Факторы неэлектрического характера
Факторы электрического характера.
Сила тока является основным фактором, обусловливающим степень поражения человека, и в зависимости от этого установлены категории воздействия: пороговый ощутимый ток, пороговый неотпускающий ток и пороговый фибрилляционный ток.
Электрический ток наименьшей силы, вызывающий ощутимые человеком раздражения, называется пороговым ощутимымтоком. Человек начинает ощущать воздействие переменного тока частотой 50 Гц, силой в среднем около 1,1 мА, а постоянного тока — около 6 мА. Оно воспринимается как слабый зуд и легкое покалывание при переменном токе или нагрев кожи при постоянном.
Пороговый ощутимый ток, поражая человека, может явиться косвенной причиной несчастного случая, вызвав непроизвольные ошибочные действия, усугубляющие существующую ситуацию (работа на высоте, вблизи токоведущих, движущихся частей и т. д.).
Увеличение сверхпорогового ощутимого тока вызывает у человека судороги мышц и болезненные ощущения. Так, при переменном токе 10...15мА, а постоянном 50...80мА человек не в состоянии преодолеть судороги мышц, разжать руку, которой касается токоведущей части, отбросить провод и оказывается как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неотпускающим.
Силу тока, проходящего через тело человека, можно определить по формуле Iч = [Uн / (Rч + Rц)]103
Uн номинальное напряжение установки, Rч сопротивление тела человека, Rц суммарнре сопротивление внешних элементов цепи электропоражения между точками прикосновения,Ом
Превышающий его ток усиливает судорожные сокращения мышц и болевые ощущения, распространяет их на обширную область тела. Это затрудняет дыхательные движения грудной клетки, вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления и увеличению нагрузки на сердце. Переменный ток 80...100мА, а постоянный 300 мА непосредственно влияют на сердечную мышцу, и через 1...3с его воздействия возникает фибрилляция сердца. В результате прекращается кровообращение и наступает смерть. Этот ток называется фибрилляционным, а наименьшее его значение — пороговым фибрилляционнымтоком. Переменный ток силой 100 мА и более мгновенно вызывает смерть от паралича сердца. Чем больше значение тока, проходящего через человека, тем больше опасность поражения, но эта зависимость неоднозначна, так как опасность поражения зависит также от ряда других факторов, в том числе неэлектрического характера.
Род и частота тока. При напряжениях до 250...300 В постоянный и переменный токи одинаковой силы оказывают разное воздействие на человека. Это различие исчезает при большем напряжении.
Наиболее неблагоприятным является переменный ток промышленной частоты 20...100 Гц. За этими пределами частот значения неотпускающего тока возрастают. Например, при частоте, равной нулю (постоянный ток), они становятся больше примерно в 3 раза.
Сопротивление цепи человека электрическому току. Электрическое сопротивление цепи человека (Rч) эквивалентно суммарному сопротивлению нескольких включенных последовательно элементов: тела человека rтч, одежды rод (при прикосновении участком тела, защищенным одеждой), обуви rоб и опорной поверхности rоп
Rч = rтч + rод + rоб + rоп
Из равенства можно сделать вывод: огромное значение имеет изолирующая способность полов и обуви для обеспечения безопасности людей от поражения током.
Факторы неэлектрического характера
Индивидуальные способности сопротивления тела человека. В электрической цепи тело человека не может рассматриваться как простой физический проводник. Живая ткань отдельных частей и тело в целом представляют сопротивление, которое под воздействием проходящего электрического тока подчиняется более сложным законам, чем металлические проводники, электролиты и полупроводники.
Электрическое сопротивление тела человека является неотъемлемой составляющей при его включении в электрическую цепь. Наибольшим электрическим сопротивлением обладает кожа, и особенно ее верхний роговой слой, лишенный кровеносных сосудов. Сопротивление кожи зависит от ее состояния, плотности и площади контактов, величины приложенного напряжения, силы и времени воздействия тока. Наибольшее сопротивление оказывает чистая, сухая, неповрежденная кожа. Увеличение площади и плотности контактов с токоведущими частями снижает ее сопротивление. С увеличением приложенного напряжения сопротивление кожи уменьшается от десятков килоом (кОм) до сотен Ом в результате пробоя верхнего слоя. Увеличение силы тока или времени его протекания также снижает электрическое сопротивление кожи вследствие нагрева ее верхнего слоя.
