Взаимодействие человека с опасными факторами производственной среды Электрический

Взаимодействие человека с опасными факторами производственной среды. Электрический ток Лекция 5 по безопасности жизнедеятельности лектор к. х. н. доцент кафедры «Промышленная и экологическая безопасность» Подолина Елена Алексеевна

План лекции Электрический ток: источники и причины поражения электрическим током на промышленных предприятиях; виды воздействия электрического тока на организм человека; факторы, влияющие на эффект воздействия; меры защиты от поражения электрическим током; технические расчеты.

Источники и причины поражения электрическим током на промышленных предприятиях Электрический ток является одним из наиболее опасных факторов в быту и на производстве. Его воздействие на организм человека очень часто приводит к летальному исходу. В современных металлургических производствах широко используются электрические установки. Большая часть электрооборудования работает при напряжении до 1 к. В, однако в ряде процессов используют высокое напряжение >1 к. В. Совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии называется электроустановок.

Анализ условий поражения электрическим током «звезда» «треугольник» Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление Изолированная нейтраль – нейтральная точка источника не имеет связи с землей (неприкрепленная к заземляющему устройству или присоединяемая через аппараты большого сопротивления или вообще отсутствует

Фазное напряжение (UФ) - напряжение между фазным и рабочим нулевым проводниками или между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора, генератора и т. д. ). Для сети 380/220 В оно равно 220 В. Линейное напряжение (UЛ) - напряжение между 2 фазными проводниками, и для сетей 380/220 В оно равно 380 В.

Неисправность электрооборудования, нарушение правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок могут привести к поражению персонала электрическим током. Опасность поражения электрическим током зависит от: параметров электроэнергии; условия эксплуатации электрооборудования; среда помещений. Поражение человека электрическим током может произойти в следующих наиболее вероятных ситуациях: • приближении человека, неизолированного от земли на опасное расстояние к токоведущим частям электроустановки; • при одновременном прикосновении к 2 -м фазам электроустановки 3 -х фазного тока; • при 1 -фазном прикосновении неизолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановки; • прикосновении неизолированного от земли человека к металлическим нетоковедущим частям оборудования, оказавшимися под напряжением из-за пробоя на корпус; • прикосновении человека к 2 -м точкам грунта находящегося под разными потенциалами в поле растекания тока; • при освобождении другого человека, попавшего под напряжение.

2. при одновременном прикосновении к 2 -м фазам электроустановки 3 -х фазного тока Пример: Uл=380 В, Rчел =1 к. Ом,

3. при 1 -фазном прикосновении неизолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановки 3. 1. Нейтраль глухо заземлена RЧЕЛ – сопротивление человека; RОБ – сопротивление обуви; RП – сопротивление пола; R 0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока 8

3. 2. Нейтраль изолирована Z – полное сопротивление изоляции 1 фазы относительно земли (имеет две составляющие: активную (rиз) и емкостную (XC), Ом Для упрощения анализа примем, что тело человека обладает только активным сопротивлением RЧЕЛ, RП=0 и RОБ=0, сопротивления изоляции одинаковыми для всех проводов сети: ZL 1=ZL 2=ZL 3=Z

a) Если емкость проводов относительно земли мала (XC~0), что справедливо для воздушных сетей U≤ 1 к. В небольшой протяженности, то Z=rиз: б) В сетях протяженных и в сетях U>1 к. В преобладает емкостная составляющая: Хс – емкостное сопротивление фаз; С – емкость фаз; i – единичный вектор (i=√-1); f – линейная частота; 2 f = ω – круговая частота, с-1.

4. прикосновении неизолированного от земли человека к металлическим нетоковедущим частям оборудования, оказавшимися под напряжением из-за пробоя на корпус более 70 % случаев поражения электротоком Напряжение прикосновения – напряжение между 2 точками цепи тока, которых одновременно касается человек (между 2 мя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека)

5. прикосновении человека к 2 -м точкам земли (грунта), находящимся под разными потенциалами в поле растекания тока ("шаговое напряжение") Шаговое напряжение – напряжение между 2 -мя точками земли, находящимися друг от друга на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек в зоне растекания тока. П - сопротивление почвы, а - величина шага, х – удаление точки замыкания, Iз - ток замыкания.

