Основи техніки безпеки

Тема 8

8.1. Безпечність виробничого устаткування та виробничих процесів

Будь-яке виробниче устаткування має відповідати вимогам без­пеки праці. Безпечність виробничого устаткування забезпечуєть­ся:

<*" вибором безпечних принципів дії, конструктивних схем, еле­ментів конструкції;

® використанням у конструкції устаткування безпечних та не­шкідливих матеріалів;

^ф дотримуванням ергономічних вимог;

використанням засобів механізації, автоматизації та дис­танційного керування;

® застосуванням у конструкції засобів захисту;

включенням вимог безпеки в технічну документацію з монта­жу, експлуатації, ремонту, транспортування та зберігання устаткування.

Основні вимоги до виробничого устаткування:

виділення та поглинання ним тепла, виділення ним шкідливих речовин і вологи не повинні перевищувати ГДР концентрацій в межах робочої зони;

"у" воно повинно забезпечувати усунення або зниження до визначе­них рівнів шуму, вібрації, ультразвуку, інфразвуку та різно­манітних випромінювань;

■Ф" його елементи, до яких може доторкнутися працівник,, не по­винні мати гострих країв, кутів, а також нерівних гарячих та переохолоджених поверхонь;

-у- забезпечувати захист людини від ураження електричним стру­мом, запобігати накопиченню зарядів статичної електрики в небезпечних кількостях;

•Ф мати спеціальні пристрої для аварійного вилучення шкідливих отруйних речовин, вибухо- та пожежонебезпечних речовин;

-ф мати засоби сигналізації про погіршення норма/іьного режиму роботи, а також засоби автоматичної зупинки гальмування та вимкнення від мереж енергії;

-Ф не забруднювати навколишнє середовище шкідливими речови­нами вище відрегламентованих норм та створювати небезпе­ку вибуху чи пожежі під час експлуатації.

Якщо обслуговування виробничого устаткування пов'язане із переміщенням працівників, то воно повинне бути обладнане без­печними та зручними за конструкцією і розмірами проходами, схо­дами, поруччям, майданчиками і т. ін.

Як виробниче устаткування, так і сам виробничий процес ма­ють відповідати вимогам безпеки праці.

Безпечність виробничого процесу забезпечується:

правильним вибором технологічних процесів, робочих оп ерацій та порядку обслуговування виробничого устаткування;

■=> вибором виробничих приміщень чи зовнішніх майданчиків;

■=> вибором вихідних матеріалів, заготовок, напівфабрикатів;

<=> вибором виробничого устаткування;

<=> розташуванням виробничого устаткування та організацією робочих місць;

со вибором способів зберігання та транспортування вихідних ма­теріалів, заготовок, напівфабрикатів, готової продукції та відходів виробництва;

розподілом функцій між людиною та устаткуванням з метою зменшення важкості праці;

сі> професійним відбором та навчанням працівників;

<=> застосуванням засобів захисту працівників;

о включенням вимог безпеки в нормативно-технічну та техно­логічну документацію.

Зменшення кількості несприятливих виробничих чинників, а також запобігання виникненню нещасних випадків, отруєнь, проф­захворювань, аварій та пожеж на виробництві досягається завдяки застосуванню:

© нових нешкідливих і негорючих матеріалів;

® замкнутих безвідхідних технологій;

® комплексної механізації, автоматизації і комп 'ютеризації ви­робничих процесів.

Загальні вимоги до виробничих процесів регламентуються ГОСТ 12.3.002-75. Вони передбачають:

— усунення безпосереднього контакту працівників з вихідними матеріалами, заготовками, напівфабрикатами, готовою продукцією та відходами виробництва, котрі чинять небез­печну дію;

— заміну технологічних процесів та операцій, пов'язаних з ви­никненням небезпечних та шкідливих виробничих факторів, процесами та операціями, під час виконання котрих ці фак­тори відсутні або мають меншу інтенсивність;

— комплексну механізацію та автоматизацію виробництва;

— застосування дистанційного керування технологічними проце­

сами та операціями за наявності небезпечних і шкідливих ви­робничих факторів;

— герметизацію обладнання;

— застосування засобів колективного захисту працівників;

— раціональну організацію праці та відпочинку з метою профілактики монотонності та гіподинамії, а також зни­ження важкості праці;

— своєчасне отримання інформації про виникнення небезпечних та шкідливих виробничих факторів на окремих технологічних операціях;

— запровадження систем керування технологічними процесами, котрі забезпечують захист працівників та аварійне вимкнен­ня виробничого обладнання;

— своєчасне видалення та знешкодження відходів виробництва, котрі є джерелами небезпечних і шкідливих виробничих фак­торів;

— забезпечення пожежо- та вибухобезпеки.

Значною мірою безпека виробничих процесів залежить від органі­зації та раціональності планування цехів, дільниць, від рівня облаїи- тованості робочих місць, виконання вимог безпеки щодо виробничих приміщень, зберігання, транспортування, складання вихідних мате­ріалів, заготовок та готової продукції, а також від видалення відходів, їхньої утилізації, від дотримання вимог безпеки, що ставляться до виробничого персоналу.

Розташування виробничого обладнання, вихідних матеріалів, заготовок, напівфабрикатів, готової продукції та відходів вироб­ництва у виробничих приміщеннях та на робочих місцях не повин­не бути небезпечним для персоналу. Розташування виробничого обладнання та комунікацій, котрі є джерелами небезпечних та шкідливих виробничих факторів, відстань між одиницями облад­нання, а також між обладнанням і стінами виробничих будівель, споруд повинні відповідати діючим нормам технологічного про­ектування, будівельним нормам і правилам.

Конструкція робочого місця, його розміри та взаємне розташу­вання його елементів повинні відповідати антропометричним, фізіо-

іогічним та психофізіологічним характеристикам людини, а також характеру роботи. Облаштоване згідно з вимогами стандартів ро­боче місце забезпечує зручне положення людини. Це досягається регулюванням положення крісла, висоти та кута нахилу підставки для ніг за умови її використання, або висоти та розмірів робочої поверхні. Повинне забезпечуватись виконання трудових операцій в зонах моторного поля (оптимальної досяжності, легкої досяж­ності та досяжності) залежно від необхідної точності і частоти дій.

Організація робочих місць повинна забезпечувати стійке поло­ження та вільність рухів працівника, безпеку виконання трудових операцій, виключати або допускати лише в деяких випадках робо­ту в незручних позиціях, котрі зумовлюють підвищену втомлю­ваність.

8.2. Безпека під час експлуатації систем під тиском

До посудин, що працюють під тиском, належать:

— герметично закриті ємності, які призначені для здійснення хімічних і теплових процесів, а також для зберігання І переве­зення стиснених, зріджених і розчинених газів та рідин;

— посудини, які працюють під тиском води з температурою вище

115°С, або іншої рідини з температурою, що перевищує тем­пературу кипіння за тиску 0,007 МПа (0,7 кгс/см²), без вра­хування гідростатичного тиску;

— посудини, що працюють під тиском пари або газу, вищим ніж

0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

— балони, призначені для транспортування і зберігання зріджених, стиснених і розчинених газів під тиском, вищим ніж 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

— цистерни та бочки для транспортування і зберігання зрідже­них газів, тиск пари котрих за температури до 60°С переви­щує тиск понад 0,07 МПа (0,7 кгс/см²);

— цистерни і посудини для транспортування і зберігання зрідже­них, стиснутих газів, рідин і сипких тіл, в яких тиск вище ніж 0,07 МПа (0,7 кгс/см²) утворюється періодично для їх випо­рожнення; барокамери.