Различные ткани и органы человека обладают разным удельным объемным сопротивлением. Наибольшую величину сопротивления имеет сухая неповрежденная незагрязненная здоровая кожа. Верхний роговой слой кожи (эпидермис) имеет очень большое удельное объемное сопротивление (около 108 Ом-см) и может рассматриваться как диэлектрик. Сопротивление
Сопротивление внутренних органов человека является также переменной величиной, зависящей от физиологических факторов, состояния здоровья, психического состояния. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления.
В связи с этим к обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие специальный медицинский осмотр, не имеющие кожных заболеваний, заболеваний сердечно-сосудистой, центральной и периферической нервных систем и других болезней. При проведении расчетов по обеспечению электробезопасности условно принимают сопротивление тела человека равным 1000 0м.
Таблица Характер воздействия тока на человека (пут» тока рука — нога,
напряжение 220 В)
Ток, мА
| Переменный ток, 50 Гц
| Постоянный ток
| 0,6... 1,5
| Начало ощущения, легкое дрожание пальцев
| Ощущений нет
| 2.0...2.5
| Начало болевых ощущений
| Тоже
| 5.0...7.0
| Начало судорог в руках
| Зуд, ощущение нагрева
| 8,0...10,0
| Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов
| Усиление ощущения нагрева
| 20.О...25.0
| Сильные судороги и боли, нео-
| Судороги рук, затруднение ды-
|
| тлускаюший ток, дыхание затруднено
| хания
| 50,0...80,0
| Паралич дыхания
| Тоже
| 90,0.100,0
| Фибрилляция сердца при дей-
| Паралич дыхания при длитель-
|
| ствии тока в течение 2—3 с, пара-
| ном протекании тока
|
| лич дыхания
|
| 300,0
| То же, за меньшее время
| Фибрилляция сердца через 2— 3 с, паралич дыхания
| (Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, при 10 с и менее — 6 мА)
Переменный ток опаснее постоянного, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее постоянный ток. Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова — рука, голова — ноги, рука — рука, нога — рука, нога — нога и т. д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг (голова — руки, голова — ноги), сердце и легкие (руки — ноги). Неблагоприятный микроклимат (повышенная температура, влажность) увеличивает опасность поражения током, так как влага (пот) понижает сопротивление кожных покровов.
Продолжительность действия тока. Увеличение длительности воздействия тока на человека усугубляет тяжесть поражения из-за снижения сопротивления тела за счет увлажнения кожи потом и соответствующего увеличения проходящего через него тока, истощения защитных сил организма, противостоящих воздействию электрического тока. Между допустимыми для человека величинами напряжений прикосновения и силы токов существует определенная зависимость, соблюдение которой обеспечивает электробезопасность. (Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.)
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов для нормального (неаварийного) режима работы электроустановок при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки не должны превышать следующих значений: при переменном (50 Гц) токе U ≤ 2В;
I ≤0,ЗмА и при постоянном токе U≤28ВиI≤1,0мА (ГОСТ 12.1.038—82 c изм. 1996 Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновений и токов.). Указанные значения установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.
При работе на предприятиях в условиях высоких температур ( > 25 °С) и относительной влажности воздуха ( > 75 %) указанные значения напряжения прикосновения и токов должны быть уменьшены в 3 раза. При аварийном режиме, т. е. при работе неисправной электроустановки, угрожающей электротравмой, их значения указаны в табл.
Таблица Предельно допустимые уровни напряжения и тока
Ток
| Нормируемая величин U,В
е
| Предельно допустимый уровень, не более, при длительности воздействия тока, с
|
|
0,1
| 0.3
| 0,5
| 0.7
| 0.9
|
| Свыше 1
Свыше 1
| Переменный (50 Гц)
Постоянный
| U,В
I,мА
U,В
I,мА
I, мА
| 340 400 500 500
| 135 160 350 350
| 105 125 250 250
|
|
|
|
| Из данных табл. следует, что при переменном токе силой 6мА и постоянном 15мА человек самостоятельно может освободиться от токоведущих частей в течение периода продолжительностью более 1 с. Эти токи считаются длительно допустимыми, если отсутствуют обстоятельства, усугубляющие опасность.
Путь тока через человека.Он существенно влияет на исход поражения, опасность которого особенно велика, если он проходит через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг.
В теле человека ток проходит не по кратчайшему расстоянию между электродами, а движется главным образом вдоль потоков тканевой жидкости, кровеносных и лимфатических сосудов и оболочек нервных стволов, обладающих наибольшей электропроводностью.
