МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРАСНОДОНСЬКИЙ Гірничий технікум
Реферат з предмету "БЕЗПЕКА
ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ПРОЦЕСІВ І ВИРОБНИЦТВ "
на тему: "ЕЛЕКТРООПАСНОСТЬ НА ВИРОБНИЦТВІ"
Студента групи 1ЕП-06
Урюпова Олега
Перевірила: Дрокін Т.М.
Краснодон 2010
Електронасищенность сучасного виробництва формує електричну небезпека, джерелом якої можуть бути електричні мережі, електрифіковане устаткування та інструмент, обчислювальна та організаційна техніка, що працює на електриці.
Електротравматизму в порівнянні з іншими видами виробничого травматизму складає невеликий відсоток, однак за кількістю травм з важким, і особливо летальним, результатом займає одне з перших місць. Найбільше число електротравм (60 ... 70%) відбувається при роботі на електроустановках напругою до 1000 В. Це пояснюється широким поширенням таких установок і порівняно низьким рівнем підготовки осіб, які їх експлуатують. Електроустановок напругою понад 1000 В в експлуатації значно менше і обслуговує їх спеціально навчений персонал, що й обумовлює меншу кількість електротравм.
Електричний струм, протікаючи через тіло людини, виробляє термічне, електролітичне, біологічне, механічне та світлове вплив. Термічний вплив характеризується нагріванням шкіри, тканин аж до опіків. Електролітичне вплив полягає в електролітичному розкладанні рідин, у тому числі і крові. Біологічна дія електричного струму проявляється в порушенні біологічних процесів, що протікають в організмі людини, і супроводжується руйнуванням і порушенням тканин і судорожним скороченням м'язів. Механічна дія призводить до розриву тканини, а світлове - до ураження очей.
Розрізняють два види ураження організму електричним струмом: електричні травми та електричні удари.
Електричні травми - це місцеві ураження тканин і органів. До них відносяться електричні опіки, електричні знаки і електрометаллізація шкіри, механічні пошкодження у результаті мимовільних судомних скорочень м'язів при протіканні струми '(розриву шкіри, кровоносних судин і нервів, вивихи суглобів, переломи кісток), а також електроофтальмія - запалення очей і внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги.
Електричний удар є порушення живих тканин організму проходить через нього електричним струмом, що супроводжується мимовільним скороченням м'язів. Розрізняють чотири ступені електричних ударів: I - судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості; II - судорожне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженням дихання та роботи серця; III - втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або подиху (або того й іншого разом); IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.
Ураження людини електричним струмом може відбутися при дотиках: до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою; відключеним струмоведучих частин, на яких залишився заряд або з'явилося напруження у результаті випадкового включення; до металевих неструмоведучих частин електроустановок після переходу на них напруги зі струмовідних частин. Крім того, можлива електропоразки напругою кроку при знаходженні людини в зоні розтікання струму на землю, електричною дугою в установках з напругою понад 1000 В; при наближенні до частин, що знаходяться співай напругою, на неприпустимо мала відстань, залежне від значення високої напруги.
Характер і наслідки ураження людини електричним струмом залежить від низки факторів, в тому числі і від електричного опору тіла людини, величини і тривалості протікання через нього струму, роду і частоти струму, схеми включення людини в електричний ланцюг, стану навколишнього середовища та індивідуальних особливостей організму.
Електричний опір тіла людини складається з опору шкіри й опору внутрішніх тканин. Шкіра, в основному верхній її шар товщиною 0,2 мм, що складається з мертвих ороговілих клітин, володіє великим опором, яке визначає загальний опір тіла людини. При сухою, чистою і непошкодженою шкірі опір тіла людини становить 200 ... 20 000 Ом. При зволоженою і забрудненої шкірі опір тіла знижується до 300 ... 500 Ом, тобто до опору внутрішніх органів. При розрахунках опір тіла людини приймається рівним 1000 Ом.
Сила струму, що протікає через тіло людини, є головним чинником, від якого залежить результат поразки: чим більше сила струму, тим небезпечніше наслідки. Людина починає відчувати проходить через нього струм промислової частоти 50 Гц щодо малого значення 0,5. Л, 5 мА. Цей струм називається пороговою відчутним струмом. Струм силою 10 ... 15 мА викликає сильні і мимовільні судоми м'язів, які людина не в змозі подолати, тобто він не може розтиснути руку, якої стосується струмоведучих частини, відкинути від себе провід, опиняючись як би прикутим до струмоведучих частини. Такий струм називається пороговою неминучий.