Причини аварій і нещасних випадків під час експлуатації сис­тем, що працюють під тиском

Причинами вибухів котельних установок є перегрівання стінок котла (внаслідок упускання води) або недостатнє охолодження внутрішніх стінок внаслідок накопичення накипу, а також раптове руйнування стінок котла внаслідок появи в них тріщин або інших утворень, зумовлених перевищенням тиску порівняно з розрахун­ковим у випадку несправності запобіжних пристроїв.

Основними причинами вибухів є:

-------- ► перегрівання поршневої групи, що викликає активне

розкладання вуглеводнів, суміш котрих з повітрям призводить до утворення вибухонебезпечного середовища;

-------- ► застосування легкоплавких масел, здатних

розкладатись при невисоких температурах;

-------- ► накопичення статичної електрики на корпусі компре­сора або повітрозбирача, що призводить до іскріння від пилинок в повітрі, котре всмоктується;

-------- ► перевищення тиску в повітрозбирачі внаслідок

несправності запобіжника.

Стосовно систем трубопроводів причиною розгерметизації може бути замерзання конденсату, деформації внаслідок теплових роз­ширень. Балони можуть вибухати від ударів, падіння, взаємних ударів, перегрівання, внутрішнього тиску, що підвищується, по-

рушення роботи вентилів, наповнення іншим газом. У випадку сумісного зберігання балонів, наповнених різними газами, в при­міщенні може утворюватися вибухонебезпечне середовище від суміші газів, котрі незначно просочуються через вентилі.

Вибух ацетиленових балонів може бути викликаний старінням пористої маси (активоване вугілля) в ацетоні, в котрій розчиняєть­ся і ацетилен. Внаслідок цього газ переходить з розчиненого у вільний стан, а оскільки балон знаходиться під тиском, то він полімеризується з вибухом.

Утворення вибухонебезпечної суміші в кисневих балонах пов'я­зується з проникненням в його вентиль масла, а у водневих — про­никненням кисню, появою в них окалини.

Загальні вимоги до посудин, що працюють під тиском

Кожна посудина, шо працює підтиском, повинна мати паспорт форматом 210 • 297 мм у твердій обкладинці. У паспорті вказується реєстраційний номер. При передачі посудини іншому власнику разом з нею передається паспорт. У паспорті наводиться:

& характеристика посудини (робочий тиск, МПа, температу­ра стінки, °С, робоче середовище та його корозійні властивості, місткість, м³);

® відомості про основні частини посудини (розміри, назва основ-. ного металу, дані про зварювання (паяння)), дані про штуце­ри, фланці, кришки і кріпильні вироби, про термообробку по­судини та її елементів;

® перелік арматури, контрольно-вимірювальних приладів та при­ладів безпеки;

& записуються відомості про місцезнаходження посудини, вка­зується особа, відповідальна за справний стан і безпечну дію посудини;

® записуються інші дані про встановлення посудини (корозійність середовища, протикорозійне покриття, теплова ізоляція), відомості про заміну і ремонт основних елементів посудини, що працюють під тиском, та арматури;

® вносяться дані щодо результатів огляду;

® після реєстрації посудини на останній сторінці паспорта за­писуються реєстраційний номер та реєструючий орган.

Безпека при експлуатації трубопроводів

Безпека експлуатації трубопроводів забезпечується: їх правиль­ним прокладанням, якісним монтажем, встановленням компен­саторів та необхідної арматури, влаштуванням у необхідних випад­ках обігрівання та дренажу, контролем їх технічного стану і своє­часним ремонтом.

Трубопроводи повинні мати сигнальне пофарбування залежно від виду робочого тіла. Встановлено десять груп речовин і відпові­дне розпізнавальне пофарбування трубопроводів, якими вони транспортуються:

перша — вода (зелений);

друга — пара (червоний);

третя — повітря (синій);

четверта — п 'ята — гази горючі і негорючі (жовтий); шоста — кислоти (оранжевий); сьома — луги (фіолетовий);

восміа-дев'ята — рідини займисті і незаймисті (коричневий); десята — інші речовини (сірий).

Для того, щоб виділити вид небезпеки, на трубопроводи нано­сять сигнальні кольорові кільця: червоні кільця означають, що транспортуються вибухонебезпечні, вогненебезпечні, легкозай­мисті речовини; зелені — безпечні або нейтральні речовини; жовті — токсичні речовини. Крім того, жовті кільця вказують на інші види небезпек (високий вакуум, високий тиск, наявність радіації). При нанесенні кілець жовтого кольору на трубопроводи з розпізнаваль­ним пофарбуванням газів і кислот та кілець зеленого кольору на

трубопроводи з розпізнавальним пофарбуванням кільця мають чорні або білі кайми шириною не менше 10 мм. Число попереджу­вальних кілець відповідає ступеню небезпеки речовини, котра транспортується. Поряд з кольоровими сигнальними кільцями за­стосовуються також попереджувальні знаки, маркувальні щитки та надписи на трубопроводах, які розташовуються на найбільш відповідальних місцях комунікацій.

Виявленню появи газу в повітрі робочої зони сприяє надання йому запаху. Прокладання трубопроводів на підприємствах буває підземним у прохідних каналах (тунелях), у непрохідних каналах і безканальне безпосередньо у ґрунті. Наземне прокладання здійснюється на опорах, а надземне — на естакадах, стояках, крон­штейнах, а також на колонах, стінах будинків. Трубопроводи на­земного та надземного прокладання у 2,5 раза довше слугують, ніж підземні. Мінімальна висота прокладання трубопроводів — не мен­ше 2,2 м, а над дорогами — не менше 4,6 м. Трубопроводи слід про­кладати з деяким ухилом, проте необхідно уникати знижених діля­нок та тупиків, де залишаються рідини. Паропроводи і газопрово­ди, в яких може утворюватись конденсат, повинні мати дренажні пристрої для відведення конденсату та води.

З метою полегшення ремонту та монтажу фланцевих з'єднань їх варто розташовувати у зручних місцях. Заборонено розташовувати їх над проходами, робочими місцями, над електрообладнанням. На кожному фланцевому з'єднанні трубопровода, по котрому транспортуються хімічні речовини, повинен бути захисний кожух, який запобігає викиду струменя небезпечної речовини під тис­ком.

З метою запобігання виникненню небезпечних теплових напру­жень (котрі можуть викликати розриви та охолодження або виги­нання і нагрівання труб, відрив фланців) на трубопроводах перед­бачаються компенсуючі елементи. Компенсація теплових напру­жень забезпечується використанням компенсаторів або влаштуванням трубопроводів із самокомпенсацією. Коли трасою трубопровода є ламана лінія, тоді можна забезпечити самокомпен- сацію за допомогою рухомих опор. Компенсатори виготовляють­

ся із зігнутих труб у вигляді лі гер 11, Ш, ліроподібні. Застосовують­ся також спіральні, лінзові компенсатори. Компенсатори виготов­ляються з пружних матеріалів.

На трубопроводах повинні бути справними і належним чином відрегульованими зворотні, редукційні, запірні, запобіжні клапа­ни. Зворотні клапани пропускають газ або рідину лише в один бік. Зворотні клапани ємностей під тиском, в тому числі трубопроводів, запобігають зворотному ходу потоку робочого тіла у випадку по­чатку горіння та за появи протидії. Редукційні клапани підтриму­ють встановлений тиск.

Важливим елементом трубопроводів є запобіжні клапани. Вони застосовуються для попередження виникнення в трубопроводі тиску, котрий перевищує допустимий. У випадку перевищення тиску через клапани частина газу або рідини викидається в атмос­феру. Встановлення будь-якої іншої арматури між запобіжним кла­паном та джерелом тиску заборонено. Запобіжний клапан пови­нен закриватись спеціальним кожухом, щоб запобігти самовільно­му регулюванню клапанів обслуговуючим персоналом. Після спрацювання запобіжного клапана оператор повинен негайно відрегулювати тиск.

