него входит проверка состояния заземляющего устройства, наличия цепи между контуром заземления и заземляющими устройствами.
Категорически запрещается уничтожать заземляющий провод, переключать его с одной пластины вилки прибора на другую, пересоединять (менять местами) провода, подходящие к штепсельной розетке, так как это может привести к поражению электрическим током.
Рис. 5. Принципиальная схема защитного заземления:
1 – электроустановка; 2 – заземляющий проводник; 3 – заземлители
Распространенным способом защиты сетей напряжением до 1000 В служит зануление, под которым понимают преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным (заземленным) проводом металлических токоведущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением (рис. 6). Зануление применяют при четырехпроводной системе трехфазного тока с глухозаземленной нейтралью. Смысл зануления состоит в том, что оно превращает замыкание на корпус в короткое однофазное замыкание, в результате которого срабатывает максимальная токовая защита (блокировка), отключающая поврежденный участок сети. Для увеличения безопасности нулевой провод заземляют в нескольких точках.
Рис. 6. Принципиальная схема защитного зануления:
1 – электроустановка; 2 – максимальная токовая защита
Зануление корпусов светильников при скрытой электропроводке выполняют внутри светильника ответвлением от нулевого рабочего проводника. При открытой электропроводке зануление обеспечивают соединением корпуса с нулевым рабочим проводником. Выполнение зануления трехфазных электроплит осуществляют ответвлением от нулевого рабочего проводника на распределительном щите. Возможно одновременное зануление и заземление одного и того же корпуса, но одновременное зануление одних и заземление других машин в одной и той же сети запрещено. Не требуется обязательного дополнительного заземления зануленных элементов электроустановок.
Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности. Это наиболее совершенный способ защиты от появления опасного напряжения на конструктивных частях электрооборудования. С помощью специальных автоматов оно обеспечивает мгновенное отключение поврежденной установки при возникновении на корпусах опасных напряжений.
Для защиты при косвенном прикосновении в электроустановках напряжением до 1 кВ должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением устройств защитного отключения питания (УЗО). При этом должно быть соблюдено условие:
,
где Ia – ток срабатывания защитного устройства; Ra – суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника (при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников – заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника).
Для дополнительной защиты (помимо изоляции токоведущих частей, ограждений, установки барьеров, размещения оборудования вне зоны досягаемости, применения сверхнизкого (малого) напряжения) от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ следует применять УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.
При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если используются системы IT или TT. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.
Обозначения указанных систем электроустановок:
● система TN – нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
● система IT – нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;
● система TT – нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.
При применении защитного автоматического отключения питания должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов (электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов) в соответствии с требованиями ПУЭ.
В системе TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в табл. 4.
Таблица 4
Наибольшее допустимое время защитного автоматического
отключения для системы TN
Номинальное фазное напряжение U0, В | Время отключения, с |
127 | 0,8 |
220 | 0,4 |
380 | 0,2 |
Более 380 | 0,1 |
Не допускается применять УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях – системе TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении.
В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать допустимых значений (табл. 5).
При возникновении аварии (несрабатывании защиты, при перегрузках и коротких замыканиях электропроводки, электрических машин, возгорании изоляции, попадании под напряжение и т. п.) необходимо немедленно нажать кнопку аварийного отключения питания. Затем следует предпринять действия в зависимости от характера аварии: оказание первой помощи пострадавшим, местное отключение поврежденного оборудования, вывод его в ремонт и т. д.
Таблица 5
Наибольшее допустимое время защитного автоматического
отключения для системы IT
Номинальное линейное напряжение U0, В | Время отключения, с |
220 | 0,8 |
380 | 0,4 |
660 | 0,2 |
Более 660 | 0,1 |
Ремонтные работы необходимо выполнять с обязательным соблюдением мер безопасности: произвести нужные отключения, при этом для предотвращения возможности ошибочного включения или самовключения необходимо вывесить предупредительные плакаты («Не включать – работают люди!»), проверить отсутствие напряжения, наложить, если необходимо, переносное заземление.
Однако при эксплуатации электроустановок иногда возникают условия, при которых даже самое совершенное их исполнение не обеспечивает безопасности работающего и требуется применение специальных средств защиты. К таким средствам защиты относятся: изолирующие штанги и клещи; токоизмерительные клещи и указатели напряжения; диэлектрические резиновые изделия и изолирующие подставки; переносные заземления и ограждения; монтерский инструмент с изолирующими рукоятками; предупредительные плакаты; защитные очки, каски, рукавицы; предохранительные пояса; лестницы различных конструкций.
Находящиеся в эксплуатации защитные средства из резины следует хранить в специальных шкафах, на стеллажах, в ящиках отдельно от инструмента. Они должны быть защищены от воздействия масел, бензина, а также от прямого воздействия солнечных лучей и теплоизлучения.
На защитных средствах должен быть штамп с указанием номера, срока годности и наименования лаборатории, проводившей испытания. На непригодных средствах штамп перечеркивается красной краской.
Организация безопасной эксплуатации электроустановок должна проводиться в соответствии с ГОСТ 12.1.030–96, ГОСТ 12.1.019–96, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, Межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок, Правилами устройства электроустановок и др.
Дата: 2019-11-01, просмотров: 248.