При силі струму 20 ... 25 мА у людини відбувається судорожне скорочення м'язів грудної клітки, ускладнюється і навіть припиняється дихання, що може призвести до смерті внаслідок припинення роботи легенів.
Струм силою 100 мА є смертельно небезпечним, так як він в цьому випадку має безпосередній вплив на м'язи серця, викликаючи його зупинку або фібриляцію (швидкі хаотичні і різночасові скорочення волокон серцевого м'яза), при якій серце перестає працювати.
Тривалість протікання струму через тіло людини визначає результат поразки їм, тому що з плином часу різко зростає сила струму внаслідок зменшення опору тіла, і також тому, що в організмі людини накопичуються негативні наслідки дії струму.
Рід і частота струму також в значній мірі визначають ступінь ураження електричним струмом. Найбільш небезпечний змінний струм частотою 20 ... 1000 Гц. При частоті менше 20 Гц або більше 1000 Гц небезпека ураження струмом значно знижується.
Стан навколишнього середовища (температура, вологість, наявність пилу, парів кислот) впливає на опір тіла людини і опір ізоляції, що в кінцевому підсумку визначає характер і наслідки ураження електричним струмом. З точки зору стану навколишнього середовища виробничі приміщення можуть бути, сухі, вологі, сирі, особливо сирі, жаркі, пилові з струмопровідної та нетокопроводящих пилом, з хімічно активної чи органічної середовищем. У всіх приміщеннях, крім сухих, опір тіла людини зменшується.
Згідно з Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) всі виробничі приміщення за небезпекою ураження електричним струмом поділяються на три категорії.
1. Приміщення з підвищеною небезпекою, що характеризуються наявністю однієї з наступних факторів (ознак): вогкості, коли відносна вологість перевищує 75%; високої температури повітря, що перевищує 35 ° С; струмопровідного пилу; струмопровідних підлог; можливості одночасного дотику до яких з'єднання з землею металоконструкцій будинків, технологічним апаратам, механізмам і т.п., з одного боку, і до металевих корпусів електрообладнання - з іншого.
2. Особливо небезпечні приміщення, що характеризуються наявністю однієї з трьох умов: особливої вогкості, коли відносна вологість повітря ближче до 100%; хімічно активного середовища, коли містяться пари або утворюються відкладення діють руйнівно на ізоляцію і струмоведучі частини обладнання; двох і більш ознак одночасно, властивих приміщень з підвищеною небезпекою.
3. Приміщення без підвищеної небезпеки, що характеризуються відсутністю ознак підвищеної і особливо небезпеки.
Небезпека трифазних електричних ланцюгів з ізольованою нейтраллю. Провід електричних мереж по відношенню до землі мають ємність і активний опір - опір витоку, рівне сумі опорів ізоляції шляхом струму на землю (рис.1). Для спрощення аналізу можна прийняти їх рівними, тобто
При дотику людини до одного з фазних проводів (1 а) (однофазне опір) справної мережі провідність цього проводу відносно землі зменшується і відбувається зміщені нейтралі. Струм через людину в цьому випадку виражається залежністю;
де
Рис. 1. Небезпека трифазних електричних ланцюгів з ізольованою нейтраллю
У випадку коротких електричних мереж (при малих ємностях фазних проводів відносно землі С = 0) вираз для струму через людину запишеться так:
У кабельних мережах опору витоку великі (
При двофазному дотику (рис.3.13, 6) людина потрапляє під лінійну напругу і струм через людину визначається виразом:
де
В аварійному режимі роботи мережі за наявності замикання на одній з фаз на землю (рис.3.13, в) струм, що проходить через людину, доторкується до справної фази, виразиться залежністю:
Якщо перехідним опором & в місці замикання на землю можна знехтувати порівняно з опором ланцюга людини, струм через людину
де
Таким чином, при дотику до одного фазного проводу мережі з ізольованою нейтраллю в нормальному режимі струм через людину залежить від опору витоку і ємності мережі відносно землі. Замикання однієї з фаз на землю різко підвищує небезпеку однофазного дотику, тому що в цьому випадку людина потрапляє під напругу, близьке до лінійного. Найбільш небезпечним є двофазне дотик.