Трубопроводи періодично підлягають зовнішньому огляду та гідравлічному випробуванню. Під час зовнішнього огляду визна­чається стан зварних і фланцевих з'єднань, сальників, перевіря­ються ухили, прогини, міцність несучих конструкцій. Здійснюється гідравлічне випробування встановленим тиском залежно від мате­ріалу трубопровода. Результати гідравлічного випробування вва­жаються задовільними, якщо тиск не впав, а у зварних швах, тру­бах, корпусах арматури не виявлено ознак розривів, витікань або запотівання.

Безпека під час експлуатації балонів

Балони мають розраховуватися і виготовлятися за нормативною документацією, узгодженою з Держнаглядохоронпраці України. Балони В повинні мати вентилі, щільно вкручені в отвори горло­вини або у витратно-наповнювальні штуцери у спеціальних бало­

нах, шо не мають горловини. Балони для стиснених, зріджених і розчинених газів місткістю більше 100 л повинні бути забезпечені паспортом. На балони місткістю понад 100 л повинні встановлю­ватися запобіжні клапани. За групового встановлення батонів до­пускається встановлення запобіжного клапана на всю групу ба­лонів. Балони місткістю більше 100 л, які встановлюються як вит­ратні ємкості для В зріджених газів, що використовуються як паливо на автомобілях та інших транспортних засобах, крім венти­ля і запобіжного клапана повинні мати покажчик максимального рівня наповнення. На таких баюнах також допускається встанов­лення спеціального наповнювального клапана вентиля для відби­рання газу в пароподібному стані, покажчика рівня зрідженого газу в балоні і спускної пробки.

Бокові штуцери вентилів для балонів, які наповнюються вод­нем та іншими горючими газами, повинні мати ліву різьбу, а для балонів, які наповнюються киснем та іншими негорючими газа­ми, — праву різьбу. Кожний вентиль балонів для вибухонебезпеч­них горючих речовин, шкідливих речовин 1-го і 2-го класів небез­пеки за ГОСТ 12.1.007 повинен бути забезпечений заглушником, який накручується на боковий штуцер.Вентилі в балонах для кис­ню повинні вкручуватись із застосуванням ущільнювальних мате­ріалів, загорання яких в середовищі кисню виключається.

Написи на батони наносять по обводу на довжину не менше 1/3 обводу, а смуги — по всьому обводу, причому висота літер на балонах ємкістю понад 12 л має бути 60 мм, а ширина смуги — 25 мм. Розміри написів і смуг на батонах ємкістю до 12 л повинні визначатися за­лежно від величини бокової поверхні балонів. Зовнішня поверхня балонів повинна бути пофарбована відповідно до табл 8.1.

Фарбування балонів і написи на них можуть виконуватися мас­ляними, емалевими або нітрофарбами, фарбування наново виго­товлених балонів і нанесення написів здійснюється підприємства- ми-виготовлювачами, а під час експлуатації — наповнювальними станціями або випробувальними пунктами. Маркування та фар­бування неметалевих балонів повинні проводитися відповідно до 1 У на балон. Колір фарбування і текст написів на балонах, які ви­користовуються в спеціальних установках або призначених для

наповнення спеціальними газами, встановлюються зацікавлени­ми відомствами за узгодженням з органами Держнаглядохоронп- раці України.

Таблиця 8.1

Фарбування і нанесення написів на балони

Назва газу	Колір балонів	Текст напису	Колір напису	Колір смуги
Азот	Чорний	Азот	Жовтий	Коричневий
Аміак	Жовтий	Аміак	Чорний	-
Ацетилен	Білий	Ацетилен	Червоний	Зелений
Бутан	Червоний	Бутан	Білий	Чорний
Водень	Темно-зелений	Водень	Червоний	-
Повітря	Чорний	Стиснуте повітря	Білий	-
Кисень	Голубий	Кисень	Чорний	-
Сірководень	Білий	Сірководень	Червоний	Червоний
Вуглекислота	Чорний	Вуглекислота	Жовтий	Жовтий
Хлор	Захисний	-	-	Зелений

Експлуатація, зберігання і транспортування балонів на підприємстві повинні здійснюватись відповідно до вимог інструкції, затвердженої в установленому порядку.

8.3. Електробезпека Дія електричного струму на організм людини

Електротравматизм людини можливий, коли при експлуатації електроустановок не виконуються необхідні технічні умови, коли електроустановка експлуатується на низькому технічному рівні, коли не виконуються вимоги ПУЕ і ПТБ (Правила улаштування електроустановок і Правила техніки безпеки).

Електротравматизм — це результат порушення вимог правил техніки безпеки та інструктажів, відсутності технагляду та аварійного режиму роботи електроустановок. Це наслідок незадовільної ізоляції струмопровідних частин, перехід на­

пруг на корпус електроустановок, обрив проводів (і як на­слідок - крокова напруга, напруга дотику). Причиною елек- тротравматизму в багатьох випадках є непродумані, помил­кові дії оперативного обслуговуючого персоналу.

В електроустановках утворюється, перетворюється та викорис­товується електрострум (силові трансформатори, електродвигуни, батареї статичних конденсаторів, повітряні й кабельні лінії, апа­ратура провідного зв'язку, радіо і телебачення тощо).

Діючі електроустановки — це електроустановки, підключені до джерел живлення, які знаходяться під напругою, або ті електроустановки, шо в даний момент знеструмлені, але мо­жуть опинитись під напругою через комутаційні апарати.

Можна виділити такі основні причини уражень електростру­мом:

• дотик до струмопровідних або неструмопровідних частин, шо опинились під напругою;

• користування несправним електрообладнанням, електро­інструментом, вимірювальними приладами, лампами і по­бутовими електроприладами.

Електрострум — прихований вид небезпеки. Людина не має орга­на чуття на електрострум, не може ідентифікувати небезпеку на віддалі, тому чверть усіх виробничих травм — це електротравма­тизм; 40% з них — зі смертельним наслідком.

Електрострум характеризується чотирма особливостями ура­ження організму:

• відсутність зовнішніх ознак небезпеки та раптовість ура­ження;

• важкість наслідків електротравми;

• промисловий струм силою понад 15 мА викликає судоми м'язів, тобто приковує ураженого до струмопровідних час­тин електроустановки;

• існує ймовірність наступного механічного травмування (при падінні з висоти можливі травми внутрішніх органів як вто­ринне ураження).

Проходячи через людський організм, електрострум зумовлює термічну, електролітичну та біологічну дію.

Термічна дія струму спричиняє опіки тіла, нагрівання і ушкоджен­ня кровоносних судин, нервів, мозку та інших органів і систем, що викликає їх серйозний функціональний розлад.

Електролітична дія струму супроводжується розкладом крові, плазми та інших рідин в організмі людини, змінами в тканинах організму.

Біологічна дія струму виражається порушенням біоелектричних процесів, властивих живій матерії, тобто подразненням і збуджен­ням живих тканин організму, що викликають судоми м'язів, тка­нин серця і легенів.

Електрострум спричиняє прямий розклад тканин на всьому шляху проходження, діє на центральну нервову систему, порушує ритми серця, веде до зупинки діяльності серця і легенів, паралічу легенів.

Розрізняють два види ураження організму електричним стру­мом: електричні травми та електричні удари.

Електричні травми — це місцеві ураження тканин та органів.

