Электробезопасность. 
Основы безопасности жизнедеятельности

По определению ГОСТ 12.1.009−76: «Электробезопасность? система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества» .

Из всей совокупности ОВПФ наиболее травмирующим фактором является электрический ток.

В Российской Федерации ежегодно от электрического тока погибает ~ 2500 человек, откуда риск индивидуальной смерти от тока получается равным: 2500/145•10⁶? 16•10^-6, что втрое больше, чем в среднем на Земле (5•10^-6). Доля электротравм среди всей совокупности несчастных случаев на производстве составляла в России в 80-ые годы прошлого века 11.8% (каждая десятая травма на производстве связана с электрическим током).

С момента промышленного использования электрической энергии пристальное внимание было направлено на специфику проявления электрического тока, не обнаруживаемого без непосредственного контакта с токоведущей частью, находящейся под напряжением, и тяжесть его воздействия на человека. Многочисленные исследования и инженерно-технические разработки привели в настоящее время к созданию надежной системы защитных мер от поражения током.

Электрический ток Действие тока на человека.

Ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие.

По видам поражения воздействие подразделяется на:

электротравмы местное поражение тканей (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи);

— электроудары воздействие тока на весь организм.

По степени воздействия различают:

I степень судорожные сокращения мышц без потери сознания;

II степень судорожные сокращения мышц, потеря сознания;

III степень потеря сознания, нарушение сердечной и/или дыхательной деятельности;

IV степень клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Факторы, определяющие исход поражения электрическим током:

1. Значение тока I (основной поражающий фактор). Смертельным для человека значением тока промышленной частоты 50 Гц считается ток.

I = 100 мА.

При этом токе вероятность смертельного исхода наступает для 5% людей.

Выделяют три характерных значения тока промышленной частоты при его протекании через человека:

пороговый ощутимый 0,6−1,5 мА, при котором появляются первые ощущения;

пороговый неотпускающий 10−15 мА, при котором человек не может оторваться от токоведущей части под напряжением (из-за судорог мышц);

пороговый фибрилляционный 100 мА, при котором возникают хаотические сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), в результате чего наступает смерть.

При постоянном токе ощутимый пороговый ток составляет 5−7 мА. пороговый неотпускающий 50−70 мА, а пороговый фибрилляционный 300 мА.

2. Напряжение прикосновения Uпр, которое, согласно ГОСТ 12.1.009−76, представляет напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Напряжение прикосновения, а также электрическое сопротивление тела человека существенно влияют на исход поражения, так как определяют значение тока, проходящего через тело человека, согласно закону Ома:

U_пр = I_h•R_h

В аварийном режиме предельно допустимым напряжением является 20 В (при длительности воздействия более 1 с.).

