Безпека експлуатації електроустановок
1. Загальні положення
Електротравма — це травма, обумовлена дією на людину електричного струмуабо електричної дуги .
Електротравматизм складає приблизно 2-4% від всіх травм. Проте, серед випадківз летальним результатом електричний струм, як вражаючий чинник, займає одне зперших місць. На їх частку доводиться близько 40% НВ.
По напрузі електроустановки діляться на:
o електроустановкидо 1 кВ включно;
o електроустановкивище 1 кВ.
Також умовно виділяють:
o наднизькі(малі) напруги (по змінному струму — до 42В включно, по постійному — до 110Ввключно)
o надвисокі(330 кВ і вище)
В межах цієї класифікації електротравми відбуваються:
o 2/3нещасних випадків на установках до 1 кВ;
o 1/3нещасних випадків на установках вище 1 кВ.
2. Особливості електротравматизму
o Несподіванкаотримання електротравми, оскільки організм людини не має датчиків (рецепторів),які могли б дистанційно визначати наявність напруги. У зв’язку з цим результатзалежить від співвідношення двох швидкостей: швидкості захисної реакціїорганізму і швидкості переважної (гальмуючого) дії електричного струму.
o Можливістьдистанційного отримання електротравми без безпосереднього контакту зіструвоведучою частиною (через електричну дугу в установках з напругою вище 1кВ;поразка кроковою напругою).
o Рефлекторнадії електричного струму: струм, що протікає через людину, впливає не тільки вмісці контакту або по шляху протікання, але і викликає рефлекторну дію (частішевсього — порушенні роботи серця і системи дихання).
o Невідомість(прихованаелектротравм). — досліджуються тільки з летальним або важким результатами.
3. Діяелектричного струму на людину
– Всю багатогранність ел травми затравматичним чинником можна розділити на травми:
1) зумовлені дієюел струму що безпосередньо протікає через тіло людини
2) викликані безпосередньоюдією ел дуги
3) травмивикликані дією ел струму і ел дуги одночасно.
Зарезультатами дії підрозділяються:
– Локальні (місцеві) коли відбуваєтьсямісцеве ураження тканин та органів і наслідок не загрожує життю людини
– Загальні- загрожує життю людини.
Локальні:
1. Електричні опіки — згортаннябілка при температурі вище 70 С.
– Контактні (з декількох кв)
– Дугові (при будь-яких напруг)
– Змішані
Опікидуже хворобливі й важко піддаються лікуванню.
2. Електричні знаки або міткитоковища — являють собою припухлість на поверхні шкіри в місці контакту зіструмоведучою частиною круглої або овальної форми, жовтого цвіту в поперечці до 15 мм, безболісні, із часом сходять. Відіграють діагностичну роль. Біохімічнареакція організму на вплив електричного токовища як подразника.
3. Електрична металізація шкіри — просочування поверхні шкіри частками металу при його випарі або розбризкуванні підвпливом електричного токовища. Ушкоджена ділянка являє собою тверду шорсткуватуповерхню, цвіт якої визначається цвітом солей металу. Із часом сходить.Небезпечна металізація очей.
4. Електроофтальгія — запаленняслизової оболонки око потоком ультрафіолетових променів електричної дуги, інодіможливі нагноєння. Для запобігання необхідно використати світлофільтри.
5. Механічні ушкодження — розрившкіри, нервів, сухожиль, ампутація кінцівок.
Загальніпо результатіпідрозділяються:
– Удари що викликають судорожнескорочення м’язів без втрати свідомості.
– Удари що викликають судорожнесудорожні скорочення м’язів із втратою0 свідомості, але з нормально працюючимсерцем і системою подиху.
– Удари системи, що викликали порушенняподиху або серцево-судинної .
– Удари роботи, що викликали порушення,серцево-судинної, подиху(клінічна смерть). Ознаки: відсутність діяльностісерця, подиху, зіниці не реагують на світло. Розширення зіниць — свідчить прокисневе голодування.
Причинисмерті від електричного токовища:
– Опіки більше 2/3 поверхні шкіри абоопіки внутрішніх органів.
– Порушення роботи системи подиху врезультаті прямого впливу електричного токовища або в результаті рефлекторноїдії.