Характерними видами електротравматизму є електроопіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні ушкодження, елек- троофтаїьмія. Електроопіки виникають внаслідок нагрівання тка­нин людини струмом, шо протікає через них. Електроопіки скла­дають 65% електротравматизму. Опіки можуть бути поверхневи­ми, коли уражається шкіра, та внутрішні — при ураженні тканин тіла, котрі розташовані під шкірою. В залежності від умов виник­нення зустрічається три види електроопіків: контактний, дуговий, змішаний.

Контактний вид опіку виникає при безпосередньому контакті людини з джерелом струму, тобто струм проходить через тіло лю­дини. Контактний вид опіку буває 4 ступенів:

• 1 ступінь — почервоніння шкіри;

• 2 ступінь — утворення пухирів;

• 3 ступінь — змертвіння шкіри;

• 4 ступінь — обвуглення тканин.

Перший і другий ступені супроводжуються контактними вида­ми опіків в електроустановках напругою до 1000 В. Третій і четвер­тий ступені зумовлюють дуговий вид опіку в електроустановках напругою понад 1000 В. Важкість ураження при опіках визначається не ступенем опіку, а площею опеченої поверхні тіла людини.

Луговий вид опіку зумовлений дією на тіло людини електроду­ги, температура якої близько 3500°С, але без проходження струму через тіло людини, тобто людина потрапляє в зону дії елект­родуги.

Змішаний вид опіку — не результат контактного і дугового видів опіку разом.

Електричні знаки виникають внаслідок хімічної чи теплової дії електроструму. На гілі людини виникають чітко окреслені плями сірого, блідо-жовтого, лимонного кольорів, круглої або овальної форми, заглиблені на 1 — 1,5 мм, найчастіше у вигляді подряпин, ран, порізів, синяків, бородавок, мозолів, блискавок — коріння розгалу­женого дерева. Травми болісні, шкіра твердне і швидко лікується.

Метсиізаиія шкіри — це проникнення в шкіру людини дрібних частинок розплавленого металу під дією електродуги. Виникає при короткому замиканні, відключенні рубильників і роз'єднувачів під навантаженням.

Механічні ушкодження — це результат різких судорожних скоро­чень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини і вик­ликає розрив шкіри, нервів, кровоносних судин, нервових тканин, вивихи суглобів і переломи кісток.

Електроофпииьмія — запалення зовнішніх оболонок очей через 2 — 6 годин після дії інтенсивного випромінювання ультрафіоле­тових променів електродуги: почервоніння, запалення слизових оболонок повік, сльозотеча, гнійні виділення з очей, спазми повік, часткове осліплення, світлобоязнь і сильний головний біль. За­хист — темні окуляри та захисні шитки.

Електроудари — це ураження всього організму, його органів і систем, судоми і подразнення, збудження м'язів.

В залежності від наслідку ураження електроудари поділяються на 4 ступені:

• 1 ступінь — судорожне скорочення м'язів без втрати свідо­мості;

• 2 ступінь — судорожне скорочення м'язів з втратою свідо­мості, але дихання і робота серця не порушуються;

• 3 ступінь — спостерігається втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або дихання (або втрата свідомості з пе­рериванням серцевої діяльності і дихання).

• 4 ступінь — клінічна смерть та електричний шок.

Клінічна смерть це перехідний період від життя до смерті, що настає з моменту зупинки серцевої діяльності й легенів і триває 6 — 8 хвилин, доки не загинули клітини головного мозку. Після цього настає біологічна смерть — припинення біологічних процесів у клітинах і тканинах організму й розпадання білкових структур.

Ознаки клінічної смерті: зупинка та фібриляція серця (ї, як на­слідок, відсутність пульсу), відсутність дихання, шкіра синювата, зіниці очей різко розширені внаслідок кисневого голодування кори головного мозку і не реагують на світло.

Електричний шок — це важка нервово-рефлекторна реакція організму на подразнення електричним струмом. При шоку вини­кають глибокі розлади дихання, кровообігу, нервової системи та інших систем організму. Відразу після дії струму настає фаза збуджен­ня організму: з'являється реакція на біль, підвищується артеріаль­ний тиск тощо. Потім настає фаза гальмування: виснажується не­рвова система, знижується артеріальний тиск, слабне дихання, змінюється пульс, настає стан депресії. Шоковий стан може три­вати від декількох десятків хвилин до кількох діб, а потім може на­стати одужання або біологічна смерть.

Фактори, що впливають на наслідок ураження електрострумом

Небезпека ураження людського організму електрострумом за­лежить від багатьох факторів, основні з яких такі:

величина струму, що проходить через тіло людини; електричний опір тіла людини; тривалість дії струму;

• рід струму і частота;

• шлях проходження струму;

• індивідуальні особливості організму людини (стан організ­му, вік та стать).

Електричний струм силою 1 мА вже викликає фізіологічні відчуття у людини. Змінний струм промислової частоти силою понад 15 мА, постійний струм силою 60 мА і більше можуть викли­кати явища паралічу органів дихання і руху (людина сама не може відірватися від джерела струму). Зі зростанням величини струму небезпека уражень зростає:

Струм різної сили викликає різну дію на людину. Виділяються такі порогові значення струму:

• 0,6 — 1,5 мА (змінний струм); 5 — 7 мА (постійний струм) - пороговий відчутний струм;

• 10—15 мА (змінний струм); 50 — 80 мА (постійний струм) — пороговий невідпускаючий струм, котрий викликає при проходженні через тіло людини нездоланні судомні скоро­чення м'язів руки, в котрій затиснено провідник;

• понад 100 мА при частоті 50 Гід (змінний), і понад 300 мА (постійний струм) — фібриляційний, смертельний струм.

Наслідок ураження залежить від тривалості протікання струму через тіло людини. Зі зростанням тривалості перебування людини під напругою ця небезпека збільшується. Допустимими величина­ми безпечного струму в залежності від тривалості дії є:

• 6 мА при дії до 30 сек;

• 75 мА при дії до 0,7 сек;

• 65 мА при дії до 1 сек;

♦ 100 мА при дії до 0,5 сек;

• 250 мА при дії до 0,2 сек.

Вид струму і частота суттєво впливають на важкість ураження. Постійний струм викликає термічну та електролітичну дію, змінний струм — біологічну, тобто судоми м'язів, судин, голосових зв'язок. Змінний струм напругою 500 В і більше небезпечніший, ніж постійний струм напругою 500 В. При збільшенні напруги вище 500 В зростає небезпека постійного струму.

Змінний струм промислової частоти 40 — 50 Гц — найбільш не­безпечний, струм високої частоти 500 кГ'н і вище — менш небез­печний.

Роль шляху проходження струму надзвичайно велика і визначає важкість травми. Існують такі шляхи проходження струму: «рука — рука», «рука — нога», «нога — нога», «права рука — ліва нога», «ліва рука — права нога». Шлях струму, шо протікає шляхом «руки — руки», «руки — ноги» захоплює велику кількість оболонок нервових сто­вбурів, не шлях через серце і легені і вважається найбільш небез­печним. Таким чином, небезпека ураження особливо велика, коли струм проходить через життєво важливі органи — серце, легені, головний мозок і діє безпосередньо на пі органи. Якщо струм не проходить через ці органи, то його дія на них лише рефлекторна і вірогідність ураження менша. У більшості випадків ланка струму через тіло людини виникає на шляху «права рука — ноги». Однак втрату працездатності більш ніж на три робочих дні викликає про­тікання струму по шляху «рука —рука» — 40%, шлях струму «права рука — ноги» — 20%, «ліва рука — ноги» — 17%. Інші шляхи зустріча­ються рідше.

