Главная › Отказ от услуг › Методы и средства электробезопасности. Классификация технических способов и средств защиты для обеспечения электробезопасности. Средства индивидуальной защиты, используемые в электроустановках

Методы и средства электробезопасности. Классификация технических способов и средств защиты для обеспечения электробезопасности. Средства индивидуальной защиты, используемые в электроустановках

К общетехническим средствам электробезопасности относятся:

рабочая изоляция;

двойная изоляция;

недоступность токоведущих частей (применение оградительных средств – кожух, электрический шкаф и др.);

блокировки безопасности (механические, электрические);

малое напряжение. Малое напряжение, согласно стандарту – номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током (ГОСТ12.1.009-76 ССБТ. Электро-безопасность. Термины и определения). В 7-м издании ПУЭ водится понятие «сверхнизкое (малое) напряжение» (СНН) – напряжение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного тока. Для переносных светильников – 36 В, для особоопасных помещений и вне помещений – 12 В;

меры ориентации (использование маркировок отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация).

Специальные средства защиты

Наибольшее распространение среди технических мер защиты человека в сетях до 1000 В получили:

защитное заземление;

зануление;

защитное отключение.

Средства индивидуальной защиты, используемые в электроустановках

Средства защиты, используемые в электроустановках, по своему назначению подразделяются на две категории: основные и дополнительные .

Основные электрозащитные средства – это средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Дополнительные электрозащитные средства – это средства защиты, дополняющие основные средства, а также служащие для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами.

Все электрозащитные средства перед эксплуатацией проходят приемо-сдаточные испытания и периодически (через 6…36 месяцев) подвергаются контрольным осмотрам и эксплуатационным электрическим испытаниям повышенным напряжением.

Классификация электрозащитных средств приведена в табл. 15.

Таблица 15

Классификация средств индивидуальной защиты, используемых в электроустановках

Виды средств	Наименование средств защиты при напряжении электроустановки
Виды средств	до 1000 В	свыше 1000 В
Основные	Изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими ручками	Изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства и приспособления для работ на высоковольтных линиях с непосредственным прикосновением электромонтера к токоведущим частям
Дополнительные	Диэлектрические галоши, диэлектрические коврики, переносные заземления, изолирующие подставки и накладки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности	Диэлектрические перчатки и боты, диэлектрические коврики, изолирующие подставки и накладки, индивидуальные изолирующие комплекты, диэлектрические колпаки, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и других средств и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей. В системах местного освещения, в ручном электрофицированном инструменте и в некоторых случаях применяют пониженное напряжение.

Поскольку состояние окружающей среды (температура, влажность, наличие пыли, паров кислот и щелочей и т.п.) влияет на сопротивление тела человека и сопротивление изоляции, то согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все помещения по опасности поражения электрическим током делятся на три категории.

1. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих факторов (признаков): сырости, когда относительная влажность превышает 75%; высокой температуры воздуха, превышающей 35 °С; токопроводящей пыли; токопроводящих полов; возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
2. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из трех условий: особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100%; химически активной среды, когда содержащиеся пары или образующиеся отложения действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования; двух и более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
3. Помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием признаков повышенной и особой опасности.

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и к другим нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (рис. 6.5). При этом все металлические нетоковедущие части электроустановок 1 соединяются с землей с помощью заземляющих проводников 2 и заземлителя 3.

Рис. 6.5.

/с3 - сопротивление заземляющего устройства; Д(| - сопротивление тела человека; /?|, /?2 - сопротивление каждой из фаз; /ч - электрический ток, проходящий через тело человека

Заземлитель - это проводник или совокупность металлически соединенных проводников, находящихся в соприкосновении с землей или ее эквивалентом. Заземлители бывают искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные - находящиеся в земле металлические предметы иного назначения.

Для заземления оборудования в первую очередь используют естественные заземлители: железобетонные фундаменты, а также расположенные в земле металлические конструкции зданий и сооружений.

Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением свыше 19 000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

С помощью защитного заземления уменьшается напряжение па корпусе относительно земли до безопасного значения, следовательно, уменьшается и сила тока, протекающего через тело человека. На схеме защитного заземления (см. рис. 6.5) показано, что напряжение, приложенное к телу человека в случае прикосновения к оборудованию, можно снизить, уменьшая сопротивление заземляющего устройства. Согласно ПЭУ сопротивление заземления в электроустановках до 1000 В не должно превышать 4 Ом.

Защитное зануление так же, как и защитное заземление, предназначено для устранения опасности поражения электрическим током при замыкании на корпус электроустановок. Защитное зануление осуществляется присоединением корпуса и других конструктивных нетоковедущих частей электроустановок к неоднократному заземленному нулевому проводу (рис. 6.6).

Защитное зануление превращает пробой на корпус в короткое замыкание между фазным и пулевым проводами и способствует протеканию тока большой силы через устройства защиты среды, а в конечном итоге быстрому отключению поврежденного оборудования от сети. Из приведенной схемы (см. рис. 6.6) очевидно, что при замыкании на корпус фаза окажется соединенной накоротко с нулевым проводом, вследствие чего через защиту (плавкий предохранитель или автомат) потечет ток короткого замыкания, который и вызовет перегорание предохранителя или отключение автомата. Чтобы защита быстро срабатывала, ток короткого замыкания дол

Рис. 6.6.

й(і - сопротивление заземления нейтрали источника тока; /?" - сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; /к - ток короткого замыкания

жен быть достаточно большим. Правила требуют, чтобы ток короткого замыкания был в три раза больше номинального тока плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического отключения. Это требование выполняется, если нулевой провод имеет проводимость не менее 50% проводимости фазного провода. В качестве нулевых проводов можно использовать стальные полосы, металлические оплетки кабелей, металлоконструкции зданий, подкрановые пути и др.

Системы защитного отключения - это специальные электрические устройства, предназначенные для отключения электроустановок в случае появления опасности пробоя на корпус. Так как основной причиной замыкания па корпус токоведущих частей оборудования является нарушение изоляции, то системы защитного отключения осуществляют постоянный контроль за сопротивлением изоляции или токами утечки между токоведущими и нетоковедущими деталями конструкции оборудования. При достижении опасного уровня оборудование отключается до того момента, когда произойдет пробой на корпус и появится реальная опасность поражения электрическим током.

Повышение электробезопасности достигается также путем применения изолирующих, ограждающих, предохранительных и сигнализирующих средств защиты.

Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные изолирующие электрозащитные средства способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, и работать на этих частях. К таким средствам относятся: в электроустановках напряжением до 1000 В - диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000 В (ранее назывались токоискателями); 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 поэтому не могут самостоятельно защищать человека от поражения током. Их назначение - усилить защитное действие основных изолирующих средств, вместе с которыми они должны применяться. К 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.

Ограждающие средства защиты предназначены для временного ограждения токоведущих частей (временные переносные ограждения, щиты, ограждения-клетки, изолирующие накладки, изолирующие колпаки).

Сигнализирующие средства включают запрещающие и предупреждающие знаки безопасности, а также плакаты: запрещающие, предостерегающие, разрешающие, напоминающие. Чаще всего используется предупреждающий знак "Проход запрещен".

Предохранительные средства защиты предназначены для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых и механических воздействий. К ним относят: защитные очки, противогазы, специальные рукавицы и т.п.

5. Электробезопасность

По определению ГОСТ 12.1.009-76: "Электробезопасность − система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опас-ного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества".

Из всей совокупности ОВПФ наиболее травмирующим фактором является электрический ток.

В Российской Федерации ежегодно от электрического тока погибает ~ 2500 человек, откуда риск индиви-дуальной смерти от тока получается равным: 2500/145∙10 6 ≈ 16∙10 -6 , что втрое больше, чем в среднем на Земле (5∙10 -6). Доля электротравм среди всей совокупности несчастных слу-чаев на производстве составляла в России в 80-ые годы прошлого века 11.8% (каждая десятая травма на производстве свя-зана электрическим током).

С момента промышленного использования электри-ческой энергии пристальное внимание было направлено на специфику проявления электри-ческого тока, не обнаруживаемого без непосредственного кон-такта с токоведущей частью, находящейся под напряжением, и тяжесть его воздействия на человека. Многочисленные исследования и инженерно-технические разработки привели в настоящее время к созданию надеж-ной системы защитных мер от поражения током.

5.1. Электрический ток

Действие тока на человека.

Ток оказывает термическое, электролитическое и биоло-гическое действие.

По видам поражения воздействие подраз-деляется на:

- электротравмы - местное поражение тканей (ожоги, элек-трические знаки, металлизация кожи);

-электроудары - воздействие тока на весь организм.

По степени воздействия различают:

I степень - судорожные сокращения мышц без потери соз-нания;

II степень - судорожные сокращения мышц, потеря созна-ния;

III степень - потеря сознания, нарушение сердечной и/или дыхательной деятельности;

IV степень - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

^ Факторы , определяющие исход поражения электрическим током:

1.Значение тока I (основной поражающий фактор). Смер-тельным для человека значением тока промышленной часто-ты 50 Гц считается ток

При этом токе вероятность смертельного исхода наступа-ет для 5% людей.

