Электробезопасность и молниезащита

Электробезопасность и молниезащита

Основные  понятия

Электрические установки, приборы  и агрегаты широко распространены в  различных отраслях техники и  в быту. При работе с ними необходимо соблюдать требования электробезопасности, которые представляют собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Молниезащита – это система защитных устройств и мероприятий, применяемых в промышленных и гражданских сооружениях для защиты их от аварии, пожаров при попадании в них молнии. Молния – особый вид прохождения электрического тока через огромные воздушные промежутки, источник которого – атмосферный заряд, накопленный грозовым облаком.

Поражение электрическим  током организма человека носит  название электротравмы. На производстве число травм, вызванных электрическим током, относительно невелико и составляет 11–12% их общего числа, однако из всех случаев травм со смертельным исходом на долю электротравм приходится наибольшее количество (порядка 40%). До 80% всех случаев поражения электрическим током со смертельным исходом приходится на электроустановки напряжением до 1000 В (в первую очередь работающих под напряжением 220–380 В).

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает  термическое, электролитическое и  биологическое действие. Первое заключается  в нагреве и ожогах различных  частей и участков тела человека, второе – в изменении состава (разложение) и свойств крови и других органических жидкостей. Биологическое действие электрического тока выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма и в нарушении протекания в нем различных внутренних биоэлектрических процессов. Примером таких нарушений может служить прекращение процесса дыхания и остановка сердца.

Последствия действия тока на организм человека зависят  от силы тока (основной фактор), длительности его действия, рода и частоты тока, пути тока в теле человека и индивидуальных свойств человека. Важной характеристикой, определяющей исход воздействия  тока, является электрическое сопротивление  тела человека.

Условия, в которых работает человек, могут увеличивать или  уменьшать опасность его поражения  электрическим током. К ним относятся  сырость, высокая температура воздуха, наличие в помещениях токопроводящей пыли, химически активной или органической среды и др. Для учета условий, в которых находится работающий, все помещения принято делить по степени опасности поражения током на три категории: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещениями без повышенной опасности называют сухие (с относительной  влажностью воздуха, не превышающей 60%), безпыльные, с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами. К ним относятся жилые помещения и такие производственные помещения, как цеха приборных предприятий и радиозаводов, лаборатории, конструкторские бюро, заводоуправление, конторские помещения и др.

Для помещений с повышенной опасностью характерно наличие одного из следующих условий: сырость (помещения  называют сырыми, если относительная  влажность в них превышает 75%); токопроводящая пыль (металлическая, углеродная и т.д.); токопроводящие полы – металлические, земляные, железобетонные, кирпичные; высокая температура, длительно  превышающая 35°С или кратковременно 40°С; возможность одновременного прикосновения к металлическим деталям и корпусам электрооборудования, которые при повреждении изоляции могут оказаться под напряжением, и заземленным металлоконструкциям. Примером таких помещений могут служить лестничные клетки различных зданий с токопроводящими полами, цеха механической обработки материалов, складские неотапливаемые помещения и др.

Особо опасные помещения  характеризуются наличием одного из следующих условий; особая сырость (стены, пол и потолок таких  помещений покрыты влагой; относительная  влажность воздуха в них близка к 100%); наличие химически активной (агрессивные газы, пары, жидкости) или  органической (плесень и т.д.) среды, которые разрушающе действуют на электроизоляцию и токоведущие части электрооборудования. При наличии двух или более условий повышенной опасности (например, высокая температура и токопроводящая пыль) в помещении его следует относить к особо опасным. Примером таких помещений могут служить помещения гальванических цехов, моечные отделения, замкнутые металлические емкости, в которых производится работа, и др.

В производственных условиях возможны случаи обрыва электрических  проводов и падения их на землю  или нарушение изоляции кабеля, находящегося в земле. При этом вокруг любого проводника, оказавшегося на земле или в земле, образуется зона растекания тока. Если человек окажется в этой зоне и  будет стоять на поверхности земли, имеющей различные электрические  потенциалы в местах, где расположены  ступни его ног, то по длине шага возникает шаговое напряжение.