Індивідуальні особливості людини, фізичний і психофізіологіч­ний стан людини суттєво впливають на наслідок ураження елект­рострумом. Наприклад, невідпускаючий струм може бути порого- вим відпускаючим для одних людей і невідпускаючим — для інших. Характер дії струму однієї і тієї ж сили залежить від маси людини та її фізичного розвитку. Встановлено, що для жінок порогові значен­ня струму приблизно в 1,5 рази нижчі, ніж для чоловіків.

Ступінь дії струму залежить від стану нервової системи та всього організму. Так, у стані збудження нервової системи, депресії, у хво­робливому стані (особливо при хворобах серцево — судинної сис­теми, шкіри, нервів, легенів) та у стані сп'яніння люди більш чут­ливі до струму, що протікає через них, і зазнають важчих уражень, ніж здорові.

Суттєве значення має і фактор уваги. Якщо людина підготовле­на до електричного удару, то ступінь небезпеки різко знижується, в той же час несподіваний удар призводить до більш важких ушкод­жень.

Провідність тканин тіла людини зумовлена фізико-хімічними, біохімічними та біофізичними явищами. Завдяки цьому опір тіла людини електричному струму є величиною нелінійною та нестаб­ільною. Тіло людини є чудовим провідником електроструму. Струм через тіло людини протікає шляхом найменшого опору, котрий не завжди збігається з найкоротшим геометричним шляхом. Це пояс­нюється значною різницею питомих опорів різних тканин тіла людини. Сила струму І_и, що проходить через тіло людини, зале­жить від напруги і опору тіла людини К._л, який приблизно вва­жається активним. Вважається, що опір тіла людини складається з опору шкіри в місцях контакту та з опору внутрішніх тканин. Ха­рактер опору електричному струму — активно-ємнісний. Ємнісна складова опору шкіри лежить в межах від кількох сотень пікофарад до декількох мікрофарад.

Опір тіла людини електроструму визначається опором шкіри. Шкіра має великий питомий опір, особливо верхній роговий шар, котрий складається з відмерлих зроговілих клітин, позбавлених кровоносних судин та нервів. Електричний опір тіла людини — це опір струму, що проходить по ділянці тіла між двома електродами, прикладеними до поверхні тіла людини. Тобто опір тіла людини є нелінійним, змінюється при зміні прикладеної напруги.

Величина опору тіла людини залежить від таких чинників:

• стану рогового шару шкіри;

• наявності на її поверхні вологи і забруднень;

• місця накладання електродів;

• частоти струму;

• тривалості його дії.

Величина опору залежить також від поверхневого опору і щільності контакту, від товщини епідерми. Опір тіла людини гіри сухій, чистій і неушкодженій шкірі, виміряний при напрузі 15 — 20 В, коливається в межах від 3000 до 100000 Ом. Оскільки опір тіла людини електричному струму нелінійний та нестабільний і виконувати розрахунки з таким опором складно, то з достатньою для практики точністю опір тіла людини умовно вважають рівним 1000 Ом.

Зі зростанням частоти струму опір тіла спадає. Із збільшенням напруги відбувається десятикратне зменшення опору тіла люди­ни. Наприклад, підвищена вологість створює на руках струмоп- ровідні містки на окремих ділянках шкіри і через це збільшує її провідність, збільшує небезпеку ураження струмом. Забрудненість рук окалиною, вугільним пилом знижують опір тіла людини. Де­ревний пил на руках столяра менш небезпечний, і столяр має вищу опірність до струму. Підошви, мозолисті долоні в 20 — 50 разів ма­ють вищий опір, ніж зап'ястя.

Причини смерті від електроструму

Причини смерті від електроструму: зупинка серця, відсутність дихання, електричний шок.

Зупинка серця — це результат прямої дії струму на серцевий м'яз. Настає зупинка серця, його фібриляція. Під дією струму серце пе­рестає працювати як насос, волокна серцевого м'яза (фібрили) ха­отично і швидко скорочуються, настають судоми серцевого м'яза і внаслідок цього серце зупиняється. Серце не забезпечує руху крові по судинах, а організм без крові, насиченої киснем, гине.

Зупинка дихання викликається безпосередньою дією струму на м'язи грудної клітки, які беруть участь в процесі дихання. Через 2- 3 хвилини настає ядуха (асфікція) — стан недостатності кисню і надлишку вуглекислоти в організмі людини.

Людина послідовно втрачає свідомість, рефлекси, зупиняється серие, настає клінічна смерть.

Електричний шок, як уже зазначалося, - це своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму людини на сильне под­разнення електрострумом. Електрошок супроводжується глибоким розладом кровообігу, дихання, обміну речовин тривалістю від 0,1 секунди до 24 годин і більше.

Аналіз небезпеки електромереж Електромережі з малою ємністю

До них належать електромережі напругою до 1000 В невеликої довжини. В таких мережах ємність фаз відносно землі мала і нею нехтують, вважаючи, шо С_ф = 0, а ємнісний опір фази:

Дотик людини до струмопровідних частин буває двополюс­ним або однополюсним.

Двополюсний дотик

Двополюсний дотик до двох різних проводів (фаза в трифазовій мережі) найбільш небезпечний, бо людина потрапляє під лінійну напругу £/, і струм, шо проходить шляхом «рука - рука»:

г

К = —. (8.2)

При двополюсному дотику ніщо не захищає людину від уражен­ня електрострумом (рис. 8.1).

--- С>

Рис. 8.1. Двополюсний дотик

Однак однополюсний дотик найчастіше зустрічається на прак­тиці.

Однополюсний дотик до двопровідної (однофазової) мережі, ізольованої від землі

Доторкаючись до провідника в двопроводових мережах, ізольо­ваних від землі, людина виявляється включеною паралельно опо­ру ізоляції г, провідника І і послідовно з опором г₂ провідника 2 (рис. 8.2 б).

Зі схеми рис. 8.2 в знаходимо еквівалентний опір:

а потім повний струм в послідовному колі:

V

(8.3)

І =

г +Г₂.

(8.4)

Падіння напруги на еквівалентному опорі, тобто прикладена до тіла людини напруга:

£/•„=/х г, (8.5)

Рис. 8.2.

Однополюсний <к>тик

сила струму, що проходить через тіло людини:

_ С/_д _/хг Цхг ________________________ Ц х г_х_____

^Ік~Т_И~ К_И (г'+г₂)хК_И ~ К_кх(_гі+г_г) + г_ххг₂ ' (8-6)

При рівності опорів ізоляції г, = г₂ — г, формула спрощується:

Ц

2 К_И+г-

Таким чином, при однополюсному дотику до двопровідної ме­режі людина знаходиться під захистом ізоляції мережі відносно землі, при цьому потенціал землі вважається рівним нулю. Тому важливо підтримувати високе значення опору ізоляції електрич­них мереж та їх елементів.

Будь-яка реальна мережа має кінцеве значення опору ізоляції струмопровідних частин відносно землі за рахунок струмів стікан­ня в землю через ізоляцію провідника, опор тощо.

цм^вах, Я. 1. Бедріо, Б. О. Білінськіш, М. М.Козяр. ОС НОВІ І ОХОРОНИ ПРАЦІ 1

^сн^кільки Якість ізоляції з часом погіршується внаслідок старін- ' діїі*ії вологи, агресивного чи лужного середовища, високих чи '_ЗЬК:>*сих температур, бруду та через втрату еластичності, через на- 1ва*і.'ніс^-ть електричного поля робочої напруги, перевантаження, ''іраШ-Ц'ї та з інших причин, то необхідно здійснювати періодичний» ^! Днтророль стану ізоляції.