Выделяют три характерных значения тока промышленной частоты при его протекании через человека:

пороговый ощутимый 0,6-1,5 мА, при котором появля-ются первые ощущения;
пороговый неотпускающий 10-15 мА, при котором че-ловек не может оторваться от токоведущей части под напря-жением (из-за судорог мышц);
пороговый фибрилляционный 100 мА, при котором воз-никают хаотические сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), в результате чего наступает смерть.

При постоянном токе ощутимый пороговый ток составля-ет 5-7 мА. пороговый неотпускающий 50-70 мА, а пороговый фибрилляционный - 300 мА.

2. Напряжение прикосновения U пр, которое, согласно ГОСТ 12.1.009-76, представляет напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Напряжение прикосновения, а также электрическое сопро-тивление тела человека существенно влияют на исход пора-жения, так как определяют значение тока, проходящего че-рез тело человека, согласно закону Ома:

U пр = I h ∙R h

В аварийном режиме предельно допустимым напряжени-ем является 20В (при длительности воздействия более 1 с.).

3. Сопротивление тела человека R h . Оно определяется в основном сопротивлением кожи. Сопротивление R h , колеблет-ся у разных людей от 3 кОм до 100 кОм. Согласно ГОСТ 12.1.038-82, в нормальном режиме R h принимается равным 6,7 кОм. В аварийном режиме при расчетах принимается обычно равным 1000 Ом.

4. Длительность воздействия t. Предельно допустимый ток, который может воздейство-вать на человека без особых последствий в интервале време-ни t = 0,2 − 1с, определяется согласно ГОСТ 12.1.038-82 из вы-ражения: I ≈ 50/t, мА. Вероятность тяжелого исхода возрастает при I менее 0,2с, что связано с особенностями кардиоцикла. Поэтому время срабатывания быстродействующей защиты ориентируется на этот промежуток времени.

5. ^ Путь тока через тело человека (петля тока). Наиболее опасна петля тока по пути рука-рука, так как проходит через жизненно важные органы, наименее - нога-нога.

6. Род тока . Постоянный ток менее опасен, чем переменный, что вид-но по значениям пороговых токов, но это справедливо для напряжений менее 250-ЗООВ. Выпрямленный ток из-за нали-чия гармоник опаснее постоянного тока от аккумулятора.

7. ^ Частота тока f. Наиболее опасным является ток с частотой 20-100 Гц. При частотах меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения несколько уменьшается. Ток частотой более 500 кГц являет-ся неопасным с точки зрения электрического удара, но мо-жет вызвать ожоги. В принципе, можно считать, что опас-ность электрического тока в зависимости от частоты умень-шается обратно пропорционально .

8. ^ Контакт в точках акупунктуры . На теле имеются особые точки (точки акупунктуры), куда подходят нервные окончания, в результате чего сопротивле-ние в этих местах резко (на два порядка) снижается по срав-нению с соседними участками. Поэтому подвод тока к точкам акупунктуры резко увеличивает вероятность неблагопри-ятного исхода.

9. ^ Фактор внимания . Известно, что кровообращение центральной нервной системы под влиянием напряженного внимания уси-ливается. Это вызывает повышенное потребление кисло-рода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа элек-тронов в процессах биохимических реакций обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Значит, биосистему автоматического регулирования при усиленном кровообращении нервной системы расстроить сложнее. Сосредоточенный, внимательный к опасности че-ловек менее подвержен воздействию тока.

10. ^ Индивидуальные свойства человека (состояние здоро-вья, масса и пол человека и др.).

11. Условия внешней среды . По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) выде-ляют 3 класса помещений по опасности поражения электри-ческим током:

1 − без повышенной опасности (без признаков повышен-ной и особой опасности);

2 − повышенной опасностью (температура воздуха бо-лее 35"С, относительная влажность более 75%, наличие в воз-духе токопроводящей пыли, токопроводящий пол, возмож-ность одновременного прикосновения к заземленному объек-ту и к корпусу электроустановки);

3 − особо опасные (влажность около 100%, химически ак-тивная среда в воздухе помещения, наличие двух и более при-знаков повышенной опасности).

12. ^ Схема включения человека в цепь тока. Наиболее опасно двухфазное прикосновение, при котором человек касается проводов двух разных фаз (в трехфазной сети), и исход поражения (часто смертельный при напряже-нии 380В) не зависит от режима нейтрали сети.

Наименее опасно однофазное прикосновение к сети с изо-лированной нейтралью. Даже при токопроводящем основа-нии человек теоретически избежит неблагоприятного исхода.

^ Причины поражения электрическим током:

− случайное прикосновение;

− появление напряжения на корпусе электрооборудования;

− появление напряжения на отключенных токоведущих частях;

− напряжение шага.

^ Основные нормативные документы:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ);

Правила эксплуатации (ПЭ) электроустановок потребите-лей и Правила техники безопасности (ПТБ) при эксплуата-ции электроустановок потребителей;

ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и оп-ределения;

ГОСТ 12.1.019-79 (СТ СЭВ 4830-84) ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

ГОСТ 12.2.007.0-14-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Об-щие требования безопасности;

ГОСТ 12.3.019-80 ССБТ. Испытания и измерения электриче-ские;

ГОСТ 12.3.032-84 ССБТ. Работы электромонтажные;

ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования.

Средства защиты.

При разработке средств защиты от опасности поражения электрическим током реализованы следующие принципы обеспечения безопасности:

− снижения опасности (изоляция; применение малых на-пряжений);

− ликвидации опасности (защитное отключение);

− блокировки (оградительные устройства);

− информации (сигнализация, знаки безопасности, пла-каты);

− слабого звена (защитное заземление).

Средства коллективной защиты от электрического тока:

1. Защитное заземление.

2. Зануление.

3. Защитное отключение.

4. Применение малых напряжений.

5. Изоляция.

6. Оградительные устройства.

7. Сигнализация, блокировка, знаки безопасности, плака-ты.

Кроме перечисленных СКЗ, применяются СИЗ (инструмен-ты с изолированными рукоятками, коврики, токоизмерительные клещи и т.п.).

^ Защитное заземление − преднамеренное соединение с зем-лей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих час-тей оборудования, не находящихся под напряжением в обыч-ных условиях, но которые могут оказаться над напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.

^ Принцип действия защитного заземления − снижение до безо-пасных значений напряжений прикосновения и шага, обуслов-ленных "замыканием на корпус".

^ Область применения − трехфазные трехпроводные сети на-пряжением до 1000В с изолированной нейтралью и выше 1000В с любым режимом нейтрали. Принципиальная схема защит-ного заземления приведена на рис. 1.

а) б)

Рис. 1. Принципиальная схема защитного заземления.

а) защитное заземление в сети с изолированной нейтралью до 1000В;

б) защитное заземление в сети с заземленной нейтралью выше 1000В.

1 - заземленное оборудование; 2 - заземлитель защитного заземления; 3 - заземлитель рабочего заземления;

r з, r о, - сопротивления соответственно защитного и рабо-чего заземлений.

Заземление или зануление электроустановок является обя-зательным в помещениях без повышенной опасности пора-жения током при переменном напряжении 380В и выше, по-стоянном напряжении − 440В и выше. В помещениях с повы-шенной опасностью и особо опасных необходимо заземлять или занулять установки, начиная с 42В переменного и 110В постоянного напряжения.

Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление установок обязательно независимо от напряжения сети.

Сопротивление заземления электроустановок должно быть не более 8; 4; 2 Ом для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением 220; 380; 660В соответственно. В ста-ционарных сетях до 1000В с изолированной нейтралью со-противление заземления должно быть не более 10 Ом (в со-четании с контролем сопротивления изоляции).

Занулением называется присоединение к неоднократно за-земленному нулевому проводу питающей сети корпусов и дру-гих конструктивных металлических частей электрооборудо-вания, которые нормально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением.

Принципиальная схема зануления приведена на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная схема защитного зануления.

1 – корпус; 2 − аппараты для защиты от токов короткого замыкания (предохра-нители);

Ro − сопротивление зазем-ления нейтрали сети; Rn − сопротивление пов-торного заземления нулевого провода; I − ток короткого замы-кания.

Принцип действия зануления − превращение пробоя на кор-пус в короткое однофазное замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить автоматически поврежденную установку из сети.

^ Область применения − трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью.

Первая помощь при поражении электрическим током долж-на оказываться немедленно (в течение первой минуты). Не-обходимо определить, что произошло, освободить (при необ-ходимости) пострадавшего от поражающего действия элек-трического тока; установить наличие дыхания, пульса, шока; организовать вызов скорой помощи; при необходимости, про-водить реанимационные мероприятия: искусственное дыха-ние, непрямой массаж сердца.

5.2. Статическое электричество

Статическое электричество − совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией (ослаблением) свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Протекание различных технологических процессов, таких, как измельчение, распыление, фильтрование и другие, сопровождается электризацией материалов и оборудования, причем возникающий на них электрический потенциал достигает значений тысяч и десятка тысяч вольт.