Защита  человека от поражения электрическим  током

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических  и организационных мер. Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные, на средства, предупреждающие прикосновение людей к элементам сети, находящимся под напряжением, и средства, которые обеспечивают безопасность, если прикосновение все-таки произошло.

Основные способы и  средства электрозащиты:

• изоляция токопроводящих частей и ее непрерывный контроль;
• установка оградительных устройств;
• предупредительная сигнализация и блокировки;
• использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов;
• использование малых напряжений;
• электрическое разделение сетей;
• защитное заземление;
• выравнивание потенциалов;
• зануление;
• защитное отключение;
• средства индивидуальной электрозащиты.

Рабочей называется изоляция, обеспечивающая нормальную работу электрической  установки и защиту персонала  от поражения электрическим током. Двойная изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, используется в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную электробезопасность оборудования (например, ручного электроинструмента, бытовых электрических приборов и т.д.).

Существуют основные и  дополнительные изолирующие средства. Основными называют такие электрозащитные  средства, изоляция которых надежно  выдерживает рабочее напряжение. Дополнительные электрозащитные средства усиливают изоляцию человека от токопроводящих частей и земли.

Неизолированные токопроводящие части электроустановок, работающих под любым напряжением, должны быть надежно ограждены или расположены  на недоступной высоте, чтобы исключить  случайное прикосновение к ним  человека. Конструктивно ограждения изготавливают из сплошных металлических  листов или металлических сеток.

Для предупреждения об опасности поражения электрическим  током используют различные звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, устанавливаемые в зонах видимости  и слышимости персонала. Кроме того, в конструкциях электроустановок предусмотрены  блокировки – автоматические устройства, с помощью которых преграждается  путь в опасную зону или предотвращаются неправильные, опасные для человека действия. Блокировки могут быть механические (стопоры, защелки, фигурные вырезы), электрические или электромагнитные. Для информации персонала об опасности служат предупредительные плакаты, которые в соответствии с назначением делятся на предостерегающие, запрещающие, разрешающие и напоминающие. Части оборудования, представляющие опасность для людей, окрашивают в сигнальные цвета и на них наносят знак безопасности. Красным цветом окрашивают кнопки и рычаги аварийного отключения электроустановок.

Для уменьшения опасности  поражения током людей, работающих с переносным электроинструментом  и осветительными лампами, используют малое напряжение, не превышающее 42 В. В ряде случаев, например, при работе в металлическом резервуаре, для  питания ручных переносных ламп используют напряжение 12 В.

Для повышения  безопасности проводят электрическое  разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между  собой участки с помощью разделяющих  трансформаторов. Такие разделенные  сети обладают малой емкостью и высоким  сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с  переносными электрическими приборами, на строительных площадках, при ремонтах да электростанциях и др.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание  на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей  или возникновения пожара. Осуществить  защиту от поражения электрическим  током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, занулением и защитным отключением.

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Защитному заземлению (занулению) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.

Обязательно заземляют  электроустановки, работающие под напряжением 380 В и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя – металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства.

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.

Защитное зануление предназначено для защиты в трехфазных четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление – это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением.

Для устранения опасности  обрыва нулевого провода устраивают его повторное многократное рабочее  заземление через каждые 250 м.

Еще одна система защиты – защитное отключение – это защита от поражения электрическим током в электроустановках, работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.Основная характеристика этой системы – быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип защиты основан на ограничении времени протекания опасного тока через тело человека.

Защитное отключение рекомендуется  применять:

• в передвижных установках напряжением до 1000 В;
• для отключения электрооборудования, удаленного от источника питания, как дополнение к занулению;
• в электрифицированном инструменте как дополнение к защитному заземлению или занулению;
• в скальных и мерзлых грунтах при невозможности выполнить необходимое заземление.

В ряде случаев существенную опасность для человека представляет статическое электричество, под которым понимают 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. Воздействие статического электричества на организм человека проявляется в виде слабого длительно протекающего тока либо в форме кратковременного разряда через тело человека, в результате чего может произойти несчастный случай.

Вредное воздействие на организм человека оказывает и электрическое поле повышенной напряженности. Оно вызывает функциональные изменения центральной нервной, сердечнососудистой и некоторых других систем организма.