І ^Д1, / Ог*гпір підлої и, взуття людини включені послідовно з його ТІЛОМ і,рия--=яють зниженню струму ураження, хоч захисна дія взуття не- ^ Ллик^⁴³-

/ Приблизний електричний опір підлоги коливається від 10 МОм

^оН1 уха дерев'яна підлога) до 800 Ом (земляна, бетонна підлоги).

^олої^а- мокра підлога різко знижує електричний опір. ЬпР і у трифазових мережах змінного струму ступінь ураження при однополюсному дотику залежить від режиму нейтралі, котрі кла- ¹!цфіе^уються так:

V

- глухозаземлені нейтралі генераторів і трансформаторів че­рез малий опір заземлення;

- повністю ізольована від землі нейтраль генераторів;

<• нормально ізольована нейтраль трансформатора, з'єднана через пробивний запобіжник з заземленням.

О<)нополюсц_ий дотик до трифазової мережі з ізольованою

нейтраллю

В мережах з ізольованою нейтраллю для спрощення вважаємо фазов' напруги рівними і симетричними, а опори ізоляції проводів відносно землі однаковими: = Г, ⁼ А"₃ ⁼ Г_із.

Внаслідок повної симетрії системи напруга відносно землі буде рівною нулю і/ = о (рис. 8.3 а,в).

До опорів ізоляції прикладені однакові напруги фаз відносно землі, (рис. 8.3 _В);

3ХГ3. (8.8)

з рис. 8.3а бачимо, що опір ізоляції фаз можна розглядати як ввімкнене в зір»_Ку симетричне навантаження, в якому нульовою ТОЧКОЮ є земля.

І вед (С!

В«

О

с

Тема 8. Основи техніки безпеки

Дотик до однієї з фаз створює коло струму через тіло людини та ізоляцію провідників двох інших фаз (рис. 8.36). При цьому симет­рія системи порушується, опір Г_!з зменшиться і стане:

Напруга фази 1/_] зменшиться до величини £/,, а напруга фаз 2 і З збільшиться до значення {/', і £/', (рис. 8.3г), причому:

і>\ = и_х-ио; £/'₂ = £/₂_£/_о; і/'З = С/І.С/О; іїі = іїг;

За законом Кірхгофа для загальної точки - «землі»:

^Г2

в г и,

Рис. 8.3. Небезпека однофазового дотику до трифазової електричної мережі

з ізольованою нейтраллю

Р. М Івах, Я. /. Бедрій. Б. О. Білінськии, М. М.Козяр. ОС НОВІ І ОХОРОНИ ПРАЦІ

При г. = г,= г= г

* 1 2 3 із

С/,+£/₂+е/_{3 |} зЦ_{0 1} ц_{х |}

я* л,

(8.11)

а оскільки и + і/₂+и= 0 (рис. 8.3 в), то / „, \

З 1 —+ —

к

А /

Ч± ТІ

або ^0-3

(8.12)

Сила струму, що проходить через тіло людини:

_{7 =} Ц^Ц_{0 =} зи_х

К 37?_Л+Г_Й

(8.13)

Оскільки напруга С/, і знаходиться у фазі (рис. 8.3, г), а Я_к вва­жається активним,то

л/ЗС/

з/г_А+г_й з/?_А + г_ь

(8.14)

Як видно з (8.4), в трифазовій мережі з ізольованою нейтраллю людина знаходиться під захистом ізоляції мережі.

Якщо опори ізоляції фаз не рівні між собою (г * г), то у випадку дотику до фази С:

	^,г2+г1+г3+г3
	{г,ХГ2+Г2ХГ3	+ г3хг1)	)+ггхг2хг3

(8.15)

В процесі експлуатації ізоляція проводів погіршується. Коли будь-яка з фаз (наприклад, /*, = 0 на рис. 8.4) виявиться замкненою на землю в момент дотику людини до несправного провода, то з (8.5) отримаємо:

Рис. 8.4. Трифазова електрична мережа з ізольованою нейтраллю в аварійному режимі

При цьому людина опиняється під лінійною напругою, а не­справна ізоляція не рятує її від ураження. Це переконує в необхід­ності ретельного контролю стану ізоляції мережі.

Однополюсний дотик до трифазової мережі з заземленою

нейтраллю

При однополюсному дотику до фазового провідника мережі (рис. 8.5) із заземленою нейтраллю малий опір заземлення нейт­ралі шунтує опори г_г г,, г, ізоляції мережі і струм замикання буде проходити головним чином по колу, утвореному послідовно з'єдна­ними опорами тіла людини і заземленої нейтралі (коло проход­ження струму на рис. 8.5:

ч------- 11_ф------- н

І І

А оскільки опір заземлення нейтралі джерела струму зазвичай не більше 4-10 Ом, то ним нехтуємо в порівнянні з і отримаємо:

и_Ф и

^(8Л8)

Таким чином, при однополюсному дотику до трифазової мережі з заземленою нейтраллю людина потрапляє під фазову напругу, а ізоляція мережі (г_г г,, г,) не захистить її від ураження струмом.

Коли в момент дотику друга фаза мережі стане замкненою на землю (рис. 8.6 а), то струм замикання пройде через місце зами­кання з опором г _ам і через заземлення нейтралі г_{) виникне падіння напруги:

£/₀=/₃Х Г₀ (8.19)

шо призведе до зміщення нульової точки 0 і 0' і збільшення напруги на непошкоджених фазах, в тому числі і на третій фазі (рис. 5.6 б).

Чим більше значення г₀, тим більша напруга ІІ_{), а значить, і 1/^(1/^) в межах переходить до ізольованої нейтралі, а Ц_ф —> £/,.

Оскільки г_>ам > г₀, то це призводить до незначного зростання фазо­вих напруг двох неушкоджених фаз при замиканні третьої. На підставі цього маємо:

(8.20)

а

Рис. 8.6. Трифазова електрична мережа з глухозазем,ієною нейтралію в

аварійному режимі

(8.21)

(8.22)

Отже, доторкаючись до однієї з фаз в мережі з заземленою ней­траллю, людина потрапляє під фазову, або близьку до неї, напругу в обох випадках - і при справних інших фазах і при замиканні однієї з них на землю.

Таким чином, при ізольованій нейтралі джерела струму і добрій ізоляції струмопровідних частин по відношенню до землі струм однополюсного дотику найменший і безпечний.

У мережі з заземленою нейтраллю навпаки, ізоляція Я_к не захи­щає людину від ураження (змінилось коло сгрумопроходження).

Однак, якщо дотик стався при замиканні будь-якої іншої фази на землю та в мережі з ізольованою нейтраллю, людина може опи­нитися під лінійною напругою, а при заземленій нейтралі — тільки під фазовою. Замикання будь-якої з фаз на землю в мережах з ізо­льованою нейтраллю напругою до 1000 В може залишитися непо­мітним і існувати довгий час, створюючи небезпеку. Тому на тих підприємствах, де можливі часті замикання на землю через неза­довільне обслуговування мережі або внаслідок поганої якості її ізо­ляції, більш безпечно мати заземлену нейтраль.

А на підприємствах, де здійснюється постійний контроль стану електроустановок та якості ізоляції, де своєчасно контролюється замикання фаз на землю, застосовуються електричні мережі з ізо­льованою нейтраллю.

Крім цього глухозаземлена (або включена через пробивний за­побіжник) мережа усуває небезпечні наслідки переходу зі сторони високої напруги на сторону низької.

Мережі й установки з великою ємністю

До мереж з великою ємністю відносяться повітряні лінії під на­пругою понад 1000 В і кабельні лінії довжиною понад 1 км.