Небезпека трифазних електричних мереж з заземленою нейтраллю. Трифазні мережі з заземленою нейтраллю володіють малим опором між нейтраллю і землею (практично воно дорівнює опору робочого заземлення нульової точки трансформатора або генератора) (рис.2). Напруга будь фази справної мережі, щодо землі одно фазного напрузі, і струм через людину. доторкується до однієї з фаз (рис.2, а), визначиться виразом:
де
Нехтуючи опором робочого заземлення нейтралі (
При двофазному дотику (рис.2, 6) людина потрапляє співаючи лінійну напругу як в мережах з ізольованою нейтраллю і струм через людину
В аварійному режимі (рис.2, в), коли одна з фаз мережі замкнута на землю, відбувається перерозподіл напруги і напруги справних фаз по відношенню до землі відмінні від фазної напруги мережі. Торкаючись до справної фази, людина потрапляє під напругу
Рис. 2. Небезпека трифазних електричних ланцюгів з заземленою нейтраллю
Таким чином, дотик до справної фази при замиканні другої фази на землю небезпечніше, ніж дотик у фазі у нормальному режимі роботи трифазної мережі з заземленою нейтраллю, а найбільш небезпечно двофазне дотик.
Аналізуючи різні випадки дотику людини до проводів трифазних електричних мереж, можна зробити наступні висновки:
1) найменш небезпечним є однофазне дотик до дроту справної мережі з ізольованою нейтраллю;
2) при замиканні однієї з фаз на землю небезпека однофазного дотику до справної фази більше, ніж у справній мережі при будь-якому режимі нейтралі;
3) найбільш небезпечним є двофазне дотик при будь-якому режимі нейтралі.
Режим нейтралі трифазної мережі вибирається за технологічними вимогами і за умовами безпеки. Згідно ПУЕ, при напрузі вище 1000 В застосовуються дві схеми: трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю і трипровідні мережі з ефективно заземленою нейтраллю, а при напрузі до 1000 В застосовуються трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю і чотирипровідні мережі з глухозаземленою нейтраллю.
Небезпека мереж однофазного струму. Однофазні мережі можуть бути ізольованими від землі, мати заземлений полюс або середню точку (рис.3).
При однополюсному дотику до провідника ізольованої мережі людина виявляється "підключеним" до іншого проведення через опір витоку (рис.3, а). Так як однофазні мережі змінного струму мають невелику протяжність, ємністю проводів відносно землі можна знехтувати, а для мереж постійного струму ємність не збільшується, тому що струм витоку через ємність дорівнює нулю. Для спрощення висновків домовимося, що опори витоку обох проводів однакові, тобто
Вираз для струму, що протікає через людину, отримане з еквівалентної схеми (рис.3, б), має вигляд:
Дотик людини до незаземлених дроту мережі з заземленим полюсом (рис.3, в) викликає протікання струму
а так як
Дотик до справного дроту при замиканні іншого j проводу на землю (рис.3, г) викликає струм через людину:
При дотику до одного з проводів мережі з заземленою середньою точкою (рис.3, д) людина потрапляє під напругу, рівну половині напруги мережі:
де
У разі дотику до двох проводів мережі (рис.3, е) людина потрапляє під напруга мережі і вираз для струму буде:
Аналізуючи ці вирази для струмів, що проходять через людину при різних випадках дотику до однофазних мереж постійного струму, можна зробити висновок, що найбільш небезпечно двухполюсное дотик при будь-якому режимі мережі відносно землі (ізольованою, з заземленим полюсом або середньою точкою), так як в цьому випадку струм, що протікає через людину, визначається тільки опором його тіла. Найменш небезпечно однополюсне дотик до дроту ізольованій мережі в нормальному режимі роботи.
