Конспект лекций по курсу «безопасность жизнедеятельности»
| Вид материала | Конспект |
- Конспект лекций по курсу "Безопасность жизнедеятельности", 1983.63kb.
- Н. В. Ткаченко Безопасность жизнедеятельности. Конспект, 1781.2kb.
- Примерная программа наименование дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» Рекомендуется, 247.55kb.
- Курс лекций по дисциплине «безопасность жизнедеятельности», 1553.02kb.
- Конспект лекций по дисциплине «безопасность жизнедеятельности» для иностранных студентов, 3250.15kb.
- Конкурс дипломных проектов по специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности, 110.05kb.
- Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2034.84kb.
- Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2032.47kb.
- Конспект лекций по курсу "Начертательная геометрия и инженерная графика" Кемерово 2002, 786.75kb.
- Конспект лекций по курсу «бизнес-планирование в условиях рынка», 461.46kb.
6.3. Защита от электрического тока
Практически вся деятельность человека связана с использованием электрического тока. По тяжести и частоте поражения электрический ток является одним из наиболее опасных производственных факторов.
1. Характер воздействия электрического тока
Проходя через тело человека, электрический ток вызывает:
- термические ожоги и нагрев тканей;
- электролитическое разложение крови и других жидких компонентов организма;
- биологическое возбуждение тканей и нарушение биоэлектрических процессов.
Воздействие тока приводит к местным и общим электротравмам.
Местные травмы представляют собой:
- ожоги от протекания тока (токовые или контактные) или от воздействия электрической дуги (дуговой);
- знаки в виде бледных пятен диаметром до 5 мм на поверхности кожи;
- металлизация из-за проникновения в кожу частиц расплавленного дугой металла;
- офтальмия из-за воспаления наружных оболочек глаза от действия дуги;
- механические повреждения от судорожного сокращения мышц.
Общие электротравмы или электрические удары по тяжести делятся на четыре степени:
I степень — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II степень — сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца;
III степень — то же, но с нарушением сердечной деятельности или дыхания;
IV степень — клиническая смерть (длительность клинической смерти составляет обычно 45 мин);
Исход воздействия тока зависит от значения и длительности протекания тока через тело человека; рода, частоты и напряжения тока; пути прохождения тока; индивидуальных свойств человека.
Величина тока является главным поражающим фактором. Наиболее характерные значения величины тока составляют:
- пороговый ощутимый ток промышленной частоты (f=50 Гц) — 0,61,5 мА;
- пороговый неотпускающий ток, вызывающий судороги мышц рук, которые человек не в состоянии преодолеть — 1015 мА;
- ток, влияющий на мышцы грудной клетки, затрудняющий или приводящий к остановке дыхания — 25…50 мА при длительном воздействии;
- фибрилляционный ток, оказывающий непосредственное влияние на сердечную мышцу. При длительности протекания более 0,5 с уже вызывает остановку или фибрилляцию сердца, составляет 100 мА.
Длительность протекания тока влияет на исход поражения, так как со временем из-за увлажнения кожи уменьшается сопротивления тела и резко возрастает сила тока.
Наиболее опасным является путь прохождения тока, затрагивающий жизненно важные органы (сердце, легкие, спинной мозг).
Род и частота. Наиболее опасны переменные токи с частотой 20...100 Гц. Вне этого диапазона опасность поражения заметно снижается.
Характерные величины при постоянном токе составляют:
- 67 мА — ощутимый ток;
- 5070 мА — пороговый неотпускающий ток;
- до 300 мА — фибрилляционый ток.
Повышение напряжения тока (свыше 50 В) приводит к пробою рогового слоя кожи и снижению ее сопротивления.
2. Анализ опасности прикосновения к электросети
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) при напряжении до1000 В применяются трехфазные сети:
а) трехпроводная с изолированной нейтралью;
б) четырехпроводная с заземленной нейтралью.
Степень опасности прикосновения зависит от вида прикосновения и вида электрической сети. Прикосновения могут быть одно — и двухфазными в трехфазных сетях, а также одно — и двухполюсными в однофазных сетях.
Наиболее опасны двухфазные и двухполюсные прикосновения, т.к. человек оказывается под номинальным напряжением UН. Ток в этом случае составляет
IЧ= UН/ RЧ ,
где UН — линейное напряжение (
), RЧ -сопротивление тела человека (RЧ= 1000 Ом).Различают 2 режима однофазного включения человека в сеть:
- при нормальном режиме работы установки;
- при аварийном режиме, когда одна из фаз замкнута на землю.
3 . Анализ опасности электрического замыкания на землю
Замыкание на землю — это случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственно с землей или проводящими элементами оборудования, не изолированными от земли.