– Порушення роботи серця в результатіпрямого або рефлекторного впливу. Зупинка серця може відбутися в розслабленомуабо в стислому стані при останньому летальний результат. Фібриляція серця.
– Електричний шок — важканервово-рефлекторна реакція організму на вплив електричного токовища якподразника, супроводжується глибокими порушеннями в системах подиху,кровообігу, нервової, обміну речовин і ін.
– Запізніла смерть — наступає врезультаті впливу електричного токовища через кілька днів через раптову зупинкусерця, набряку бруньок.
4. Факториелектричного характеру, що впливають на небезпеку поразки людини електричним струмом
1. Струм, що протікає черезлюдину.Результат залежить від величини електричного струму. Граничне значення — мінімальне значення яке спричиняється певну дію.
1)Граничнийвідчутний струм – це струм, що людина відчуває у виді якихось роздратувань.Його значення по перемінному струмі промислової частоти рівне 0,7 – 1,5 мА, попостійному 5 – 7 мА.
На підставі цихданих можна знайти граничну відчутну потужність:
Рощт =220×1×10-3 » 0,2 Вт
2) Граничнийструм, що не відпускає — це струм, що викликає судорожне скорочення м’язів ілюдина не може самостійно звільнитися від струмоведучих частин. Його значенняпо перемінному струмі промислової частоти рівно 10 – 15 мА, по постійному 50 –80 мА.
На підставі цих даних можна знайти граничнупотужність, що не відпускає:
Рн/отп= 220×10×10-3 » 2 Вт
1) Граничнийфібриляційний струм – це струм, що викликає фібриляцію, то порушеннясинхронного скорочення серцевих м’язів. Його значення по перемінному струміпромислової частоти дорівнює 100 мА, по постійному 300 мА.
На підставі цих даних можна знайти граничнупотужність, що не відпускає:
Рфибр= 220×100×10-3 » 20 Вт
Припустимізначення струму при тривалому впливі перемінному струму промислової частоти 0,3мА, по постійному 1 мА.
2. Напругавизначає величину струму, що протікає через людину, і величину опору тілалюдини. При цьому варто розрізняти напруга мережі і напруга на людині, що меншенапругам мережі в наслідок спадання напруги на опорах одягу, взуття і пола. Такпри напрузі мережі рівному 220 В, напруга на людині буде приблизно рівним 160В.
Допустиме напруження дорівнює при перемінному струмі 2 В, апри постійному струмі 8 В.
Установлено що напруги до 1 кв викликають порушення роботисерця, більше 1 кв системи подиху.
3. Опір ланцюга людини.
/>
/>
Rод – залежить від матертала й вологості. Опір сухого одягу 3 -4кому, вологої 1 кому, мокрий одяг не враховується.
Rобув– опір підошви взуття (найбільший опір шкіри). Сухе взуття — 10-30 кому, волога — трохи кому, опір мокрого взуття не враховується.
Rопор.пов.– опір опорної поверхні ніг, цей опірпідлоги або ґрунту. Найбільший опір має дерев’яна торцева підлога (сухий бетондо 10 6 Ом).
Опір ґрунту залежить від його питомого опору — опір одногокубика ґрунту з ребром 1 див (м), обмірюваного між гранями.
/>
опір опорне 1-ої ноги на ґрунті 3,1(, якщо ноги поруч — 2,3(,якщо ноги на відстані кроку — 1,6(. При послідовному з’єднанні — 6,2( (кроковийопір).
/>
Характер опору тіла людини — активно ємнісної.
/>
Опір тіла людини має активно-ємнісної характер (0,3μФ надм2 площі контакту) залежить від:
– стану шкіри (суха, волога, чиста,забруднена, ціла або ушкоджена);
– площі й щільності контакту;
– прикладеної напруги
Для наближених розрахунків опір тіла людини приймаютьактивним, лінійним, рівним 1 кому.
/>
/>
4. Рід струму (змінний або постійний).
Залежність небезпеки від роду струму.
400 і 600 У — небезпекапри змінні й постійні струму практично однакові.
При напрузі до400 У небезпечніший змінний струм.
При напрузі вище600 У небезпечніше постійне токовище.
Болючі відчуття викликає /> -швидкість наростання токовища в часі.