^ Опасность воздействия статического электричества проявляется в искровых разря-дах, которые могут явиться причиной воспламенения горю-чих веществ и взрывов, а также отрицательного воздействия на организм человека (слабые толчки, умеренный или силь-ный укол).

Статическое электричество может нарушать технологические процессы, создавать помехи в электронных приборах автоматики.

В производственных условиях накопление зарядов стати-ческого электричества происходит в следующих случаях:

1. При наливе электризующихся жидкостей (этилового эфира, бензола, бензина, спирта) в незаземленные резервуа-ры.

2. Во время протекания жидкостей по трубам, изолиро-ванным от земли.

3. При выходе из сопел сжиженных или сжатых газов.

4. Во время перевозки жидкостей в незаземленных цистер-нах и бочках,

5. При фильтрации через пористые перегородки или сет-ки.

6. При движении пылевоздушных смесей в незаземленных трубах и аппаратах.

7. В процессе перемешивания веществ в смесителях.

8. При механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную.

9. В ременных передачах во время трения ремней о шки-вы.

Основные методы защиты от статического электричества реализуют принцип слабого звена. Для предотвращения на-копления зарядов предусматривают:

защитное заземление;
добавки к обрабатываемым материалам антистатиков;
увеличение относительной влажности воздуха до 70%;
для людей - применение СИЗ (токопроводящей обуви, перил, поручней).

5.3. Молниезащита

Опасность поражения молнией заключается в прямом уда-ре и во вторичном проявлении молнии вследствие электро-статической и электромагнитной индукции. Сила тока в мол-нии − до 200000 А; температура канала − 6000 − 10000 о С. Наи-более подвержены поражению высокие объекты (трубы, мачты, ЛЭП).

Нормативный документ, в соответствии, с которым опре-деляются мероприятия по защите от молний, − СН 305-77, а также "Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений" РД 34.21 122-87.

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, со-хранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загорании и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молнии.

Физическая сущность молниезащиты заключается в на-правлении потока электричества по специальному провод-нику − молниеотводу от защищаемого объекта в землю для дальнейшего растекания тока.

Зона защиты молниеотвода − это часть пространства, внут-ри которого здание или сооружение защищено от прямых уда-ров молнии с определенной степенью надежности (зона за-щиты А − 99,5%; Б − 95% и выше).

Зона защиты одиночного молниеотвода представлена на рис.3.

Рис. 3. Зона защиты единичного стержневого молниеотвода:

1 - граница зоны защиты на уровне высоты объекта; 2 - то же, на уровне земли; h - высота молниеотвода; h 0 - высота конуса защиты; h x - высота защищаемого объекта; r x - радиус зоны защиты на уровне высоты объекта; r 0 - радиус зоны зашиты объекта на уровне земли. Зона защиты для данного молниеотвода представляет собой конус высотой h 0 с радиусом основания на земле r 0 .

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода вы-сотой h≤150 м представляет со-бой круговой конус с вершиной на высоте ho = 0,85h и с радиу-сом у основания r o ≈ 1,5h.

Радиус круга защиты r x на высоте защищаемого сооруже-ния:

R x = (1,1 − 0,002h)(h − h x /0,85).

Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (h x и r x), определить величину h. Эта зависимость для зоны Б имеет вид:

H =(r x +1,63 h x)/1,5.

Для молниеотводов других типов зависимости иные.

Кроме одиночного молниеотвода, существуют двойные и многократные стержневые молниеотводы, а также одиночные и двойные тросовые молниеотводы, которые применяются для протяжен-ных защищаемых объектов.

Электробезопасность в соответствии с ГОСТ 12.1.019. должна обеспечиваться:

Безопасной конструкцией электроустановок;

Техническими способами и средствами защиты;

Организационными и техническими мероприятиями.

Обеспечение электробезопасности техническими способами и средствами предусматривает: защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защиту от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.
Для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям необходимо применять следующие способы и средства: защитные оболочки; защитные ограждения (временные или стационарные); безопасное расположение токоведущих частей; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); изоляция рабочего места; малое напряжение; защитное отключение; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциала; система защитных проводов; защитное отключение; изоляция нетоковедущих частей; электрическое разделение сети; малое напряжение; контроль изоляции; компенсация токов замыкания на землю; средства индивидуальной защиты.

Рассмотрим более подробно некоторые технические средства защиты от поражения электрическим током.

Применение малого напряжения . В целях уменьшения опасности поражения электрическим током применяют номинальное напряжение - не более 42 В, например, для питания ручных переносных ламп и светильников местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также для питания электрифицированных ручных машин в особо опасных помещениях. При особо неблагоприятных условиях (сырые участки траншей, шахты, колодцы и т. п.) для питания ручных переносных ламп нужно применять напряжение 12 В. Ток малого напряжения получают от понижающих трансформаторов. Защита от случайного перехода высокого напряжения (380, 220 и 127 В) на обмотку низкого напряжения (42 или 12 В) осуществляется путем заземления вторичной обмотки и корпуса понижающего трансформатора.

Электрическая изоляция токоведущих частей. С течением времени в условиях химически активной среды или в других неблагоприятных условиях эксплуатации электроизоляционные свойства изоляции снижаются, поэтому сопротивление ее необходимо периодически контролировать.

Изоляцию подразделяют на рабочую (обеспечивает нормальную работу электроустановки и защиту от поражения электрическим током); дополнительную (дополнительную к рабочей на случай повреждения рабочей изоляции); усиленную (улучшенную рабочую изоляцию); двойную (состоящую из рабочей и дополнительной изоляции).

Оградительные устройства. Устройства, предотвращающие прикосновение или приближение на опасные расстояния к токоведущим частям в случаях, когда провода или токоведущие части электрооборудования не могут иметь изоляции (например, троллейные провода), размещают на расстоянии, недоступном для соприкосновения с ними человека (например, вверху); применяют также защитные ограждения, изготовленные из трудногорючих или негорючих материалов.

В общем случае ограждения и оболочки предназначены для предотвращения любого прикосновения к токоведущим частям электроустановки (ГОСТ Р 50571. 3-94) Если необходимо снять ограждение или вскрыть оболочку или ее части, это может быть сделано только:

С помощью ключа или специального инструмента или

После обесточивания токоведущих частей, защищенных этими ограждениями или оболочками и т.д.

Защита путем размещения вне зоны досягаемости предназначена только для предотвращения непреднамеренных прикосновений к токоведущим частям. Части электроустановки с разными потенциалами, доступные одновременному прикосновению, не должны находиться внутри зоны досягаемости. Две части считаются доступными одновременному прикосновению, если они находятся на расстоянии не более 2,5 м друг от друга (рис.4.46.)

Граница зоны досягаемости;

Рис. 4.46. Зона досягаемости: S - поверхность, на которой может находится человек; 0,75; 1,25; 2,50 м - расстояния от края поверхности S до границы зоны досягаемости

Предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности. Звуковой сигнал и красный свет лампы предупреждают о появлении опасности, например напряжения в электроустановках, зеленый свет оповещает о снятии этого напряжения.

Предупредительные плакаты, вывешиваемые на видных местах, подразделяют на предостерегающие или предупреждающие об опасности (например, «Стой, опасно для жизни»). Запрещающие плакаты предназначены для запрещения оперирования коммутационными аппаратами (например, «Не включать- работают люди», «Не включать - работа на линии»). Есть плакаты, напоминающие о каких-либо принятых мерах (например, «Заземлено»).

Для исключения ошибочных соединений и лучшей ориентации в электрических цепях электроустановок провода, шины и кабели имеют маркировку ввиде цифровых и буквенных обозначений и отличительную окраску. Блокирующие устройства защищают от электротравматизма путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как рабочий может оказаться под напряжением. Так, при снятии защитного ограждения или открывании дверец установки, находящейся под напряжением, контакты разъединяются, отключая установку.

Средства защиты и предохранительные приспособления предназначены для защиты персонала от электротравм при работе на электроустановках. Защитные средства подразделяют на вспомогательные (очки, противогазы), ограждающие (временные переносные заземлители, щиты, изолирующие накладки) и изолирующие, которые, в свою очередь, подразделяют на основные и дополнительные. Основные защитные средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и ими можно прикасаться к токоведущим частям оборудования. При напряжении в установках более 1000 В в качестве защитных средств применяют изолирующие штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи и указатели напряжения.

Если работы выполняют под напряжением в установках до 1000 В, кроме штанг и клещей используют диэлектрические перчатки, рукавицы и монтерский электроинструмент с изолированными ручками.

Дополнительные защитные средства применяют при использовании основных средств для усиления их изолирующих свойств. К таким защитным средствам при работе под напряжением более 1000 В относят диэлектрические перчатки, боты, ковры и изолирующие подставки. В установках под напряжением до 1000 В дополнительными защитными средствами являются диэлектрические ковры и галоши, а также изолирующие подставки.

Предохранительными приспособлениями являются предохранительные пояса, монтерские когти, лестницы.

Компенсация токов замыкания на землю . В данном случае между нейтралью и землей включают компенсационную катушку. Этот вид защиты применяют одновременно с защитным заземлением или отключением.

Выравнивание потенциалов - метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым можно одновременно прикасаться или на которых может одновременно стоять человек. Практически для этого устраивают контурное заземление, т. е. располагают заземлители по контуру вокруг заземленного оборудования.