6. при освобождении др. человека, попавшего под напряжение UПР UПОД КОТОРОЕ ПОПАЛ ЧЕЛОВЕК • • Отключить установку Если невозможно быстро отключение U, нужно отделить пострадавшего от токоведущей части, разорвать контакт с ней Рекомендуется освобождать пострадавшего: • в сетях U<1 к. В – за сухую одежду • в сетях U>1 к. В – для отделения пострадавшего от тока необходимо обязательно использовать электрозащитные средства

Виды воздействия электрического тока на организм человека Проходя через тело человека, электрический ток оказывает сложное воздействие: термические, биологическое, электролитическое и механическое. биологическое термическое Воздействие эл. тока механическое (электродинамическое) электролитическое (химическое)

Электротравмы местные (20 %) общие (эл. удар) (25 %) Степени ожогов Местные электротравмы: • электроожог (контактный и дуговой) смешанные • электрический знак (метка тока) (55 %) • металлизация кожи • электроофтальмия • механические повреждения I степень – покраснения и отек кожи; II степень – появление пузырей; III степень – омертвление участков кожи; IIIA (дермальные) – поражения собственно кожи, но не на всю ее глубину; IIIБ – повреждается вся толща кожи; IV степень – обугливание. Ожог IV степени

Общие электротравмы (электрический удар) I степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания; II степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохраняющимися дыханием и работой сердца; III степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и др. ); IV степень – клиническая смерть.

Основные факторы, влияющие на исход поражения электрическим током 1) Сила тока, м. А Переменного Постоянного (f=50 Гц) Пороговый ток Характер воздействия Ощутимый Раздражения 0, 5 -1, 5 м. А 5 -7 м. А Неотпускающий Судороги рук, предплечий 6 -10 м. А 50 -80 м. А Фибрилляционный Фибрилляция сердца, смерть 90 -100 м. А 300 м. А 2) Эл. сопротивление тела человека В расчетах при переменном токе промышленной частоты принимают RЧ=1 к. Ом (при особо неблагоприятных условиях).

3) Продолжительность действия (чем >, тем > вероятность тяжелого и смертельного исхода) 4) Путь тока 1 – рука (40%); 2 – правая рука – ноги (20%); 3 – левая рука – ноги (17%); 4 – правая рука – правая нога; 5 – правая рука – левая нога; 6 – левая рука – левая нога; 7 – левая рука – правая нога; 8 – обе руки – обе ноги; 9 – нога (9%); 10 – голова – руки (4%); 11 – голова – ноги (5%); 12 – голова – правая рука; 13 – голова – левая рука; 14– голова – правая нога; 15 – голова – левая нога

5) Напряжение, род и частота тока Общая тенденция: при ↑ U опасность ↑ до 200 - 250 В переменный ток частотой 50 Гц опаснее постоянного тока в 4 - 5 раз 400 - 600 В опасность постоянного и переменного тока практически одинакова > 600 В опасность постоянного тока больше, чем переменного. Наибольшую опасность представляет переменный ток частотой 20 -100 Гц (максимум опасности 50 -60 Гц). При частоте >100 Гц опасность поражения несколько снижается, а при частоте > 1 к. Гц снижение ее значительно, при частоте свыше 450 -500 к. Гц опасность полностью исчезает. 6) Состояние организма Здоровые и физически крепкие люди легче переносят эл. удары, чем больные и слабые. 7) Условия внешней среды Повышенная влажность и температура среды, запыленность воздуха токопроводящей пылью снижают RЧ и Rиз проводов и опасность поражения током увеличивается

Меры защиты от поражения электрическим током Нормирование ГОСТ Р 12. 1. 009 -2009 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения. ГОСТ Р 12. 1. 019 -2009 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. ГОСТ 12. 1. 030 -81* (1996) Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. ГОСТ 12. 1. 038 -82* (1996) Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжения прикосновения и токов. ПУЭ. 7 издание. ПОТ Р М-016 -2001 Межотраслевые правила по ОТ при эксплуатации электроустановок. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в таблице: Род тока Переменный, 50 Гц Переменный, 400 Гц Постоянный U, В I, м. А не более 2, 0 3, 0 8, 0 0, 3 0, 4 1, 0

Классификация электроустановок В зависимости от режима работы нейтрали и номинального линейного напряжения электроустановки: электроустановки, работающие под напряжением >1 к. В: с глухозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю >500 A); с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю <500 A). электроустановки, работающие под напряжением ≤ 1 к. В: с глухозаземленной нейтралью; с изолированной нейтралью

Классификация помещений по доступности электрооборудования: Группа 1 – замкнутые электротехнические помещения (подстанции, трансформаторные будки, щитовые помещения) – только квалифицированный персонал и только ограниченное время Группа 2 – обычные электротехнические помещения – помещения или отгороженные части помещений, где находится электрооборудование, требующее постоянного присутствия обслуживающего квалифицированного персонала, доступ остальным закрыт Группа 3 – производственные или учебные помещения, где кроме квалифицированного персонала могут находиться др. работники или учащиеся. Производственные помещения, где длительный контакт с оборудованием имеют лица без специальной подготовки Группа 4 – бытовые или административные помещения (жилые, столовые и т. п. ), где доступ к электрооборудованию свободный

Классификация помещений по электробезопасности q без повышенной опасности – отсутствуют признаки особой опасности и повышенной опасности; q с повышенной опасностью – один из признаков повышенной опасности; q с особой опасностью – один из признаков особой опасности или не менее двух повышенной опасности.