Кожна мережа має певну ємність відносно землі, котра залежить від конструкції (кабельна, повітряна), від площі поперечного пе­рерізу кабеля і напруги.

При великій ємності мережі відносно землі можливе ураження струмом при однополюсному дотику до мережі з ізольованою ней­траллю навіть у випадку ідеальної ізоляції: людина при цьому ви­являється ніби підключеною до обкладок конденсатора (рис. 8.7).

У мережі з великою ємністю і доброю ізоляцією струмами стікан­ня через ізоляцію можна знехтувати порівняно з ємнісним стру­мом.

Саме тому при великій ємності мережі не застосовують ізольо­вану нейтраль. Мережа з заземленою нейтраллю стає більш без­печною, оскільки коло замикання в ній проходить не через ємнісну провідність мережі, а через опір заземлення нейтралі (як у випадку з активною провідністю ізоляції).

Рис. 8.7. Однофазовий дотик до мережі з ізольованою нейтраллю

Опір заземлення нейтралі значно менший, ніж активний і ємнісний опори стікання, і шунтує їх.

Хоч ємність мережі (між проводами і відносно землі) має розпо­ділений характер, її умовно замінюють зосередженою ємністю і ви­ражають у вигляді добутку погонної ємності С₀ (на 1 км лінії) на загальну довжину лінії в км:

С = С₀х Ь. (8.22)

Погонна ємність повітряних ліній зазвичай не перевищує С₀= 0,05 мкФ/км. Ємність кабельних ліній значно більша (0,2 — 0,4 мкФ/км). Тому кабельні лінії створюють більшу небез­пеку ураження ємнісним струмом, ніж повітряні. Ємнісний струм, шо протікає через тіло людини у випадку дотику до однієї з фаз трифазової мережі, визначається наступним чином: для спрощен­ня вважаємо опір ізоляції фаз ідеальним (г = г₂ — г_? — а ємності фаз відносно землі рівними (С, = С₂ = С₃ = С).

Тоді, порівнюючи рис. 8.36 і 8.7а, можна за аналогією з форму­лою (8.16) записати замість опору ізоляції стікання фаз на землю

усоС. (8.24)

Згідно з законом Ома для кола з активним та ємнісним опорами (рис. 8.66) струм, що пройде через людину

де: С — С₀х 1, а 1 виражається в км.

Мережі з великою ємністю небезпечні і після відключення їх від джерела струму, оскільки двополюсний дотик до проводів рівноз­начний дотику до обкладок зарядженого конденсатора (рис.8.8).

Тому мережі з великою ємністю після відключення потрібно за­землити за допомогою розрядника.

Небезпечний і залишковий заряд на відключених від мережі кон­денсаторах великої ємності в фільтруючих і накопичувальних при­строях.

зя

Рис. 8.8. Визначення

сили струму, що протікає через тіло людини в мережі з активним та ємнісним опорами

При двополюсному дотику залишковий заряд викликає ємнісний струм через тіло людини (рис. 8.9).

(8.26)

Рис. 8.9. Проходження ємнісного струму через

тїюлюдини при двополюсному дотику

Для швидкого заряджання конденсаторів і одночасно для за­хисту від пробивання їх заземлюють через розрядний опір, при цьо­му залишкова напруга на конденсаторах повинна зменшитись до до­пустимої протягом часу / = 2 — 3 сек. (приблизний час дії небез­печної напруги).

Виходячи з цих умов, знаходять розрядний опір:

де: С_ф — ємність конденсатора фільтра Ф.

Розрядний пристрій є елементом блокування електроустановки. Але, незалежно від цього, перед оглядом і ремонтом конденса­торів з великою ємністю необхідно здійснити перевірне розряд­жання за допомогою розрядника з ізольованою ручкою.

Замикання струмопровідних частин електрообладнання на зем­лю супроводжується протіканням в землі аварійного струму зами­кання.

Якщо струм проходить через розташований в землі електрод, то на електроді (та в сусідніх з ним точках землі) виникає потенціал, що дорівнює спаду напруги на електроді. Під дією різниці потенц­іалів на електроді га на більш віддалених частинах землі електрич­ний струм розтікається в радіальних напрямках по поверхні землі та в глибину.

Оскільки поверхня збільшується (пропорційно квадрату віддалі від електрода), а величина струму замикання не зміню-ється, то густина струму в землі зменшується.

На віддалі близько 20 м від одинарного електрода густина сгру-

Ііадіння напруги на одиницю шляху струму Е =р₀, де р₀ - пи­томий опір грунту.

Падіння напруги на елементарному кроковому шарі товщи­ною сіх:

Розтікання електричного струму в землі

му в землі стає на­стільки малою, що потенціал землі можна вважати ну­льовим (рис. 8.10).

Лінії густини стру­му в землі, спрямо­вані на віддать 0і, розподіляються за залежністю:

2Я С,

(8.28)

В точках, безмежно віддалених від заземлювача, густина струму, а відповідно і потенціал, рівні нулю (нульова земля). Різниця по­тенціалів між якою-небудь точкою А (на віддалі Ох від центра за­землювача) га «нульовою землею» (тобто потенціал точки А) до­рівнює:

ЩА) = ЩА) = \ сіп = ——- ] — = ——. (8.29)

х=1 і 1=1 ^Л *-^г»^х\

Потенціал, шо створюється напівкульовим заземлювачем у землі, з віддаллю зменшується за законом:

Рі = к~. (8.30)

л;

При заземлювачах іншої форми (труба, пластина) та при падінні провода на землю характер зміни потенціалу в землю залишається таким же.

Опір, що чинить струмові земля, називається опором розтікан­ню струму або опором заземлення. За визначенням це відношення напруги на заземлювачі (відносно «нульової землі») до струму, що протікає через нього в землю:

^гі ~, ' Ом.

-•з

Треба розрізняти поняття «опір заземлювача» та омічний опір заземлювача. Під опором заземлення мається на увазі опір ділянки землі, що прилягає до заземлювача. Заземлювачі з малим опором розтіканню струму використовують у захисному заземленні.

В зоні розтікання струму (рис.8.11) між двома будь-якими точ­ками на поверхні землі існує різниця потенціалів.

Різниця потенціалів на віддалі 0,8 м (ширина кроку) утворює крокову напругу ІІ_к:

2 Р_{хх 2 Рх(х+а) 2 /»хх(х + а)

Під дією напруги виникає струм, який замикається через ноги людини. Крокова напруга пропорційна ширині кроку «а», і зі зрос­танням відстані від заземлювача вона швидко зменшується. Кро­кова напруга може досягти небезпечного значення внаслідок уда­ру блискавки або поблизу дрота, що впав на землю і перебуває під напругою.

Тому при напрузі 1000 В і вище забороняється підходити до дро­та,що впав на землю, ближче 4 — 5м.

Захищають від крокової напруги діелектричні боти та калоші. Вийти з зони розтікання струму можна дрібними кроками.

Напруга дотику

Визначаючи струм, шо проходить через тіло людини під час однополюсного дотику до мережі, ми вважали, що потенціал землі, або поверхні, на якій стоїть людина, дорівнює нулю. Але розтікан­ня струму від різних заземлювачів створює навколо них зони підвищених потенціалів на поверхні землі (підлоги). Наявність по­тенціалу необхідно враховувати, аналізуючи однополюсний дотик до струмопровідних частин або корпусу обладнання, на який пе­рейшла напруга.