Электрическое разделение сетей - разделение их на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора. Такой трансформатор предназначен для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления. Безопасность заключается в том, что сети большой протяженности имеют большую емкость относительно земли и небольшие сопротивления изоляции. В этом случае человек, прикоснувшийся к токоведущим частям, попадает под действие фазного напряжения.

Защитное заземление - устранение опасности поражения человека током в случае прикосновения его к нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением.

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей (или ее эквивалентом) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении до безопасных значений напряжений шага, обусловленных замыканием на корпус. Снижают напряжение путем уменьшения потенциала заземленного оборудования за счет уменьшения сопротивления заземления.

Рис.4.47. Принципиальная схема действия защитного заземления.

При замыкании фазы 1 (рис. 4.47) на корпус электроустановки человек, прикоснувшийся к этому корпусу, попадает под фазное напряжение, опасное для жизни. При наличии заземляющего устройства сопротивление тела человека и заземлителя включаются в параллельные ветви, и при неизменном общем токе, т. е. при токе короткого замыкания I 3 сила тока, проходящего через тело человека, будет равной Ih=I 3 (R 3 /Rh), ас учетом коэффициентов α 1 – коэффициент напряжения прикосновения и α 2 – коэффициент, учитывающий падение напряжении в дополнительных сопротивлениях цепи человека. Под напряжением прикосновения понимаем напряжение между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек.

Из этого равенства следует, что для уменьшения силы тока, проходящего через тело человека, необходимо уменьшить сопротивление заземлителя.

Для участка, к которому подключается человек, т. е. участок корпус - земля как часть электрической цепи, применим закон Ома

где U K - напряжение на корпусе, В; I 3 - ток замыкания на землю, A; R 3 - сопротивление заземлителя, Ом.

Отсюда следует, что уменьшить напряжение до безопасной величины на корпусе, к которому прикасается человек, можно путем уменьшения сопротивления участка корпус - земля. Уменьшают сопротивление этого участка снижением сопротивления заземлителя R 3 .

Исследованиями установлено, что безопасное напряжение на корпусе не должно превышать 40В. Принимая ток короткого замыкания в размере 10 А (практически он не превышает нескольких ампер) при напряжении в сети до 1000В, необходимое сопротивление заземлителя должно быть порядка 4 Ом.

Защитное заземление устраивают в трехфазных трехпроводных сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000В, а выше 1000 В - с любым режимом нейтрали. Заземлению подлежат электроустановки напряжением выше 42 В переменного тока в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках.

В отличие от защитного заземления рабочее заземление предназначено для обеспечения нормальных режимов работы электроустановки.

Не заземляют электроустановки, работающие при напряжении 42 В и ниже переменного тока, за исключением взрывоопасных установок, электроприемники с двойной изоляцией, корпуса различных электроизмерительных приборов.

Заземлять необходимо следующие элементы электроустановок: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, переносных злектроприемников, каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. д.

Заземляющее устройство (рис. 4.47.) состоит из заземлителя 2, представляющего собой металлический проводник (один или несколько), находящийся в земле, и проводника 3 , соединяющего заземляемые элементы электроустановки 1 с заземлителем 2.

В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

Металлические стержни или трубы;

Металлические полосы или проволока;

Металлические плиты, пластины или листы;

Фундаментные заземлители;

Стальная арматура железобетона.

Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземлителя может быть рассчитано или измерено. Наименьшие размеры заземляющих проводников, проложенных в земле представлены в табл. 4.24.

Опасность электрического тока в отличие от прочих опасных и вредных производственных факторов усугубляется тем, что органы чувств человека не обнаруживают на расстоянии грозящую опасность. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при прохождении его через тело. Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое воздействие тока проявляется в ожогах, нагреве кровеносных сосудов и других органов, в результате чего в них возникают функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока характеризуется разложением крови и других органических жидкостей, что вызывает нарушения их физико-химического состава.

Механическое действие тока проявляется в повреждениях (разрыве, расслоении и др.) различных тканей организма в результате электродинамического эффекта.

Биологическое действие тока на живую ткань выражается в опасном возбуждении клеток и тканей организма, сопровождающемся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В результате такого возбуждения может возникнуть нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, через центральную нервную систему.

Различают два основных вида поражений током: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы подразделяются на электрические ожоги, электрические знаки, электрометаллизацию кожи, механические повреждения и электроофтальмию.

Электрические ожоги в зависимости от условий их возникновения бывают двух видов: токовые (контактные) и дуговые.

Токовый ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновения к токоведущим частям. Различают электрические ожоги четырех степеней. Основные признаки ожогов I степени - покраснение кожи, II степени - образование пузырей, III степени - обугливание кожи, IV степени - обугливание подкожной клетчатки, мышц, костей.

Дуговой ожог является результатом действия на тело человека электрической дуги в электроустановках высокого напряжения. Такой ожог носит, как правило, тяжелый характер (III или IV степень).

Электрические знаки (электрические метки) представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи в месте контакта ее с токоведущими частями. В большинстве случаев они безболезненны. Со временем поврежденный слой кожи сходит.

Электрометаллизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла при его расплавлении или испарении под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи становится жестким и шероховатым, имеет специфическую окраску, которая определяется цветом металла, проникшего в кожу. Электрометаллизация кожи не опасна. С течением времени поврежденный слой кожи сходит, и пораженный участок приобретает нормальный вид.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока. В результате возможны разрывы кожных покровов, кровеносных сосудов, нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей.

Электроофтальмия - это поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. При электрическом ударе может наступить клиническая смерть, которая при отсутствии квалифицированной медицинской помощи через 7-8 мин переходит в смерть биологическую. Если при клинической смерти немедленно освободить пострадавшего от действия электрического тока и срочно начать оказывать необходимую помощь (искусственное дыхание, массаж сердца), то жизнь пострадавшего может быть сохранена.

Причинами смерти от воздействия электрического тока могут быть остановка сердца или его фибрилляция, прекращение дыхания и электрический шок - своеобразная нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся расстройством кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.д. Шоковое состояние может продолжаться от нескольких десятков минут до суток. При длительном шоковом состоянии может наступить смерть.

Характер воздействия электрического тока на организм человека и тяжесть поражения зависят от силы тока, продолжительности его воздействия, рода и частоты, пути прохождения тока в теле. Определенное значение имеют индивидуальные свойства человека и некоторые другие факторы.

Сила тока , проходящего через тело человека, является основным фактором, обуславливающим исход поражения. Различные по величине токи оказывают различное действие на организм человека.

Различают ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные токи.

Пороговые значения ощутимых токов составляют: 0,6-1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5-7 мА при постоянном токе. Такой ток вызывает слабый зуд, пощипывание кожи под электродами, а переменный ток 8-10 мА уже вызывает сильные боли и судороги по всей руке, включая предплечье. Руку трудно, но в большинстве случаев еще можно оторвать от электрода.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется неотпускающим током .

Переменный ток (50 Гц) силой 10-15 мА вызывает еле переносимые боли во всей руке. Во многих случаях руку невозможно оторвать от электрода. При переменном токе силой 20-25 мА руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов становится невозможно, а ток 25-50 мА вызывает очень сильную боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено.

При силе переменного тока 50-80 мА дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца. Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца, называется фибрилляционным током. Переменный ток силой 100 мА через 2-3 с вызывает фибрилляцию сердца, а еще через несколько секунд - его паралич. Верхним пределом фибрилляционного тока является 5 А. Ток больше 5 А как переменный, так и постоянный вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Напряжение в значительной степени определяет исход поражения, так как от него зависят сопротивление кожных покровов и сила тока, проходящего через организм человека.

Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением кожи в местах включения в электрическую цепь и сопротивлением внутренних органов. Причем сопротивление кожи составляет основную долю общего сопротивления. Наибольшим сопротивлением обладает верхний ороговевший слой кожи (эпидермис). Сопротивление тела человека изменяется в диапазоне 1-100 кОм и более.

При увлажнении, загрязнении и повреждении кожи (потовыделение, порезы, ссадины, царапины и т.д.), увеличении силы тока и времени его действия, а также увеличении площади контакта с токоведущими элементами сопротивление тела человека уменьшается до минимального значения (рис. 7.1
).

Сопротивление внутренних тканей тела человека незначительно и составляет 300-500 Ом. При расчетах электрическое сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.

Полное сопротивление тела человека Z с учетом активного сопротивления пометка">С тела человека определяется по формуле

где U - напряжение, приложенное к двум точкам тела человека.

Продолжительность воздействия тока на организм человека во многих случаях является определяющим фактором, от которого зависит исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода.

Род и частота тока также влияют на тяжесть поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой 20-100 Гц. При частоте менее 20 или более 100 Гц опасность поражения током заметно снижается.

Постоянный ток одинаковой величины с переменным вызывает более слабые сокращения мышц и менее ощутим. Его действие в основном тепловое, но при значительных величинах ожоги могут быть очень тяжелыми и даже смертельными. Ток частотой свыше 500 кГц не может остановить работу сердца или легких. Однако такой ток может вызвать ожоги.