• 3. Сопротивление тела человека R_h. Оно определяется в основном сопротивлением кожи. Сопротивление R_h, колеблется у разных людей от 3 кОм до 100 кОм. Согласно ГОСТ 12.1.038−82, в нормальном режиме R_h принимается равным 6,7 кОм. В аварийном режиме при расчетах принимается обычно равным 1000 Ом.
• 4. Длительность воздействия t. Предельно допустимый ток, который может воздействовать на человека без особых последствий в интервале времени t = 0,2? 1с, определяется согласно ГОСТ 12.1.038−82 из выражения: I? 50/t, мА. Вероятность тяжелого исхода возрастает при I менее 0,2с, что связано с особенностями кардиоцикла. Поэтому время срабатывания быстродействующей защиты ориентируется на этот промежуток времени.
• 5. Путь тока через тело человека (петля тока). Наиболее опасна петля тока по пути рука-рука, так как проходит через жизненно важные органы, наименее нога-нога.
• 6. Род тока. Постоянный ток менее опасен, чем переменный, что видно по значениям пороговых токов, но это справедливо для напряжений менее 250-ЗООВ. Выпрямленный ток из-за наличия гармоник опаснее постоянного тока от аккумулятора.
• 7. Частота тока f. Наиболее опасным является ток с частотой 20−100 Гц. При частотах меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения несколько уменьшается. Ток частотой более 500 кГц является неопасным с точки зрения электрического удара, но может вызвать ожоги. В принципе, можно считать, что опасность электрического тока в зависимости от частоты уменьшается обратно пропорционально .
• 8. Контакт в точках акупунктуры. На теле имеются особые точки (точки акупунктуры), куда подходят нервные окончания, в результате чего сопротивление в этих местах резко (на два порядка) снижается по сравнению с соседними участками. Поэтому подвод тока к точкам акупунктуры резко увеличивает вероятность неблагоприятного исхода.
• 9. Фактор внимания. Известно, что кровообращение центральной нервной системы под влиянием напряженного внимания усиливается. Это вызывает повышенное потребление кислорода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа электронов в процессах биохимических реакций обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Значит, биосистему автоматического регулирования при усиленном кровообращении нервной системы расстроить сложнее. Сосредоточенный, внимательный к опасности человек менее подвержен воздействию тока.
• 10. Индивидуальные свойства человека (состояние здоровья, масса и пол человека и др.).
• 11. Условия внешней среды. По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) выделяют 3 класса помещений по опасности поражения электрическим током:
• 1? без повышенной опасности (без признаков повышенной и особой опасности);
• 2? повышенной опасностью (температура воздуха более 35″ С, относительная влажность более 75%, наличие в воздухе токопроводящей пыли, токопроводящий пол, возможность одновременного прикосновения к заземленному объекту и к корпусу электроустановки);
• 3? особо опасные (влажность около 100%, химически активная среда в воздухе помещения, наличие двух и более признаков повышенной опасности).
• 12. Схема включения человека в цепь тока. Наиболее опасно двухфазное прикосновение, при котором человек касается проводов двух разных фаз (в трехфазной сети), и исход поражения (часто смертельный при напряжении 380В) не зависит от режима нейтрали сети.

Наименее опасно однофазное прикосновение к сети с изолированной нейтралью. Даже при токопроводящем основании человек теоретически избежит неблагоприятного исхода.

Причины поражения электрическим током:

• ? случайное прикосновение;
• ? появление напряжения на корпусе электрооборудования;
• ? появление напряжения на отключенных токоведущих частях;
• ? напряжение шага.

Основные нормативные документы:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ);

Правила эксплуатации (ПЭ) электроустановок потребителей и Правила техники безопасности (ПТБ) при эксплуатации электроустановок потребителей;

ГОСТ 12.1.009−76 ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения;

ГОСТ 12.1.019−79 (СТ СЭВ 4830−84) ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

ГОСТ 12.1.030−81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

ГОСТ 12.1.038−82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

ГОСТ 12.2.007.0−14−75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности;

ГОСТ 12.3.019−80 ССБТ. Испытания и измерения электрические;

ГОСТ 12.3.032−84 ССБТ. Работы электромонтажные;

ГОСТ 12.1.038−82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

ГОСТ 12.4.124−83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования.

Средства защиты.

При разработке средств защиты от опасности поражения электрическим током реализованы следующие принципы обеспечения безопасности:

• ? снижения опасности (изоляция; применение малых напряжений);
• ? ликвидации опасности (защитное отключение);
• ? блокировки (оградительные устройства);
• ? информации (сигнализация, знаки безопасности, плакаты);
• ? слабого звена (защитное заземление).

Средства коллективной защиты от электрического тока:

• 1. Защитное заземление.
• 2. Зануление.
• 3. Защитное отключение.
• 4. Применение малых напряжений.
• 5. Изоляция.
• 6. Оградительные устройства.
• 7. Сигнализация, блокировка, знаки безопасности, плакаты.

Кроме перечисленных СКЗ, применяются СИЗ (инструменты с изолированными рукоятками, коврики, токоизмерительные клещи и т. п.).

Защитное заземление? преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей оборудования, не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться над напряжением в результате повреждения изоляции электроустановки.

Принцип действия защитного заземления? снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных «замыканием на корпус» .

Заземление или зануление электроустановок является обязательным в помещениях без повышенной опасности поражения током при переменном напряжении 380 В и выше, постоянном напряжении? 440 В и выше. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных необходимо заземлять или занулять установки, начиная с 42 В переменного и 110 В постоянного напряжения.

Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление установок обязательно независимо от напряжения сети.