Пути тока в теле человека называют петлями тока. Для электротравм с тяжелым или смертельным исходом наиболее характерны следующие петли тока: рука — рука (40 % случаев), правая рука — ноги (20 %), левая рука — ноги (17 %), нога — нога (8 %).
Факторы окружающей среды.Многие факторы окружающей производственной среды существенно влияют на электробезопасность. Во влажных помещениях с высокой температурой условия для обеспечения электробезопасности неблагоприятны, так как при этом терморегуляция организма человека осуществляется в основном с помощью потовыделения, а это приводит к уменьшению сопротивления тела человека. Заземленные металлические токопроводящие конструкции способствуют повышению опасности поражения током из-за того, что человек практически постоянно связан с одним из полюсов электроустановки — землей. Токопроводящая пыль повышает возможность случайного электрического контакта человека с токоведущими частями и землей.
В отношении опасности поражения людей электрическим током в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) различают помещения без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.
Помещениями без повышенной опасности (Категория I) являются такие, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.
Помещения с повышенной опасностью(Категория II) характеризуются наличием одного из следующих условий:
♦ сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %);
♦ токопроводящая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.;
♦ токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);
♦ высокая температура воздуха, постоянно или периодически (более 1 суток) превышающая + 35 0С, например, помещения с сушилками, котельные и т. п.;
♦ возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой. Примерами помещений с повышенной опасностью могут быть: в пивоварении и безалкогольном производстве — бродильное отделение; отделения приготовления сухих напитков; цехи готовой продукции; сушильные и элеваторные отделения крахма-лопаточного производства; тестоприготовительные отделения хлебозаводов.
Особо опасные помещения(Категория III) характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
♦ особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100%, потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);
♦ химически активная или органическая среда (агрессивные пары, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования);
♦ одновременно два или более условий повышенной опасности. К помещениям этого класса, например, относятся: бутылкомоечные отделения, цехи розлива купажа, варки сиропа на пивобезалкогольных производствах; сиропные, варочные, сепараторные отделения крахмалопаточного производства.
Территории размещения наружных электроустановок приравниваются к особо опасным помещениям.
Анализ опасности поражения человека электрическим током
Поражения электрическим током возникают при прикосновении человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением (прямое прикосновение) или при соприкосновении с открытыми проводящими частями, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции (косвенное прикосновение). Анализ опасности такого прикосновения сводится к определению значения тока в цепи человека Iч, зависящего от схемы его включения в электрическую сеть, схемы сети, режима работы, качества изоляции токоведущих частей и условий эксплуатации электроустановки. Основные схемы включения:
♦ однофазное (однополюсное), когда человек имеет электрическую связь с землей и касается одной фазы электроустановки;
♦ двухфазное (двухполюсное), когда человек касается двух неизолированных фаз (полюсов) электроустановки;
♦ прикосновение к нетоковедущим частям электроустановки, оказавшихся под напряжением в результате повреждения изоляции (равноценно однофазному включению);
♦ включение между двумя точками земли в поле растекания тока, находящимися под разными потенциалами (включение под напряжением шага).
Электроустановки по условиям электробезопасности подразделяются на электроустановки напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ. Правила безопасности при этом существенно отличаются. В связи с тем, что большинство рабочих мест связаны с эксплуатацией электроустановок до 1 кВ, дальнейшее рассмотрение вопросов электробезопасности относится исключительно к электроустановкам напряжением до 1 кВ.
На предприятиях наиболее часто используются трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью и реже трехфазные сети с изолированной нейтралью.
Глухозаземленная нейтраль — это нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству.
Изолированная нейтраль — это нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
Сети с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции проводов, а емкость сети относительно земли незначительна. К ним относятся малоразветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором персонала. Сеть с заземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию.
В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ, 7-е издание) для электроустановок приняты следующие обозначения (рис. 23):
♦ система TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
система TN-C — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении;
♦ система TNS — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;
♦ система TN-C-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;
♦ система IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;
♦ система ТТ — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.
Первая буква — состояние нейтрали источника питания относительно земли: Т — заземленная нейтраль; / — изолированная нейтраль.
Вторая буква — состояние открытых проводящих частей относительно земли: Т — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания; N— открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после N) буквы — совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
♦ S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
♦ С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (Р£Л^-проводник);
♦ N ( ) — нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
♦ РЕ( ) — защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
♦ PEN ( ) — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|