Путь тока через тело человека существенно влияет на исход поражения. Опасность поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг, воздействует непосредственно на эти органы. Если ток не проходит через них, то его воздействие является только рефлекторным, и вероятность тяжелого поражения уменьшается (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Характеристика наиболее распространенных путей тока
в теле человека

Путь тока	Частота возникновения данного пути, %	Доля терявших сознание во время воздействия тока, %	Доля тока, проходящего через область сердца, в % от общего тока
Рука-рука	40	83	3,3
Правая рука-ноги	20	87	6,7
Левая рука-ноги	17	80	3,7
Нога-нога	6	15	0,4
Голова-ноги	5	88	6,8
Голова-руки	4	92	7,0
Прочие	8	65	-

Индивидуальные особенности человека значительно влияют на исход поражения электрическим током. Ток, вызывающий слабые ощущения у одного человека, может оказаться неотпускающим для другого. Характер воздействия тока одной и той же силы зависит от массы человека и его физического развития. Для женщин пороговые значения тока примерно в полтора раза ниже, чем для мужчин. Степень воздействия тока зависит от состояния организма. Так, в состоянии утомления и опьянения люди значительно более чувствительны к воздействию тока. Установлено, что вполне здоровые и физически крепкие люди переносят электрические удары легче, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервными и другими заболеваниями.

Большое значение имеет психологическая готовность к возможной опасности поражения током. В подавляющем большинстве случаев неожиданный электрический удар приводит к более тяжелым последствиям. Когда человек ожидает удара, степень поражения значительно снижается.

Степень опасности поражения электрическим током зависит в значительной мере от того, каким оказалось включение человека в электрическую цепь. Прикосновение (включение) к токоведущим элементам в трехфазных сетях может быть однофазным и двухфазным.

Однофазное включение - это прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.

Двухфазное включение - это одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением. При двухфазном включении (рис. 7.2
, а ) человек находится под линейным напряжением. Такое включение в электрическую цепь наиболее опасно..gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/U-f.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - соответственно линейное и фазное напряжение, В; пометка">б ) через тело человека пройдет ток меньшей силы, потому что он окажется под действием фазного напряжения, которое меньше линейного в формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/R-h.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Например, нужно определить силу тока, проходящего через тело человека при однофазном включении в сети с заземленной нейтралью, при
формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/R-n.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Сила тока такого значения смертельно опасна для человека.

Если же человек будет стоять на изолирующем полу, в резиновой обуви, то, принимая, например, формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/R-ob.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Ток такой силы безопасен для жизни человека.

При однофазном включении в сеть с изолированной нейтралью (рис. 7.2 , в ) через тело человека пройдет ток еще меньшей силы, чем во втором случае. Потому что в сопротивление цепи входит не только сопротивление тела человека, основания, на котором он стоит и его обуви, но и сопротивление изоляции проводов относительно земли формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/194-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

В трехфазной сети с изолированной от земли нейтралью источника питания (генератор, трансформатор) и одинаковым сопротивлением изоляции всех трех фаз относительно земли имеет место симметрия напряжений фаз относительно земли, причем эти напряжения равны фазовым напряжением источника питания.

В процессе эксплуатации электроустановок может возникнуть замыкание на землю (вследствие повреждения изоляции) через металлические корпуса электрических машин, аппаратов и контактирующие с ними корпуса производственного оборудования, которые оказываются под напряжением относительно земли. Если корпуса не заземлены, то в этом случае в сети с изолированной нейтралью в месте замыкания проходит относительно небольшой ток, обусловленный большим сопротивлением изоляции исправных фаз. Установка продолжает работать, но корпуса электрооборудования оказываются длительное время под напряжением. Напряжение корпуса относительно земли в месте стекания тока равно

Gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - местное сопротивление поврежденной изоляции.

Человек, находящийся на земле или на полу в зоне стекания тока замыкания на землю и касающийся при этом корпусов оборудования, окажется под напряжением прикосновения. Человек, стоящий или проходящий в этой зоне, оказывается под напряжением шага. В обоих случаях возможно поражение человека электрическим током.

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

В случае прикосновения человека к заземленному корпусу электрооборудования, оказавшемуся под напряжением, напряжение прикосновения определится как разность потенциалов между руками формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/fi-n.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/U-z.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", т.е.

Gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Если человек прикасается к заземленному оборудованию и стоит ногами непосредственно над заземлителем (рис. 7.3 ), то и напряжение прикосновения формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/fi-n.gif" border="0" align="absmiddle" alt="= 0.

Напряжение шага (рис. 7.4
) определяется как разность потенциалов отдельных точек земли, под которой оказываются ноги человека в зоне растекания тока:

Gif" border="0" align="absmiddle" alt="; a - шаг человека (0,8 м); x - расстояние от заземлителя до одной ноги, м;

Из формулы и рис. 7.4 видно, что напряжение шага по мере удаления от точки замыкания электрической цепи на землю (одиночного заземлителя) уменьшается и на расстоянии около 20 м от нее практически равно нулю.

В случае падения провода на землю не допускается приближение к нему в радиусе 6-8 м от места замыкания на землю. Если необходимо приблизиться к месту замыкания, то следует надеть диэлектрические галоши или боты.

Знание допустимых для человека значений тока и напряжения позволяет правильно оценить опасность поражения и определить требования к защитным мерам от поражения электрическим током.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека. Под напряжением прикосновения понимается напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Нормы предназначены для проектирования способов и средств защиты от поражения электрическим током людей при их взаимодействии с электроустановками. Они соответствуют прохождению тока через тело человека по пути рука - рука или рука - ноги.

Стандарт предусматривает нормы для электроустановок при нормальном (неаварийном) режиме их работы, а также при аварийных режимах производственных и бытовых электроустановок.

Значения напряжения прикосновения и силы тока, протекающего через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки, не должны превышать значений, приведенных в табл. 7.2.

Для лиц, выполняющих работу в условиях высокой температуры (более 25маркер">

напряжением выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю, например, сети 110 кВ и выше);

напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю, например, сети 6-35 кВ);

напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью (например, 220/380 В);

напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (применяются ограниченно).

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостной ток в сети; трансформатор напряжения; или другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Состояние окружающей среды, а также окружающая обстановка могут увеличить или уменьшить опасность поражения током. Влага, пыль, агрессивные пары и газы, высокая температура разрушающе действуют на изоляцию электроустановок, резко снижая ее сопротивление и создавая опасность перехода напряжения на нетоковедущие металлические части оборудования, к которым может прикасаться человек. Воздействие тока на человека усугубляется также наличием токопроводящих полов, производственного оборудования, водопроводов, газопроводов и т.п.

Электрооборудование, а также защитные мероприятия и их объем нужно выбирать в зависимости от реальной степени опасности, определяемой условиями и характером окружающей среды, где предполагается эксплуатировать это оборудование.

Согласно правилам устройств электроустановок (ПУЭ) помещения по характеру окружающей среды подразделяются на: нормальные, сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные и с химически активной или органической средой.

Нормальными называются сухие помещения, в которых отсутствуют признаки, свойственные помещениям жарким, пыльным и с химически активной или органической средой.

К сухим относятся помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%.

Влажными считаются помещения, в которых пары или конденсирующаяся влага выделяются не постоянно и в небольших количествах, а относительная влажность воздуха составляет 60-75%.

Сырыми являются помещения, относительная влажность воздуха которых длительное время превышает 75%.

Особо сырыми называются помещения, относительная влажность в которых близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).

К жарким относятся помещения, температура в которых под воздействием различных тепловых излучений превышает постоянно или периодически (более суток) +30пометка">Пыльными считаются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.д. Пыльные помещения подразделяются на помещения с токопроводящей и с нетокопроводящей пылью.

В помещениях с химически активной или органической средой постоянно или в течение длительного времени выделяются агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающе действующие на изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

По степени опасности поражения людей электрическим током все помещения подразделяются на три категории: без повышенной опасности; с повышенной опасностью; помещения особо опасные.

В помещениях без повышенной опасности отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. К ним относятся жилые и конторские помещения, участки ручных брошюровочно-переплетных процессов, контроля, корректорские и т.п.

Для помещений с повышенной опасностью характерно наличие одного из следующих условий: сырость или токопроводящая пыль; токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.); высокая температура (жаркие помещения); возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.д. - с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из условий, создающих особую опасность: особой сырости; химически активной или органической среды, а также одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности (гальванические, травильные и другие подобные отделения).

Поскольку рабочее напряжение электроустановки влияет на исход случайного прикосновения к токоведущим частям, то напряжение согласно ПУЭ должно соответствовать назначению электрооборудования и характеру окружающей среды. Так, для питания электроприводов производственных машин и станков допускается напряжение 220, 380 и 660 В. Для стационарных осветительных установок - до 220 В; для ручных светильников и электрифицированного ручного инструмента, в особо опасных помещениях - до 12 В, а в помещениях с повышенной опасностью - до 36 В.

Электробезопасность обеспечивается: конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями.

В соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 технические способы и средства защиты устанавливаются с учетом:

номинального напряжения, рода и частоты тока электроустановки;
способа электроснабжения (от стационарной сети, автономного источника);
режима нейтрали (средней точки) источника питания электроэнергией (изолированная, заземленная);
вида исполнения электроустановки (стационарная, передвижная, переносная);
условий внешней среды (помещения особо опасные, повышенной опасности, без повышенной опасности, на открытом воздухе);
возможности снятия напряжения с токоведущих частей, на которых или вблизи которых предполагается работа;
характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока (однофазное, двухфазное, прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением);
возможности приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние меньше допустимого или попадания в зону растекания тока;
вида работ (монтаж, наладка, испытание, эксплуатация электроустановок в зоне их расположения, в том числе в зоне воздушных линий электропередачи).

В целях обеспечения электробезопасности используют следующие технические способы и средства (часто в сочетании одного с другим): защитное заземление; зануление; защитное отключение; выравнивание потенциалов; малое напряжение; электрическое разделение сети; изоляцию токоведущих частей; оградительные устройства; предупредительную сигнализацию, блокировку, знаки безопасности; электрозащитные средства, предохранительные приспособления и др.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических не токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции (ГОСТ 12.1.009-76). Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Согласно ГОСТ 12.1.030-81 защитному заземлению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Защитное заземление следует выполнять: при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех случаях; при номинальном напряжении 42-380 В переменного тока и 110-440 В постоянного тока при работе в условиях с повышенной опасностью и особо опасных.

Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения током в случае появления напряжения на металлических нетоковедущих частях электрооборудования (например, вследствие замыкания на корпус при повреждении изоляции). Защита человека обеспечивается за счет снижения до безопасных значений напряжений прикосновения и шага.

Если корпус оборудования не заземлен и произошло замыкание на него одной из фаз, то прикосновение человека к такому корпусу равнозначно прикосновению к фазе. Задача заключается в том, чтобы создать между корпусом защищаемого оборудования и землей электрическое соединение с достаточно малым сопротивлением для того, чтобы в случае замыкания на корпус этого оборудования прикосновение к нему человека не могло вызвать прохождение через его тело тока опасной величины. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек до значения, близкого к потенциалу заземленного оборудования.

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В, работающих с изолированными нейтралями, не должно превышать 4 Ом.

При мощности источников, питающих сеть до 100 кВА сопротивление заземления может быть в пределах 10 Ом.

Заземляющим устройством называется совокупность конструктивно объединенных заземляющих проводников и заземлителя (рис. 7.5 ). Заземлители бывают естественными и искусственными.

В качестве естественных заземлителей используют электропроводящие части строительных и производственных конструкций и коммуникаций.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные, вертикально заложенные в землю трубы (диаметр 30-60 мм, длина 200-300 см, толщина стенок не менее 3-5 мм); стальные уголки (размеры 60формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/mm2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

В качестве заземляющих проводников используют стальные полосы и сталь круглого сечения. Заземляющие проводники соединяют с заземлителями и между собой сваркой, а с корпусами заземляемого оборудования - сваркой или болтами. Заземляемые объекты присоединяют к магистрали заземления параллельно. Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное подключение нескольких заземляемых корпусов оборудования к магистрали заземления запрещено.

Сопротивление заземлителей растеканию тока определяется их формой и размерами, а также удельным сопротивлением грунта, зависящим от его вида и влажности..gif" border="0" align="absmiddle" alt=") составит: для песка - 700, супеска 300, суглинка 100, глины - 40 и чернозема - 20.

На практике для приближенного расчета сопротивления заземлителя (электродов) растеканию тока можно пользоваться упрощенными формулами: для труб формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/203-1.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где l - длина электродов (заземлителей), м.

Для более точного расчета сопротивления некоторых одиночных заземлителей пользуются формулами:

Пометка">n определяют по формуле

Gif" border="0" align="absmiddle" alt="< 4 Ом); пометка">а к их длине формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/204-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" где a - расстояние между трубами, которое принимается равным 3-10 м (обычно формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/204-6.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

где формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/204-7.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".gif" border="0" align="absmiddle" alt=" а при закрытом - пометка">n - число электродов.

На практике после такого расчета проводят корректировочный расчет необходимого числа электродов с учетом сопротивления растеканию соединительной полосы с тем, чтобы формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/Rz.gif" border="0" align="absmiddle" alt=". Этот расчет позволяет уменьшить число электродов, т.е. сэкономить часть металла, используемого для защитного заземления.

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей (корпуса электрооборудования, кабельные конструкции и др.), которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока (генератора или трансформатора) или ее эквивалентом. Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

При занулении, в случае замыкания сети на корпус электрооборудования, возникает однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами. Вследствие этого установка отключается автоматически защитным аппаратом максимальной токовой защиты (перегорают плавкие предохранители или срабатывают автоматические выключатели). Так обеспечивается защита людей от поражения электрическим током.

Для быстрого перегорания плавкой вставки предохранителя или отключения автомата необходимо, чтобы ток короткого замыкания, превышал в 1,5 раза ток отключения автомата формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/In-pr.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

Ток короткого замыкания можно определить по формуле

где пометка">x - реактивное сопротивление петли фаза-нуль, Ом.

Таким образом, при занулении исключительно большое значение имеет правильный выбор предохранителей или автоматов в соответствии с величиной тока короткого замыкания петли фаза-нуль..gif" border="0" align="absmiddle" alt=" плавкая вставка предохранителя может не перегореть или не отключится автомат.

Нулевой провод обычно заземляется непосредственно у трансформатора или генератора (основное рабочее заземление) и повторно в местах разветвления, в конечном пункте сети, а также на воздушной линии через каждые 2-3 км. Сопротивление рабочего заземления нулевого провода должно быть не больше 4 Ом.

В сетях с глухозаземленной нейтралью недопустимо выполнять защитное заземление отдельных корпусов электрооборудования без присоединения их к нулевому проводу. В этом случае при замыкании фазы на заземленный корпус образуется однофазная цепь через два последовательно включенных сопротивления формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/Rz.gif" border="0" align="absmiddle" alt="..gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Если в цепи питания данного электроприемника установлена защита из расчета номинального тока формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/206-2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" и корпус длительное время будет находиться под напряжением относительно земли (пометка">Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки (не более чем за 0,2 с) при возникновении в ней повреждения, в том числе при пробое изоляции на корпус оборудования.

Выравнивание потенциалов - метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

Выравнивание потенциалов достигается путем устройства контурных заземлений. Вертикальные заземлители в контурном заземлении располагают как по контуру, так и внутри защищаемой зоны, и соединяют стальными полосами. При замыкании токоведущих частей установки на корпус, соединенный с таким контурным заземлением, участки земли внутри контура приобретают высокий потенциал, близкий к потенциалу заземлителей. Тем самым максимальные напряжения прикосновения и шага снижаются до допустимых значений.

Внутри помещений выравнивание потенциалов происходит через металлические конструкции, кабели, трубопроводы и подобные им проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.

Малое напряжение - номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током.

К малым напряжениям прибегают в случаях питания электроинструментов, переносных светильников и местного освещения на производственном оборудовании в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных. Однако малое напряжение нельзя считать абсолютно безопасным для человека. Поэтому наряду с малым напряжением используют и другие меры защиты.

Электрическое разделение сети - разделение сети на отдельные, электрически не связанные между собой, участки с помощью разделяющего трансформатора. Если сильно разветвленную электрическую сеть, имеющую большую емкость и малое сопротивление изоляции, разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, то они будут обладать незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции. Опасность поражения током при этом резко снижается.

Изоляция в электроустановках служит для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям. Различают рабочую, дополнительную, двойную и усиленную электрическую изоляцию.

Рабочей называется изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током.

Дополнительной является изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции.

Двойная изоляция состоит из рабочей и дополнительной изоляции. Она достигается путем изготовления корпусов и рукояток электрооборудования из изолирующего материала (например, электрическая дрель с корпусом из пластмассы).

Усиленная изоляция представляет собой улучшенную рабочую изоляцию, обеспечивающую такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция.

Оградительные устройства используются для предотвращения прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям.

Блокировки широко применяются в электроустановках. Они бывают механическими, электрическими, электромагнитными и др. Блокировки обеспечивают снятие напряжения с токоведущих частей при попытке проникнуть к ним при открывании ограждения без снятия напряжения.

Оградительные устройства и блокировки обычно сочетают с предупредительной сигнализацией (световой и звуковой). В ряде случаев токоведущие части располагают на недоступной высоте или в недоступном месте.

К работе на электроустановках допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда и не имеющие медицинских противопоказаний. Проверка знаний правил безопасности осуществляется в соответствии с занимаемой должностью с присвоением соответствующей квалификационной группы. Существует пять квалификационных групп по технике безопасности. Чем выше квалификационная группа, тем большие требования предъявляются к работнику, его теоретической и практической подготовке.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работы на действующих электроустановках, являются: назначение лиц, ответственных за организацию и производство работ; оформление наряда или распоряжения на производство работ; осуществление допуска к проведению работ; организация надзора за проведением работ; оформление окончания работы, перерывов в работе, переводов на другие рабочие места.

