Файл: Охрана труда4.pdf

Сопротивление тела человека изменяется в широких пределах в зависимости от состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т. п.), плотности контакта, площади контакта, времени воздействия тока и др.

Реальное сопротивление тела человека может быть от 1000 до 100000 Ом. Для расчетов по электробезопасности принимают величину, равную 1000 Ом.

На опасность поражения электрическим током влияют индивидуальные особенности людей. Ток, вызывающий лишь слабые ощущения у одного человека, может быть неотпускающим для другого в зависимости от состояния нервной системы, массы тела, физического развития, пола и всего организма в целом. Установлено, что для женщин пороговые значения тока приблизительно в 1,5 раза ниже. У одного и того же человека пороговые значения тока изменяются в зависимости от состояния организма, нервной системы, утомления и т. п.

Опасность поражения электрическим током зависит также от частоты тока, переменный ток частотой 50 Гц является самым неблагоприятным. Установлено, что сила фибрилляционного тока при 400 Гц примерно в 3,5 раза больше фибрилляционного тока при частоте 50 Гц, поэтому повышение частоты тока применяют как одну из мер повышения электробезопасности.

3.5.2. Анализ условий поражения человека электрическим током. В зависимости от режима нейтрали и наличия нулевого провода различают следующие трехфазные сети (рис. 3.3): а – трехпроводные с изолированной нейтралью; б – трехпроводные с заземленной нейтралью; в – четырехпроводные с изолированной нейтралью; г – четырехпроводные с заземленной нейтралью.

Рис. 3.3. Конструктивное исполнение трехфазной электрической сети

235

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) предусмотрено применение при напряжениях до 1000 В лишь двух сетей: трехпроводной с изолированной нейтралью и четырехпроводной с заземленной нейтралью. Две другие электрические сети практически применяются очень редко.

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

Изолированной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты и подобные устройства, имеющие большое сопротивление.

Поражение электрическим током может произойти в следующих случаях: при однофазном прикосновении не изолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением (прикосновение к одной из фаз, находящейся под напряжением); при приближении человека, не изолированного от земли, на опасное расстояние к токоведущим, не защищенным изоляцией частям электроустановок, находящихся под напряжением; при прикосновении человека, не изолированного от земли, к корпусам электрических машин, трансформаторов, светильников и другим металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением при замыкании одной из фаз на корпус; при освобождении другого человека, находящегося под напряжением; при контакте с двумя точками в поле растекания тока, имеющими разные потенциалы (включение под напряжение шага); при двухфазном прикосновении (одновременное прикосновение к двум неизолированным частям электроустановки, находящимся под напряжением разных фаз).

Поражение человека при случайном прикосновении к токоведущим частям электрической сети зависит от схемы прикосновения человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима нейтрали сети, качества изоляции токоведущих частей от земли, емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.

Наибольшую опасность представляет двухфазное прикосновение.

При двухфазном (двухполюсном) прикосновении (рис. 3.4), неза-

висимо от вида сетей, человек попадает под полное линейное (рабочее) напряжение сети и величина тока, проходящего через тело человека, зависит только от напряжения сети и сопротивления тела человека:

236

где Uл – линейное напряжение сети, В; Rчел – условное сопротивление тела человека, 1000 Ом.

Рис. 3.4. Схема двухфазного включения человека в электрическую сеть

При однофазном включении в сеть с изолированной нейтралью

(рис. 3.5, а) величина тока, проходящего через человека, определяется по формуле

где Uл – линейное напряжение, В; Rчел – сопротивление тела человека, Ом; Rиз – сопротивление изоляции фаз, Ом.

Условия безопасности в этом случае находятся в прямой зависимости от сопротивления изоляции фаз относительно земли: чем лучше изоляция, тем меньше ток, протекающий через человека.

Рис. 3.5. Схема однофазного включения в сеть с изолированной нейтралью: а – при хорошей изоляции; б – при аварийном режиме

Однако в аварийном режиме, когда одна из фаз замыкает на землю или корпус оборудования (рис. 3.5, б) или сопротивление изоляции мало, человек может оказаться под полным линейным напряжением:

237

где Uл – линейное напряжение, В; Rчел – сопротивление тела человека, Ом; Rоб – сопротивление обуви, Ом; Rп – сопротивление пола, Ом.

При однофазном включении в сеть с заземленной нейтралью

(рис. 3.6) человек попадает под фазное напряжение независимо от величины сопротивления изоляции фаз.

Rо

Рис. 3.6. Схема однофазного включения в сеть с заземленной нейтралью

Величина тока, проходящего через человека, в этом случае определяется по формуле

где Uф – фазное напряжение, В; Rчел – сопротивление тела человека, Ом; Rоб – сопротивление обуви, Ом; Rп – сопротивление пола, Ом; Rо – сопротивление заземления нейтрали, Ом.