Сопротивление заземления электроустановок должно быть не более 8; 4; 2 Ом для трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением 220; 380; 660 В соответственно. В стационарных сетях до 1000 В с изолированной нейтралью сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом (в сочетании с контролем сопротивления изоляции).

Занулением называется присоединение к неоднократно заземленному нулевому проводу питающей сети корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но вследствие повреждения изоляции могут оказаться под напряжением.

Принцип действия зануления? превращение пробоя на корпус в короткое однофазное замыкание (т.е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить автоматически поврежденную установку из сети.

Область применения? трехфазные четырехпроводные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью.

Первая помощь при поражении электрическим током должна оказываться немедленно (в течение первой минуты). Необходимо определить, что произошло, освободить (при необходимости) пострадавшего от поражающего действия электрического тока; установить наличие дыхания, пульса, шока; организовать вызов скорой помощи; при необходимости, проводить реанимационные мероприятия: искусственное дыхание, непрямой массаж сердца.

Статическое электричество Статическое электричество? 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.

Опасность воздействия статического электричества проявляется в искровых разрядах, которые могут явиться причиной воспламенения горючих веществ и взрывов, а также отрицательного воздействия на организм человека (слабые толчки, умеренный или сильный укол).

Статическое электричество может нарушать технологические процессы, создавать помехи в электронных приборах автоматики.

В производственных условиях накопление зарядов статического электричества происходит в следующих случаях:

• 1. При наливе электризующихся жидкостей (этилового эфира, бензола, бензина, спирта) в незаземленные резервуары.
• 2. Во время протекания жидкостей по трубам, изолированным от земли.
• 3. При выходе из сопел сжиженных или сжатых газов.
• 4. Во время перевозки жидкостей в незаземленных цистернах и бочках,
• 5. При фильтрации через пористые перегородки или сетки.
• 6. При движении пылевоздушных смесей в незаземленных трубах и аппаратах.
• 7. В процессе перемешивания веществ в смесителях.
• 8. При механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную.
• 9. В ременных передачах во время трения ремней о шкивы.

Основные методы защиты от статического электричества реализуют принцип слабого звена. Для предотвращения накопления зарядов предусматривают:

защитное заземление;

добавки к обрабатываемым материалам антистатиков;

увеличение относительной влажности воздуха до 70%;

для людей применение СИЗ (токопроводящей обуви, перил, поручней).

Молниезащита Опасность поражения молнией заключается в прямом ударе и во вторичном проявлении молнии вследствие электростатической и электромагнитной индукции. Сила тока в молнии? до 200 000 А; температура канала? 6000? 10 000 ^оС. Наиболее подвержены поражению высокие объекты (трубы, мачты, ЛЭП).

Нормативный документ, в соответствии, с которым определяются мероприятия по защите от молний,? СН 305−77, а также «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34.21 122−87.

Молниезащитой называется комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов, загорании и разрушений, вызванных электрическим, тепловым или механическим воздействием молнии.

Физическая сущность молниезащиты заключается в направлении потока электричества по специальному проводнику? молниеотводу от защищаемого объекта в землю для дальнейшего растекания тока.

Категория молниезащиты и тип зоны защиты зависят от назначения здания и сооружения; интенсивности грозовой деятельности в районе; ожидаемого количества поражений молний в год.

Зона защиты молниеотвода? это часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности (зона защиты, А? 99,5%; Б? 95% и выше).

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h?150 м представляет собой круговой конус с вершиной на высоте ho = 0,85h и с радиусом у основания r_o? 1,5h.

Радиус круга защиты r_x на высоте защищаемого сооружения:

r_x = (1,1? 0,002h)(h? h_x/0,85).

Существуют также зависимости, позволяющие, задаваясь размерами защищаемого объекта (h_x и r_x), определить величину h. Эта зависимость для зоны Б имеет вид:

h =(r_x +1,63 h_x)/1,5.

Для молниеотводов других типов зависимости иные.

Кроме одиночного молниеотвода, существуют двойные и многократные стержневые молниеотводы, а также одиночные и двойные тросовые молниеотводы, которые применяются для протяженных защищаемых объектов.