Работы на действующих электроустановках в соответствии с принятыми мерами безопасности подразделяются на четыре категории.

Выполняемые при полном снятии напряжения;
При частичном снятии напряжения.
Без снятия напряжения вблизи токоведущих частей и на токоведущих частях, находящихся под напряжением.
Без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

В целях безопасности обслуживающего персонала при работе на действующих электроустановках должны выполняться следующие технические и организационные мероприятия.

При проведении работ со снятием напряжения на действующих электроустановках или вблизи них:
- отключение установки (части установки) от источника питания электроэнергией;
- механическое запирание приводов отключенных коммутационных аппаратов, снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий; и другие мероприятия, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения;
- установка знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей, к которым в процессе работы можно прикоснуться или приблизиться на недопустимое расстояние;
- наложение заземлений (включение заземляющих ножей или наложение переносных заземлений); ограждение рабочего места и установка знаков безопасности.
При проведении работ на токоведущих частях, находящихся под напряжением, и вблизи них: выполнение работ по наряду не менее чем двумя лицами с применением электрозащитных средств, под непрерывным надзором, с обеспечением безопасного расположения работающих и используемых в работе механизмов и приспособлений.

Согласно Правилам технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) и Правилам техники безопасности электроустановок потребителей (ПТБ) на предприятии необходимо проводить систематический контроль изоляции электрических сетей и электроустановок, а также периодическую проверку заземляющих устройств и периодические испытания электромеханических защитных средств.

Сопротивление изоляции электропроводок, электрических машин и аппаратов измеряют не реже одного раза в год, а оборудования, находящегося в сырых помещениях и в помещениях с химически активной средой, - не реже двух раз в год.

Электрозащитными средствами называют переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля (ГОСТ 12.1.009-76).

Электрозащитные средства дополняют такие защитные устройства электроустановок, как ограждения, блокировки, защитное заземление, зануление, отключение и др. Необходимость применения электрозащитных средств вызвана тем, что при эксплуатации электроустановок иногда возникают условия, когда защитные устройства самих электроустановок не гарантируют безопасность человека.

По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и (или) от земли, если человек одновременно касается земли или заземленных частей электроустановок и токоведущих или металлических частей, оказавшихся под напряжением.

Существуют основные и дополнительные изолирующие средства.

Основные изолирующие средства имеют изоляцию, надежно выдерживающую рабочее напряжение электроустановки, поэтому с их помощью человек может касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К основным средствам, применяемым при обслуживании электроустановок напряжением до 1000 В, относятся диэлектрические перчатки, изолирующие штанги, инструменты с изолирующими ручками, токоизмерительные клещи и указатели напряжения; в электроустановках свыше 1000 В - оперативные и измерительные штанги, изолирующие и токоизмерительные клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ.

Изолирующие штанги применяются для непосредственного управления разъединителями, не имеющими механического привода, для наложения переносного заземления на токоведущие части, при работах как под напряжением, так и в местах, где оно может появиться.

Изолирующие клещи применяют для вставки и снятия предохранителей, надевания резиновых изолирующих колпаков и других аналогичных работ.

Дополнительные изолирующие средства не обладают достаточной степенью защиты, и предназначены только для использования совместно с основными средствами. К ним относятся: при работах с напряжением до 1000 В - диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки; при работах с напряжением свыше 1000 В - диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки.

Для проверки диэлектрических свойств все изолирующие средства защиты должны подвергаться электрическим испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации.

Ограждающие средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей (переносные ограждения), а также для заземления отключенных токоведущих частей с целью устранения опасности при случайном появлении напряжения (временные заземления).

Вспомогательные средства служат для индивидуальной защиты работающего от тепловых, световых и механических воздействий, а также для предотвращения случайного падения с высоты. К ним относятся защитные очки, рукавицы, предохранительные пояса, страхующие канаты, «когти» и т.п.

Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.

На полиграфических предприятиях заряды статического электричества образуются при работе фотонаборных, печатных, лакировальных и других машин; движении красок глубокой печати и огнеопасных жидкостей (бензин, толуол) по трубопроводам; движении пылевоздушных смесей в вентиляционных воздуховодах; движении бумажных отходов в системах пневмотранспорта; сталкивании листов; припрессовке пленки; работе ременных передач и т.п.

При движении бумаги во время печатания на ее поверхности накапливаются заряды статического электричества, что приводит к слипанию листов и прилипанию бумаги к металлическим частям. Это нарушает технологический процесс, снижает производительность труда и качество продукции.

Заряды статического электричества могут накапливаться и на теле человека (при работе или контакте с наэлектризованными материалами и изделиями). Высокое поверхностное сопротивление тканей человека затрудняет стекание зарядов, и человек может длительное время находиться под большим потенциалом.

Систематическое воздействие электростатического поля повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека. Оно может вызывать функциональные изменения центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма. Поэтому предельно допустимую интенсивность электростатического поля на рабочих местах нормируют. Нормативы, содержащиеся в документе «Санитарно-гигиенические нормы допустимой напряженности электростатического поля», распространяются на электрические поля, создаваемые легко электризующимися материалами и изделиями, а также электроустановками постоянного тока высокого напряжения.

Предельно допустимая напряженность электростатического поля формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/Edop.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" определяют по формуле пометка">t - время воздействия, ч). Указанные нормативные значения при напряженности электростатического поля свыше 20 кВ/м соблюдают при условии, что в остальное время рабочего дня напряженность не превышает 20 кВ/м.

Основная опасность процесса электризации в производственных условиях состоит в возможности возникновения пожаров и взрывов. Такая опасность особенно велика в цехах глубокой и флексографской печати, а также при лакировании оттисков.

Разность потенциалов между двумя разноименно заряженными телами в результате электростатической электризации может достигать 10 кВ и более. При определенных условиях (сухой чистый воздух) электрические заряды сохраняются длительное время, а при быстром разряде в результате пробоя воздушного промежутка между заряженными телами (например, при сближении их) возникает искровой разряд, который может быть причиной воспламенения горючих веществ. Бензол, бензин воспламеняются от электрического разряда, возникающего при разности потенциалов до 1000 В, а горючие пыли - до 5000 В (при условии достаточной энергии искры, зависящей также и от величины заряда).

Одна из мер, препятствующих накоплению и сохранению электрических зарядов, - увеличение электропроводности воздуха, например, его увлажнение.

Наиболее простой и эффективный метод борьбы с накоплением зарядов статического электричества - заземление производственного оборудования, трубопроводов, вентиляционных воздуховодов и емкостей. Заземляющие устройства должны иметь сопротивление не более 100 Ом. В ряде установок применяется искусственная ионизация сухого воздуха в зоне образования зарядов (нейтрализация зарядов).

Работа нейтрализаторов статического электричества основана на разных принципах.

Индукционные нейтрализаторы могут быть с остриями и проволочные. Их действие основано на использовании заряженного электрода, на поверхности которого образуется тлеющий разряд. Заряд возникает при наличии острия или тонкой проволоки, около которых резко возрастает напряженность неоднородного электрического поля. Этот постоянно действующий разряд ионизирует окружающий воздух, делая его электропроводным. Индукционные нейтрализаторы характеризуются высокой ионизирующей способностью, но они начинают действовать лишь в случае, когда напряжение на электродах достигает нескольких киловольт.

Радиоизотопные нейтрализаторы представляют собой излучатели радиоактивных частиц, которые обладают свойством ионизировать воздух..gif" border="0" align="absmiddle" alt="-излучения. Широкое применение в радиоизотопных ионизаторах получил плутоний-239. Он достаточно эффективен на расстоянии до 40 мм от поверхности источника излучения. Радиоизотопные нейтрализаторы просты по конструкции, не требуют источника электропитания, имеют длительный срок службы и удобны в эксплуатации. Нейтрализатор представляет собой металлический контейнер, в котором находится источник излучения. Контейнер создает необходимое экранирование и позволяет регулировать направление излучения.

В качестве индивидуальных средств защиты от электростатических зарядов можно использовать антистатическую обувь, антистатические халаты и др.

Применение в промышленности систем, связанных с генерированием, передачей и использованием энергии электромагнитных колебаний, сопровождается возникновением электромагнитных полей (ЭМП), оказывающих вредное воздействие на организм человека.

Источниками их являются индукторы установок индукционного нагрева и сушильных устройств, высоковольтные линии электропередач, открытые распределительные устройства, устройства защиты и автоматики и т.д.

Такое поле характеризуется векторами напряженности электрического Е (В/м) и магнитного Н (А/м) полей. Распространение электромагнитных волн связано с переносом энергии в поле. Пространство около источника переменного электрического или магнитного полей делится на зону индукции и волновую зону.

При работе генераторов ВЧ и УВЧ излучаются волны длиной от нескольких метров до нескольких километров, и на рабочем месте человек, как правило, оказывается в зоне индукции, под воздействием периодически изменяющихся электромагнитных полей. Зону индукции можно характеризовать как электрической, так и магнитной составляющими ЭМП.