Условия электробезопасности зависят и от параметров окружающей среды (влажность, температура, наличие токопроводящей пыли, материал пола и др.).

Тяжесть поражения током зависит от плотности и площади контакта человека с частями, находящимися под напряжением. Наличие заземленных металлических конструкций и полов приводит к тому, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Токоведущая пыль и влага создают дополнительные условия для электрическогоконтактакакстоковедущими частями, такисземлей.

В процессе эксплуатации электроустановок может возникнуть замыкание на корпус установки. Под замыканием на корпус понимают

238

случайное электрическое соединение токоведущей части с металлическими нетоковедущими частями электроустановки. Замыкание на корпус может быть результатом случайного касания токоведущей части корпуса машины, повреждения изоляции, падения провода, находящегося под напряжением, на нетоковедущие металлические части и т. п.

Если корпус электроустановки имеет связь с землей через специальное заземляющее устройство или фундамент, то в этом случае в сети с изолированной нейтралью в точке замыкания на землю протекает ток, обусловленный сопротивлением изоляции других исправных фаз. На земле (полу) возникает поле растекания тока.

На поверхности земли точки с одинаковым потенциалом будут иметь вид концентрических окружностей с центром в месте замыкания на землю. Потенциал точек, находящихся на расстоянии 20 м и более от места замыкания принимается равным нулю. Наибольший потенциал будет в точке замыкания на землю. Характер изменения потенциала в поле растекания тока имеет гиперболическую зависимость (рис. 3.7).

Напряжение на корпусе оборудования относительно точки с нулевым потенциалом будет равно напряжению на заземлителе:

где Iз – ток замыкания на землю, А; Rз – сопротивление заземляющего устройства, Ом.

ϕА

Uш = ϕА – ϕБ

Рис. 3.7. Характер изменения потенциала в поле растекания тока:

ϕА – потенциал в точке А; ϕБ – потенциал в точке Б; Uш – шаговое напряжение

239

Человек, находящийся в зоне растекания тока и касающийся при этом корпуса оборудования, оказывается под напряжением прикосновения, величина которого зависит от разности потенциалов точки, на которой стоят ноги человека и точки замыкания на землю. С увеличением расстояния до точки замыкания сети на землю напряжение прикосновения увеличивается.

Находясь в зоне растекания тока замыкания на землю, человек оказывается под напряжением шага. Напряжением шага называется разность потенциалов двух точек в поле растекания тока, находящихся на расстоянии 0,8 м друг от друга (расстояние шага). Величина напряжения шага и напряжения прикосновения зависят от формы потенциальной кривой, расстояния до места замыкания, сопротивления обуви. Наибольшая величина напряжения шага будет вблизи заземлителя, особенно если человек одной ногой стоит над заземлителем (точка с максимальным потенциалом равным Uз), а второй – на расстоянии шага от заземлителя. Напряжение шага будет равно нулю, если обе ноги человека находятся на эквипотенциальной линии (на точках с одинаковым потенциалом). В электрических сетях напряжением до 1000 В на расстоянии более 5 м напряжение шага практически не ощущается.

3.5.3. Классификация помещений по опасности поражения электрическим током. Опасность поражения электрическим током в значительной степени зависит от условий окружающей среды, в которых будет эксплуатироваться электрооборудование.

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

Нормальные – сухие помещения, в которых отсутствуют признаки, свойственные помещениям жарким, пыльным, с химически активной или органической средой.

Сухие – помещения, относительная влажность воздуха в которых не превышает 60%.

Влажные – помещения, пары или конденсирующаяся влага в которых выделяются лишь временно и притом в небольших количествах. Относительная влажность воздуха в помещении более 60%, но не превышает 75%.

Сырые – относительная влажность воздуха в помещении длительно превышает 75%.

240

Особо сырые – относительная влажность воздуха в помещении близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой).

Жаркие – температура воздуха в помещении длительно превышает 30°С.

Пыльные – по условиям производства в помещении выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.

С химически активной или органической средой – по условиям производства в помещении могут содержаться постоянно или временно пары или образовываться отложения, разрушительно действующие на изоляцию и токоведущие части оборудования.

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

Кпомещениям без повышенной опасности относятся помещения,

вкоторых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличи-

ем одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%); токопроводящей пыли, оседающей на электрических про-

водах, электрооборудовании; токопроводящих полов; высокой температуры, длительно превышающей +35°С; возможности одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, механизмам с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из условий, создающих особую опасность: особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%); химически активной или органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования; наличием одновременно двух и более условий повышенной опасности.

Территории размещения наружных электроустановок по опасности поражения людей электрическим током приравниваются к особо опасным помещениям.

3.5.4. Меры электробезопасности при эксплуатации электро-

установок. Электрическая изоляция различных токоведущих проводов, частей оборудования (внутренние электрические сети, статорные

241