/>
Якщо імпульспрямокутний, то людина його відчуває.
5.Частота змінного токовища. Найнебезпечнішої вважається частота вдіапазоні 40-60 Гц (Пов’язане з f коливань деяких органів).
Залежність небезпекивід f
/>
5. Факторинеелектричного характеру
1. Тривалість протікання струмучерез людину: чим більше (t, тим небезпечніше у зв’язку з:
– із часом послабляється захиснареакція організму. Сила організму людини слабшає.
2. Шлях протікання токовищачерез людину — петлі токовища. Нараховують більше 20 петель.
– Права петля через праву руку в землю(найбільше часто зустрічається);
– Повна петля — обидві руки й обидвіноги;
– Ліва петля — через ліву руку в землю;
– Косі петлі;
– Верхня петля — протікає через груднуклітину (найнебезпечніша);
– Нижня петля — через ноги (обумовленакроковою напругою — найменш небезпечна).
3. індивідуальні особливостілюдини:
– Маса тіла людини;
– Фізичний розвиток;
– Стан нервової системи й усьогоорганізм у цілому;
– Підлога — граничне значення менше дляжінок;
– Наявність алкоголю в крові;
– Фактор уваги.
4.Факторинавколишнього середовища.
Класифікаціявраховує вплив факторів навколишнього середовища на небезпеку поразки людиниелектричним струмом. Відповідно до ПУЕ усі виробничі приміщення по небезпеціпоразки людини електричним струмом підрозділяються на наступні групи:
1) Приміщенняз підвищеною небезпекою, що характеризуються наявністю однієї з наступних умов,що визначають підвищену небезпеку:
o підвищенавологість – вологість повітря в приміщенні перевищує 75%;
o струмопровідна(вугільна і/чи металева) пил у повітрі; вона осідає на поверхні устаткування іможе привести до перекриття нетокопровідних частин устаткування;
o струмопровідніпідлоги — зменшують опір ланцюга людини; струмопровідними вважаються земляні,бетонні, цегельні і металеві підлоги;
o підвищенатемпература повітря, чи періодично перевищуюча +35° С.;
o можливістьодночасного доторкання людини з заземленними металоконструкціями будівельнимичи технологічними з одного боку, і з металевими корпусами електроустановок зіншої сторони.
2) Особливо небезпечніприміщення, що характеризуються одночасно наявністю двох чи більш умовпідвищеної чи небезпеки однієї з умов особливої небезпеки. До умов особливоїнебезпеки відносяться:
– особливавогкість – вологість повітря близька до 100%, при цьому устаткуванняпокривається крапельками конденсату;
– чихімічно біологічно активне середовище, що діє руйнівно на ізоляційні іструмоведучі частини устаткування, це пари кислот, лугів, що повзуть солі,мікроорганізми.
3) Приміщення без підвищеноїнебезпеки, у яких відсутні умови, що створюють підвищену чи особливу небезпеку.
Електроустановкина відкритому повітрі (поза приміщеннями) і під навісами прирівнюються доустановок в особливо небезпечних приміщеннях.
Небезпека експлуатації електроустановок.
1. загальні положення.
Небезпека експлуатаціїел установок полягає у можливості вкл людини під напругу. Згідно ПУЄрозрізняють 2 види дотику:
— прямий це елконтакт людей або тварин зі струмоведучими частими, або наближення до них нанебезпечну відстань.
— не прямий дотик– це ел контакт людей або тварин з відкритою провідною частиною, яка опиниласяпід напругою внаслідок пошкодження ізоляції.
Розрізняють 2напруги на тілі людини.
Напруга дотику — це напруга яка виникає на тілі людини у разі одночасного дотику 2-х провіднихчастин.
Напруга кроку –це напруга на поверхні локальної землі розташованими на відстані 1 м одна від одної, що відповідає довжині великого кроку людини.
Електричні мережіза родом струму бувають: Змінного стуму АС і постійного стуму DС
За відношенням доземлі поділяються на ізольовані від землі і сполучені с землею.
2. Небезпекапрямого дотику до струмовідних частин однофазних і мереж пост струму.
По відношенню доземлі мережі бувають ізольовані від землі, із заземленим полюсом, із заземленоюсер. точкою джерела живлення.