Генераторы СВЧ излучают электромагнитные волны длиной менее 1 м, и рабочие места находятся всегда в волновой зоне. В диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц ЭМП распространяется в виде бегущей волны. В этом диапазоне для количественной оценки облучения ЭМП принята интенсивность облучения, выраженная в величинах плотности потока энергии (ППЭ) в пространстве. ППЭ - энергия, проходящая за 1 с через
1 формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/sm2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=") поверхности..gif" border="0" align="absmiddle" alt=").

Воздействие электромагнитных полей на организм человека

Степень вредного воздействия ЭМП на человека зависит от напряженности электрического и магнитного полей, интенсивности потока энергии, продолжительности действия, длины волны источника, а также от индивидуальных особенностей организма.

Систематическое воздействие на человека ЭМП низкой частоты может вызвать изменения деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем, а также некоторые изменения в составе крови, особенно выраженные при высокой их напряженности.

Биологическое действие таких полей более высоких частот связано в основном с их тепловым и аритмическим эффектом. Поля ВЧ и УВЧ создают в тканях высокочастотные ионные потоки, нагревающие их. Такое явление наблюдается также при очень интенсивном облучении электромагнитными волнами СВЧ. Тепловое действие характеризуется общим повышением температуры тела или местным нагревом тканей, что особенно опасно для органов со слабой терморегуляцией (мозг, глаза, почки). Облучение глаз сантиметровыми волнами (от 1 до 20 см) может повысить температуру в задней части хрусталика, что вызывает его помутнение (катаракту).

Кроме теплового, микроволны высокочастотного поля оказывают на человека внетермическое биологическое воздействие. Биологическая активность ЭМП возрастает с уменьшением длины волны, самая высокая активность ЭМП - в области СВЧ.

Постоянное воздействие ЭМП умеренной интенсивности влияет на биофизические процессы в клетках и тканях, поражает центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Человек чувствует себя уставшим, появляются необоснованная раздражительность, периодические головные боли, нарушается сон. Нередки жалобы на потливость, ослабление памяти, боли в области сердца, одышку. Функциональные изменения, вызванные биологическим воздействием электромагнитных полей, обратимы. Если исключить воздействие излучения, болезненные явления исчезают.

К работе на высокочастотных установках допускаются лица не моложе 18 лет. Не реже одного раза в год они должны проходить медицинский осмотр. Люди с органическими заболеваниями центральной нервной системы, заболеваниями нервно-психической формы и эндокринно-вегетативными сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также заболеваниями легких к работе на таких установках не допускаются.

В зависимости от диапазона частот в основу гигиенического нормирования электромагнитных излучений положены разные принципы. Критерием безопасности для человека, находящегося в электрическом поле промышленной частоты, является напряженность этого поля, а гигиенические нормы установлены ГОСТ 12.1.002-84. Нормируется время пребывания человека в электрическом поле в зависимости от напряженности (табл. 7.3)

Эти нормы обеспечивают безопасность при условии, что в остальное время суток человек не подвергается воздействию ЭП напряженностью больше 5 кВ/м, а также исключена возможность воздействия на организм человека электрических разрядов.

В диапазоне частот 60 КГц - 300 МГц нормируются напряженности магнитной и электрической составляющих ЭМП. Они установлены ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Интенсивность электромагнитного поля на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием ЭМП, не должны превышать следующих значений:

по электрической составляющей (В/м):

по магнитной составляющей (А/м):

Интенсивность электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием ЭМП, оценивается плотностью потока энергии . В этом случае предельно допустимую плотность потока энергии ЭМП устанавливают, исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека и продолжительности пребывания его в зоне облучения..gif" border="0" align="absmiddle" alt="С) - 1 маркер">

уменьшение напряженности и плотности потока энергии ЭМП при использовании согласованных нагрузок и поглотителей мощности;

экранирование рабочего места и удаление его от источника ЭМП;

экранирование источника ЭМП, рациональное размещение оборудования;

использование предупреждающей сигнализации и средств индивидуальной защиты;

рациональные режимы работы оборудования и обслуживающего персонала.

В средствах защиты от электромагнитных излучений используют явления отражения и поглощения энергии излучателя, применяя различные экраны и поглотители.

Экраны изготовляют из листовой стали или алюминия толщиной не менее 0,5 мм. Стыки в экранах должны иметь надежный контакт. Шов выполняется сваркой, пайкой или точечной электросваркой с шагом 50-100 мм в зависимости от мощности источника ЭМП. Смотровые окна и другие технологические отверстия следует экранировать густой металлической сеткой с ячейками не более 4пометка">Лазером называется генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения. Лазерные установки находят с каждым годом все большее применение в промышленности. В полиграфии лазерная техника может использоваться при гравировании штампов, изготовлении форм плоской и глубокой печати. В выводных устройствах, в которых изображение знаков на фотоматериале воспроизводится лучом лазера, обеспечивается наиболее высокое качество воспроизведения текста. Использование лазерной техники в полиграфии имеет большое практическое значение.

Источником лазерного излучения является оптический квантовый генератор (лазер) - прибор, в котором генерируются электромагнитные волны оптического диапазона. Специфическими свойствами лазерного излучения являются острая направленность, монохроматичность, большая плотность потока энергии.

Воздействие лазерного излучения на организм человека

Лазерная безопасность - это совокупность технических, санитарно-гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда персонала при использовании лазеров.

В зависимости от технических параметров конструкции лазера и условий его эксплуатации, на работающих могут воздействовать различные опасные и вредные факторы. Основную опасность представляют прямое, рассеянное, зеркально и диффузно отраженные лазерные излучения.

При эксплуатации лазеров возникает опасность не только воздействия лазерного излучения, но и ряда сопутствующих производственных факторов: повышенное напряжение в цепях управления и источниках электропитания лазеров; повышенные запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны продуктами взаимодействия лазерного излучения с материалом мишени и воздухом (озон, окислы азота и др.); ультрафиолетовое излучение импульсных ламп накачки или кварцевых газоразрядных трубок в рабочей зоне; свет высокой яркости от ламп накачки и зоны взаимодействия лазерного излучения с материалом мишени; повышенный уровень ионизирующих и электромагнитных излучений ВЧ- и СВЧ-диапазонов от генераторов накачки, а также инфракрасное излучение и тепловыделение в рабочей зоне.

По степени опасности генерируемого излучения лазеры подразделяются на четыре класса:

1 класс - выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

2 класс - выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

3 класс - выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением;

4 класс - выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Лазерное излучение воздействует на весь организм человека. Биологические эффекты, возникающие при этом, делятся на две группы: первичные эффекты - органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях; вторичные эффекты - неспецифические изменения, возникающие в организме как реакция на облучение.

При взаимодействии лазерного излучения с биологическими тканями человека возможны ожоги. Наиболее опасно это излучение для глаз, так как роговица и хрусталик фокусируют излучение на сетчатке и концентрируют его. В зависимости от падающей энергии лазерное излучение может вызвать временное ослепление или необратимую потерю зрения из-за сильного ожога сетчатки. При большой интенсивности излучения возможно поражение не только глаз, но кожи, внутренних органов и мозга.

Предельно допустимые уровни лазерного облучения установлены ГОСТ 12.1.040-83 «ССБТ. Лазерная безопасность. Общие положения». Предельно допустимые уровни выражаются в энергетических экспозициях.

Энергетическая экспозиция - это отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок поверхности, к площади этого участка..gif" border="0" align="absmiddle" alt="= 0,308 мкм при облучении глаз и кожи в течение рабочего дня предельно допустимый уровень будет - краснота).) Для биологических целей мощность УФ-излучения оценивается эритемным потоком. Единицей измерения потока является эр. Один эр - эритемный поток, соответствующий потоку излучения с длиной волны 297 нм и мощностью 1 Вт..gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

УФ-излучение необходимо для нормальной деятельности человека. При длительном его отсутствии в организме развиваются неблагоприятные явления, получившие название «светового голодания» или «ультрафиолетовой недостаточности». В то же время длительное воздействие больших доз УФ-излучения может привести к серьезным поражениям глаз и кожи. Острые поражения глаз обычно проявляются в виде кератитов (воспаления роговицы) и помутнения хрусталика. Фотокератит имеет скрытый период от 30 мин до 24 ч. Длительное воздействие больших доз УФ-излучения может привести к развитию рака кожи.

Для профилактики неблагоприятных последствий, используют как солнечное излучение (инсоляция помещений, устройство соляриев), так и применение искусственных источников УФ-излучения. Искусственное облучение проводится в соответствии с действующими «Рекомендациями по профилактике ультрафиолетовой недостаточности». Применение установок общего эритемного облучения следует предусматривать в первую очередь на предприятиях, расположенных за северным полярным кругом.

В зависимости от степени УФ-дефицита и контингента населения рекомендуются дозы в пределах 0,125-0,75 эритемной дозы (10-60 формула" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook908/files/(mer-ch)-m2.gif" border="0" align="absmiddle" alt=", а максимальная суточная доза - 60 подсказка"> толщиной 2 мм.

При устройстве помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФ-излучения иная, чем для видимого света. Хорошо отражают УФ-излучения полированный алюминий и меловая побелка, в то время как оксиды цинка и титана на масляной основе - плохо.