При переході фазової напруги на заземлений корпус все облад­нання, яке має електричний зв'язок з пошкодженим корпусом, отримує потенціал відносно землі, який дорівнює потенціалу за­землювача

Я = /хг. (8.32)

Такий самий потенціал має людина при дотику до цього корпу­са. Але ноги людини знаходяться під іншим потенціалом РІн, ве­личина якого залежить від віддалі до заземлювача. Внаслідок цьо­го між рукою та ногами людини виникає різниця потенціалів:

І/. = РІ -РІ. (8.33)

дот з н' ^у '

котра і називається напругою дотику. Коли людина, торкаючись обладнання, стоїть безпосередньо над заземлювачем, тоді

РІ = РІ та и_л -0,

н з бот ⁷

тобто дотик до корпуса безпечний. З віддаленням від заземлювача напруга дотику збільшується, бо Ін зменшується. іі\_Ігт досягає мак­симуму на границі зони розтікання струму, тобто на віддалі 20 м і більше від заземлювача. В цьому випадку

/7 = 0 і 0= РІ=Іхг.

н дот з з з

Крім параметрів / та II впливає також і опір поверхні землі чи підлоги, на котрих стоїть людина. Небезпечна для людини напру­га дотику, а не напруга відносно «нульової землі».

Вирівнювання потенціалів

Напругу дотику і викликаний нею струм через тіло л юдини мож­на значно зменшити вирівнюванням потенціалів поблизу електро­обладнання. Так, на рис. 8.1! напруга дотику И_0іт,_г і були б рівні нулю, якби потенціали РІ_н в точках 1 та 2 були б однакові. Це мож­ливо, якщо обладнання встановлене на провідній підлозі і має з нею хороший зв'язок. Матеріалом провідної підлоги може бути, наприклад, бетел — електропровідний бетон. У промисловому ус­таткуванні вирівнювання потенціалів всередині приміщень іноді відбувається природним шляхом завдяки наявності металевого

обладнання, розгалуженої мережі заземлення, зв'язаної до того ж з трубопроводами чи металоконструкціями.

Для обладнання з напругою вище 1000 В виконується вирівню­вання потенціалів за допомогою складних заземлювачів, які скла­даються з розташованих в землі сталевих стержнів, труб, кутників, з'єднаних сталевою штабою в один чи декілька рядів у межах об'єкта, який захищається.

Технічні захисні засоби забезпечення електробезпеки

Захисні заходи в електроустановках. В електроустановках до 1000 В в техніці способи захисту від уражень електрострумом згідно з ПУЕ і Г1ТБ ділять на 2 групи:

• захист при дотику до струмопровідних частин;

• захист при дотику до неструмопровідних частин, на які пе­рейшла напруга.

Захист від дотику до струмопровідних частин досягається надійною електроізоляцією за допомогою блокування і пристроїв захисного відключення. Доступ людей до струмопровідних частин обмежу­ють влаштовуванням захисних огороджень, розташуванням стру­мопровідних частин на недоступній висоті та в недоступному місці, попереджувальною сигналізацією.

При роботі в електроустановках під напругою застосовують за­хисні засоби, шо ізолюють і відгороджують людину від стру­мопровідних частин або від землі.

Захист від дотику до струмопровідних частин. В електроустанов­ках та електромережах при експлуатації електрообладнання згідно з ПУЕ і ПТБ застосовують такі захисні засоби:

• контроль і профілактика пошкоджень ізоляції;

• використання малих напруг;

• електричне і механічне блокування; сигналізація і марку­вання;

• захист від випадкового дотику;

• захисні засоби і запобіжні пристрої (ізолюючі захисні засо­би, переносні прилади та пристосування);

• захист від переходу високої напруги на сторону низької.

При захисті від дотику до струмопровідних частин, на які пе­рейшла напруга, використовуються: захисне заземлення, захисне занулення, захисне вимкнення, подвійна ізоляція, захисний роз­поділ мереж.

Контроль і профілактика пошкоджень ізоляції. Контроль ізоляції - вимірювання активного і реактивного опорів з метою визначен­ня дефектів, попередження короткого замикання та замикання на землю. Для цього проводять перевірку підвищеною напругою і кон­тролюють опір ізоляції. Адже порушення ізоляції струмопровід­них частин електроустановок — одна з основних причин електро- травм, аварій та пожеж.

Стан ізоляції визначає ступінь безпеки експлуатації електроус­тановок. В мережах з ізольованою нейтраллю стан ізоляції визна­чає величину струму замикання на землю, а значить, і струму, що пройде через людину.

При заземленій нейтралі струм, що пройде через людину, не за­лежить від величини опору ізоляції. Але при незадовільному стані ізоляції можливі її пошкодження, що призводить до коротких за­микань, до глухих замикань на землю і до переходу напруги на кор­пус електрообладнання.

При перевірці обладнання підвищеною напругою виявляються дефекти ізоляції внаслідок пробою і пропалювання ізоляції. Після усунення дефектів ізоляції випробування повторюються.

Вимірювання опору ізоляції проводиться в таких випадках:

• під час приймально-здавальних робіт (приймання електро­обладнання після ремонту або монтажу);

• періодичний контроль ізоляції — вимірювання її опору 2 рази

на рік в приміщеннях з підвищеною небезпекою;

• 1 раз на рік в усіх інших приміщеннях;

• 1 раз в квартал в пожежо- і вибухонебезпечних приміщен­нях.

Вимірювання опору ізоляції окремих ділянок мережі, трансфор­маторів, електродвигунів тощо проводиться на вимкненій уста­новці.

Вимірювання опору ізоляції кожної фази відносно землі і міжфа- зового опору на кожній ділянці здійснюється між двома сусідніми запобіжниками.

При знятих плавких вставках необхідно вимкнути всі спожи­вачі струму, але ввімкнути вмикачі, штепсельні розетки, групові щитки.

Опір кожної ділянки в мережах напругою до 1000 В повинен бути не нижче 0,5 МОм на фазу.

Вимірювання проводяться мегомметром. Вимірювальна напру­га мегометра встановлюється, виходячи з номінальної напруги елек­троустановки, але не нижче її.

Величину опору всієї мережі відносно землі дає замір опору ізо­ляції під робочою напругою з підключеними споживачами. Такий контроль ізоляції можливий тільки в мережах з ізольованою нейт­раллю, оскільки в мережі з заземленою нейтраллю постійний струм прилада контролю ізоляції замикається через малий опір зазем­лення нейтралі і мегометр покаже "0".

Крім цього, в діючих мережах можна вимірювати тільки опір ізоляції фаз відносно землі, тому шо міжфазовий опір ізоляції шун­тується джерелом і споживачами.

Для постійного контролю ізоляції використовують прилади за­хисного відключення, реле вимкнення типу УАКИ, РУГІ, асиметрії і прилади контролю ізоляції ГІКИ та М-143.

Блокування і огородження. Аналіз статистичних даних показує, що близько половини випадків електротравматизму припадає на дотик до струмопровідних частин електрообладнання.

Струмопровідною частиною електрообладнання називається та, по якій при робочому режимі проходить електрострум (провід, контакт елементів апаратури). Захист здійснюється за допомогою: блокувань; огороджень; ізоляції; розміщення на недоступній ви­соті і в недоступному місці.

Блокування є активним засобом захисту. Воно попереджує по­милкові дії електроперсонату і перекриває доступ до струмопровід-

них частин, що знаходяться під напругою. При небезпеці ураження струмом електроустановка автоматично вимикається.

Блокуванням забезпечуються всі електрогіристрої напругою више 250 В.

Блокування використовують в електроустановках, в яких часто проводяться роботи на огороджених струмопровідних частинах (випробувальні стенди, пристосування для випробування ізоляції при дії підвищених напруг тощо). Блокування використовується в радіо- і телепередавачах, в електричних апаратах (рубиль

Дата добавления: 2014-10-17