При этом происходит растекание тока в земле, в зоне растекания.
Зоной растекания считается зона, за пределами которой электрический потенциал может быть принят равным нулю (потенциал земли).
Потенциал точки А, находящейся в зоне растекания на расстоянии X от места замыкания, определяется по формуле
,где IЗ — ток замыкания на землю, — удельное сопротивление грунта, Омм.
В зоне растекания тока человек может оказаться под разностью потенциалов, например, на расстоянии шага. Напряжение, возникающее при этом, называется напряжением шага
.Для обеспечения безопасности производится нормирование токов, напряжения прикосновения и общего времени прикосновения. По ГОСТ 12.1.038-82 нормирование осуществляется для нормального и аварийного режима работы электроустановки
U и I при нормальном режиме
| Род и частота тока | U, В | I, мА | , мин |
| | не более | ||
| переменный f=50 Гц | 2,0 | 0,3 | |
| переменный f=400 Гц | 3,0 | 0,4 | 10 в сутки |
| постоянный | 8,0 | 1,0 | |
При t25C и 75 % U и I принимаются в 3 раза меньше.
Величины U и I нормируются для аварийного режима для установок напряжением до 1000 В с любым режимом нейтрали и выше 1000 В с изолированной нейтралью.
4. Основные меры защиты от поражения током
К ним относятся:
- обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения;
- электрическое разделение сети с помощью разделяющих трансформаторов;
- применение безопасного малого напряжения (не выше 42 В);
- повышение класса электротехнических изделий от поражения электрическим током (например, путем использование двойной или усиленной изоляции токоведущих частей оборудования);
- защитное заземление и зануление;
- защитное отключение;
- применение специальных электрозащитных средств
Рассмотрим некоторые наиболее распространенные способы защиты.
Защитное заземление ЗЗ- это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Принцип действия ЗЗ основан на снижении до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования.
Область применения ЗЗ — трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.
Типы заземляющих устройств:
- выносное — характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено оборудование. Применяется при малых значениях тока замыкания для установок до 1000 В;
- контурное — характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещаются по контуру площадки, на которой находится оборудование. Этим обеспечивается выравнивание потенциалов основания и оборудования.
Для обеспечения безопасности необходимы соответствующие величины сопротивлений заземления. Согласно ПУЭ сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:
- 4 Ом — в установках до 1000 В, если при этом мощность источника тока больше 100 кВА и менее, то сопротивление допускается не более 10 Ом;
- 0,5 Ом в установках свыше 1000 В с заземленной нейтралью;
- 250/IЗ, но не более 10 Ом в установках свыше 1000 В с изолированной нейтралью.
Зануление применяется в качестве защиты при замыкании на корпус в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В. Занулением называется преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Принцип действия зануления состоит в превращении замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, т.е. замыкание между фазным и нулевым проводом. Возникающий при этом большой ток обеспечивает срабатывание защиты (плавких предохранителей, автоматических выключателей).
 | 1 — корпус оборудования 2 — аппараты для защиты R0 — сопротивление заземления нейтрали RП — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника |
Для уменьшения опасности при обрыве нулевого проводника он заземляется повторно.
Защитное отключение применяется дополнительно тогда, когда другие виды защиты малоэффективны. Представляет собой автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Время срабатывания устройств защитного отключения УЗО не более 0,2 с.
УЗО реагируют на опасное изменение параметров электрической цепи и по этому признаку подразделяются на УЗО, реагирующие на напряжение корпуса относительно земли и оперативный постоянный ток.
УЗО, реагирующие на напряжение корпуса относительно земли
 | 1- корпус 2- автоматический выключатель КО - катушка, отключающая РН - реле напряжения RЗ - сопротивление защитного заземления RВ - сопротивление вспомогательного заземления |
Этот вид УЗО используется как дополнение к заземлению или занулению. При аварийном замыкании на корпус вначале проявится защитное свойство заземления (зануления), в результате чего напряжение корпуса будет ограничено пределом UК.
При нарушении работы заземления и повышении напряжения (UUК) реле максимального напряжения замыкает контакты и на отключающей катушке появляется питание. Втягивается сердечник УЗО, в результате чего установка отключается от сети.
Для автоматического контроля изоляцию сети и защиты человека при прикосновении его к токоведущей части применяются УЗО, реагирующие на оперативный постоянный ток.
Устройство срабатывает при превышении безопасного уровня тока утечки.
 |
| 1 - автоматический выключатель; 2 - источник постоянного тока; КО - катушка отключения выключателя; ДТ - дроссель трехфазный; Д - дроссель однофазный; Т - реле тока; R1, R2, R3 - сопротивления изоляции фаз относительно земли; RЗМ - сопротивление замыкания фазы на землю |