Классификация помещений по электробезопасности Признаки повышенной опасности: 1. 2. 3. 4. 5. Сырость (влажность 75 % ≤ R < 100 %); Температура более 35 0 С; Токопроводящие полы; Токопроводящая пыль; Коэффициент заполнения оборудования более 0, 2; 6. возможность одновременного прикосновения к соединенным с землей металлоконструкциям и металлическими частям электроустановки Признаки особой опасности: 1. Особая сырость (R =100 %); 2. Химически активная среда в помещении (наличие агрессивных паров, газов, паров щелочей, кислот) или органическая (плесень).

График работы • бирочная система включения; • наряд-допуски на выполнение ремонтных работ. Квалификация персонала Квалификационные группы по ТБ (зависящие от типа электроустановки и рода работ): 1. Работа с ручным электроинструментом. 2. Работа с электроустановками с напряжением до 1 к. В. 3. Работа с электроустановками с напряжением > 1 к. В и сверхвысокими частотами. 4. То же, что и 3. 5. СВЧ. Обслуживание электроустановок до 1000 В разрешается персоналу, имеющему квалификационную группу не ниже 3, а выше 1000 В – не ниже 4 группы.

Технические меры защиты 1 Защита от электродуги (от приближения на опасное расстояние): • ограждающие устройства; • блокировки; • плакаты, знаки безопасности. 2 Защита от прикосновения к токоведущим частям (от случайного прикосновения): • • расположение на недоступной высоте или месте; использование ограждений; дополнительная изоляция токоведущих частей; использование малых напряжений – напряжений < 42 В переменного и < 100 В постоянного тока; • блокировка опасных зон; • предупредительная сигнализация (звуковая, световая); • плакаты, знаки безопасности;

3 Защита от прикосновения к металлическим частям оборудования, случайно оказавшимся под напряжением: • • защитное заземление; защитное зануление; защитное отключение; уравнивание потенциалов; применение малых напряжений; двойная изоляция токоведущих частей; электрическое разделение сети.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. L 1 L 2 c c c L 3 Iз Iч r r r

Защитное зануление – преднамеренное электрическое соединение с многократно заземленным нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. L 1 L 2 L 3 PE, (PEN) Iк

Область применения защитного заземления и зануления: • во всех случаях (без повышенной, с повышенной и особой опасности) при номинальном напряжении UН 380 В переменного тока, UН 440 В постоянного тока; • в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при напряжении UН = 42– 380 В переменного тока, UН 110 -440 В постоянного тока; • не применяются при напряжении до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока. В зависимости от номинального напряжения и режима работы нейтрали: Режим работы нейтрали Изолированная Глухо заземленная UН, к. В < 1 > 1 Заземление Зануление Заземление

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Функции УЗО заключаются в ограничении не величины тока, походящего через тело человека, а времени его протекания (быстродействие от 0, 03 до 0, 2 с). 4 Защита от шагового напряжения: Применяется контурное защитное заземление для выравнивания потенциалов на грунте в зоне растекания тока 5 Меры защиты при освобождении человека, попавшего под напряжение: Если < 1 к. В, освобождать за сухую одежду. Если > 1 к. В освободить при помощи изолирующей штанги.

Средства индивидуальной защиты Средства защиты Основные защитные средства обладают изоляцией, способной длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки и поэтому ими допускается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением Дополнительные защитные средства сами не могут обеспечить безопасность при касании токоведущих частей. Их назначение усилить защитное действие основных средств, с которыми они применяются. Эти средства обеспечивают безопасность от напряжения прикосновения и шагового напряжения

Средства защиты при работе на электроустановках Свыше 1000 В Основные: До 1000 В Основные: - диэлектрические перчатки толщиной 0, 7 мм; - слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками; - указатели напряжения и индикаторы, изолирующие и электроизмерительные клещи; - изолирующие штанги; - изолирующие лестницы. Дополнительные: - диэлектрические сапоги, галоши; - диэлектрические резиновые коврики; - изолирующие подставки. - изолирующие штанги; - изолирующие и электроизмерительные клещи; - указатели напряжения; - резиновые перчатки толщиной 1, 2 мм. Дополнительные: - диэлектрические перчатки и боты; - диэлектрические коврики; - изолирующие подставки.