Защита от воздействия электрического тока

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц — соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).

Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:

§ применение безопасного напряжения;

§ контроль изоляции электрических проводов;

§ исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;

§ устройство защитного заземления и зануления;

§ использование средств индивидуальной защиты;

§ соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.

Одним из аспектов может быть применение безопасного напряжения — 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.

Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.

Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления — устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник — это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом.

Защитное отключение — это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Продолжительность срабатывания защитного отключения составляет 0,1– 0,2 с. Данный способ защиты используют как единственную защиту или в сочетании с защитным заземлением и занулением.

Применение малых напряжений. К малым относят напряжение до 42В, его применяют при работе с переносными электроинструментами, использовании переносных светильников.

Контроль изоляции. Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.

Средства индивидуальной защиты — подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам — диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки.

 

13. критерии электробезопасности

КРИТЕРИИ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

С самого начала использования электричества ученые занимались изучением воздействия электрического тока на человека и последствий этого воздействия.

В 1950-х годах было окончательно установлено, что при воздействии электрического тока на человека, наиболее уязвимым органом является его сердце. Фибрилляция (беспорядочные сокращения мышц) сердца может возникать даже при малых значениях тока. Также было установлено, что результат воздействия электрического тока на организм человека зависит не только от значения тока, но и от продолжительности его протекания, пути тока через тело человека, а также, от частоты, формы кривой, и других факторов.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от влажности кожи, размера поверхности контакта, пути протекания тока по телу и индивидуальных особенностей организма.

При определении условий электробезопасности в электроустановке за расчетное принято сопротивление тела человека равное 800-1000 Ом.

По причине неопределенности реального значения сопротивления тела человека для расчетной оценки опасности электропоражения в электроустановке принято использовать в качестве критерия опасности ток через тело человека, а не напряжение, приложенное к нему.

Американский ученый Charles в 1957г. провел на группе добровольцев исследования по определению электрических параметров тела человека и физиологического воздействия электрического тока. Результаты его исследований считаются классическими.

Рис 2.1.

На рис. 2.1 приведены полученные и обработанные методами математической статистики, зависимости "отпускающего" тока от индивидуальных качеств человека.

А - экспериментальные данные для группы из 28 испытуемых женщин, Б - для группы из 134 мужчин.

На рис. 2.2 графически представлена область предельно допустимых значений тока и длительности его протекания через человека, с вероятностью 99,5% не вызывающих фибрилляцию сердца А - область недопустимых значений.

По Дальцилу граница областей допустимых и недопустимых значений тока через человека и длительности его протекания определяется выражением:

I = 165 / OT,

I - предельно допустимый ток через человека, мА;
T – Время протекания тока через тело человека, с.

Определенные ГОСТ 12.1.038-88 "Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов" через тело человека соответствуют этой формуле.

Рис 2.2

 

Таблица 2.1

t, с	0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	св. 1,0
I, мА

Таблица 2.2

t, с	0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	св. 1,0
I, мА

В этом ГОСТе определены предельно допустимые значения переменного тока частотой 50 Гц через тело человека в производственных (табл. 2.1) и бытовых (табл. 2.2) электроустановках в зависимости от времени воздействия.

Все существующие защитные меры по принципу их выполнения можно разделить на три основные группы:

· Обеспечение недоступности для человека токоведущих частей электрооборудования.

· Снижение возможного значения тока через тело человека до безопасного значения.

· Ограничение времени воздействия электрического тока на организм человека.

Поражение человека происходит при Ра ≤ Рв,

Ра - вероятность того, что при прикосновении к электроустановке человек попадет под электрическое напряжение;

Рв - вероятность того, что ток и длительность его протекания проходящее через тело человека, превысит допустимое значение.

Фактор Рв зависит от фактора Ра, поэтому вероятность поражения электрическим током Рh определяется выражением:

Рh = Р(в/а) Ра;

Ра в свою очередь, можно определить как:

Ра= Рс Рд

Рс - вероятность прикосновения человека к проводящим частям электроустановки;

Pд - вероятность появления на проводящих частях электроустановки напряжения.

Таким образом, вероятность поражения определяется выражением:

Рh = Рс РдР(в/а).

Защитные меры, в зависимости от того, на какой из трех сомножителей выражения, определяющего вероятность поражения Рh, они влияют (уменьшают), делятся на следующие:

· Организационные меры защиты (для квалифицированного персонала), определяющие Pс:

· Назначение лиц, ответственных за безопасное проведение работ.

· Оформление работ нарядом-допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации.

· Подготовка рабочих мест и допуск.

· Надзор во время работы.

· Оформление переводов на новое рабочее место.

· Оформление перерывов и окончания работ.

· Организационно-технические меры, определяющие Рд:

Изоляция и ограждение токоведущих частей электрооборудования, применение блокировок, безопасных режимов работы сети, защитных средств, предупредительных плакатов, сигнализации, защитной изоляции, изолирования рабочего места, переносных заземлителей и др.

Технические меры защиты, определяющие Рв/а:

· Применение низких напряжений.

· Защитное разделение сетей.