1. однополюснийдотик до мережі ізольованої від землі.
/>
/>
2. однополюснийдотик у мережі із заземленим полюсом.
/>
/>
електротравматизмструм опір трифазний
3. Однополюснийдотик до мережі із заземленою середньою крапкою.
/>
/>
4. Двополюснийдотик.
/>
/>
Rчел – мінімально із всіхвипадків, тому цей вид дотику самий небезпечний.
5. Однополюснийдотик при аварійному стані мережі.
/>
/>
якщо Rк®0, то />
2.2 Небезпекапрямого дотику до струмовідних частин трифазних мереж.
По відношенню доземлі трифазні мережі бувають з ізольованою нейтраллю (напругою до 1 кВ), зглухо заземленою нейтраллю (напругою до 1 кВ), з ізольованою,компенсованою/заземленою через резистор нейтраллю напругою понад 1 кВ, з глухозаземленою/ефективно заземленою нейтраллю понад 1 кВ.
Ізольовананейтраль – нейтраль генератора або трансформатора не приєднана до заземлюючогопристрою, або приєднана до нього через великий опір пристроїв сигналізації,наявність яких не впливає на струм кз на землю.
Глухо заземленанейтраль – нейтраль генератора або трансформатора приєднана до заземлюючогопристрою безпосередньо або через малий опір (через трансформатор струму).
Компенсовананейтраль – це нейтраль генератора чи трансформатора приєднаного до заземлюючогопристрою через дугогасні реактори для компенсації ємнісного струму у мережі підчас однофазного замикання на землю.
Заземлена черезрезистор нейтраль — це нейтраль генератора чи трансформатора у мережі зізольованою чи компенсованою нейтраллю, приєднаною до заземлюючого пристроючерез резистор. Наприклад для захисту мережі від перенапруг або (і) вимогселективності захисту у разі замикання на землю, що призводить до падінняструму замикання на землю.
Електрична мережаз ефективно-заземленою нейтраллю – це трифазна електрична мережа напругою понад1 кВ в якій коефіцієнт замикання на землю не перевищує 1,4. Коефіцієнтзамикання на землю в трифазній мережі – це відношення різниці потенціалів міжнеушкодженою фазою і землею у точці замикання на землю другої чи двох інших фаздо різниці потенціалів між фазою і землею у цій точці до замикання.
1. Однофазнийдотик до мережі з ізольованої нейтраллю.
/>
/>
Для повітряноїлінії зневажають ємністю:
/>
Для кабельноїлінії:
/>
У мережах вище 1кв ураховується дуга як додатковий опір дуги Rд.
Однофазний дотикдо мережі із заземленої нейтраллю. У мережах з напругою вище 1 кв ураховуєтьсядуга.
/>
/>
/>
2. Дотик дофазного й нульового проведення.
/>
/>
3. Двофазнийдотик.
/>
/>
4. Однофазнийдотик при аварійному дотику мережі.
/>
/>
т. к. />
те />
Rк – опір контакту
Небезпека використання мережі з ізольованоїю нейтральюпроявляється в тім, що не відбувається аварія. Мережа залишається в роботі.
/>
/>
Rk>Rp Uпр®Uф
Rk®0 Uпр®Uл
У цих формулах приймають:
– Rч приймають 1 кОм;
– Rр до 1 кВ – до 10 Ом, вище 1 кв – 0,5Ом;
– Rк = 30÷70 Ом;
– Rд – з ізольованої нейтралью 10÷35кв — до 2 кому, 110 кв і вище — 3 кому й вище.
/>
/>
4. Замикання наземлю в електроустановках.
Причини замиканьна землю.
– Обрив і падіння проведення повітряноїлінії на землю.
– Ушкодження кабелю й замикання наземлю.
– Замикання на землю корпусаелектроустановки.
5. Небезпеказамикання на землю.
Небезпеказамикання на землю зумовлена властивістю струму повертатися до того джерела іопором грунту. Через те що грунт має опір, то струм що протікає по грунтузумовлює падіння напруги на певних ділянках.
Закон розподілу потенціалу по поверхні грунту
/>
Замикання наподвійне заземлення:
/>
/>