· Контроль, профилактика изоляции, защита от замыканий на землю.

· Компенсация емкостных токов утечки.

· Защитное заземление.

· Защитное зануление.

· Защитное отключение.

· Система уравнивания потенциалов.

· Двойная изоляция, изолирование рабочего места.

· Защита от перехода напряжения с высшей стороны на низшую.

· Грозозащита.

Каждая из перечисленных технических мер защиты требует специального рассмотрения.

Современная система электробезопасности должна обеспечивать защиту человека от поражения в двух наиболее вероятных и опасных случаях:

· при прямом прикосновении к токоведущим частям электрооборудования;

· при косвенном прикосновении.

Под косвенным прикосновением понимается прикосновение человека к открытым проводящим частям оборудования, на которых в нормальном режиме (исправном состоянии) электроустановки отсутствует электрический потенциал, но при каких-либо неисправностях, вызвавших нарушение изоляции или ее пробой на корпус, на этих частях возможно появление опасного для жизни человека потенциала.

Система электробезопасности включает в себя ряд организационных и технических мероприятий. Согласно «Правил технической эксплуатации электроустановок» от 3.09 2012 для защиты от прямого прикосновения служат мероприятия, предотвращающие прикосновение к токоведущим частям: изоляция токоведущих частей, применение ограждений и оболочек, установка барьеров, размещение вне зоны досягаемости.

Дополнительная защита от электропоражения при прямом прикосновении достигается путем применения устройств защитного отключения.

Устройство защитного отключения является превентивным электрозащитным мероприятием и в сочетании с современными системами заземления TN-S, TN-C-S обеспечивает высокий уровень электробезопасности при эксплуатации электроустановок.

Защита от поражения согласно «Правил безопасной эксплуатации электроустановок» при косвенном прикосновении обеспечивается следующими мероприятиями:

· применением УЗО;

· применением нулевых защитных проводников в электроустановках зданий с системой заземления TN или защитных проводников в электроустановках зданий с системой заземления TT в комплексе с устройствами защиты от сверхтока - предохранителями, автоматическими выключателями.

 

14. защитное заземление,зануление,защитное отключение

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

Цель защитного заземления — снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам.

Применяется также заземление электрооборудования, зданий и сооружений для защиты от действия атмосферного электричества.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше — с любым режимом нейтрали.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Различают естественные и искусственные заземлители.

Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители:

§ водопроводные трубы, проложенные в земле;

§ металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие

§ надежное соединение с землей;

§ металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых);

§ обсадные трубы артезианских скважин.

Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс.

Естественные заземлители должны иметь присоединение к заземляющей сети не менее чем в двух разных местах.

В качестве искусственных заземлителей применяют:

§ стальные трубы диаметром 3-5 см, толщиной стенок 3,5 мм,

§ длиной 2-3 м;

§ полосовую сталь толщиной не менее 4 мм;

§ угловую сталь толщиной не менее 4 мм;

§ прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

Для искусственных заземлителей в агрессивных почвах (щелочных, кислых и др.), где они подвергаются усиленной коррозии, применяют медь, омедненный или оцинкованный металл.

В качестве искусственных заземлителей нельзя применять алюминиевые оболочки кабелей, а также голые алюминиевые проводники, так как в почве они окисляются, а окись алюминия — это изолятор.

Каждый отдельный проводник, находящийся в контакте с землей, называется одиночным заземлителем, или электродом. Если заземли- тель состоит из нескольких электродов, соединенных между собой параллельно, он называется групповым заземлителем.

Для погружения в землю вертикальных электродов предварительно роют траншею глубиной 0,7-0,8 м, после чего забивают трубы или уголки с помощью механизмов. Стальные стержни диаметром 10-12 мм заглубляют в землю с помощью специального приспособления, а более длинные — с помощью вибратора. Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой методом сварки.

Устройство защитного заземления может быть осуществлено двумя способами: контурным расположением заземляющих проводников и выносным.

При контурном размещении заземлителей обеспечивается выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю. Кроме того, благодаря взаимному влиянию заземлителей уменьшается напряжение прикосновения и напряжение шага в защищаемой зоне. Выносные заземления этими свойствами не обладают. Зато при выносном способе размещения есть выбор места для заглубления заземлителей.

В помещениях заземляющие проводники следует располагать таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и надежно защищены от механических повреждений. На полу помещений заземляющие проводники укладывают в специальные канавки. В помещениях, где возможно выделение едких паров и газов, а также с повышенной влажностью заземляющие проводники прокладывают вдоль стен на скобах в 10 мм от стены.

Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.

Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю.

Величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором заземлитель находится; типа размеров и расположения элементов, из которых заземлитель выполнен; количества и взаимного расположения электродов.

Величина сопротивления заземлителей может изменяться в несколько раз в зависимости от времени года. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое время.

Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом — во всех остальных случаях.

Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В.

В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления R₃ <= 125/I₃ Ом, но не более 4 Ом или 10 Ом.

В установках свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 0,5 Ом для обеспечения автоматического отключения участка сети в случае аварии.