Рис. 3. Небезпека мереж однофазного струму:
а - схема дотику до проводу ізольованій мережі; б - еквівалентна схема, в - схема дотику до незаземлених дроту мережі з заземленим полюсом; г - схема дотику до проводу несправної мережі; д - схема дотику до проводу мережі з заземленою середньою точкою; е - схема дотику до двох проводів мережі
Рис. 4. Розтікання струму в грунті (а); напруга дотику (б) і напруга кроку (в)
Розтікання струму в грунті. Схема розтікання струму в фунті представлена на рис.4, а. Замикання струму відбувається при пошкодженні ізоляції і пробої фази на корпус обладнання, при падінні на землю дроти під напругою і з інших причин. Розтікання струму замикання в фунті визначає характер розподілу потенціалів на поверхні землі. Для спрощення аналізу зробимо допущення, що струм стікає в грунт через одиночний заземлювач напівсферичної форми (рис.4, а), що грунт однорідний і ізотропний і що питомий опір грунту r у багато разів перевищує питомий опір матеріалу заземлювача. Тоді щільність струму в точці А на відстані х виразиться залежністю:
де
Падіння напруги в елементарному шарі фунта товщиною dx виразиться через напруженість поля Е і товщину цього шару:
dU = Edx.
Напруженість поля визначається законом Ома в диференційній формі
Потенціал точки А (або напруга в цій точці) дорівнює падінню напруги від точки А до нескінченно віддаленої точки з нульовим потенціалом. Тому
Позначивши
Таким чином, потенціал на поверхні фунта розподіляється за законом гіперболи.
Напруга дотику (рис.4, б) - це напруга між двома точками ланцюга струму замикання на землю (корпус) при одночасному дотиків до них людини. Чисельно вона дорівнює різниці потенціалів корпуса
або
Величину а називають коефіцієнтом напруги доторкнусь венія (у межах цієї зони розтікання струму а менше одиниці, а за межами цієї зони дорівнює одиниці). Напруга дотику збільшується в міру віддалення від заземлювача, і за межами зони розтікання струму воно дорівнює напрузі на корпусі обладнання.
Струм, що протікає через людину при дотиків,
Напруга кроку - це напруга між точками землі, обумовлене розтіканням струму замикання на землю при одночасному дотику їх ногами людини. Чисельно напруга кроку дорівнює різниці потенціалів точок, на яких знаходяться ноги людини (ріс.3.16, в).
При розташуванні однієї ноги людини на відстані х від заземлювача та ширині кроку а (звичайно приймається а = 80 см) отримуємо
або
Аналогічно напрузі дотику напруга кроку:
де
Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю. Напряженность шага также увеличивается с увеличением ширины шага.
Ток, обусловленный напряжением шага,
Следует отметить, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным путям: через грудную клетку - от напряжения прикосновения и по нижней петле - от напряжения шага. Значительные напряжения шага вызывают судорогу в ногах, человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль всего тела человека.
2. Бєлов С. В. Безпека життєдіяльності - наука про виживання в техносфери. Матеріали НМС з дисципліни "Безпека життєдіяльності". - М.: МГТУ, 1996.
3. Всеросійський моніторинг соціально-трудової сфери 1995 Статистичний збірник. - Мінпраці РФ, М.: 1996.
4. Гігієна навколишнього середовища. / Под ред. Сидоренко Г.И. - М.: Медицина, 1985.
5. Гігієна праці при дії електромагнітних полів. /Под ред. Ковшило В.Е. - М.: Медицина, 1983.
6. Золотницький Н.Д., бджолині В. А. Охорона праці в будівництві. - М.: Вища школа, 1978.
7. Кукін П.П., Лапін В.Л., Попов В.М., Марчевський Л.Е., Сердюк Н. І. Основи радіаційної безпеки в життєдіяльності людини. - Курськ, КДТУ, 1995.
8. Лапін В.Л., Попов В.М., Рижков Ф.Н., Томак В. І. Безпечна взаємодія людини з технічними системами. - Курськ, КДТУ, 1995.
9. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Охорона праці в ливарному виробництві. М.: Машинобудування, 1989.
10. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Управління охороною праці на підприємстві. - М.: МІГЖ МАТИ, 1986.
11. Льовочкін Н. М. Інженерні розрахунки з охорони праці. Вид-во Красноярського ун-та, - 1986.
12. Охорона праці в машинобудуванні. /Под ред. Юдина Б.Я., Белова С.В. М.: Машиностроение, 1983.
13. Охорона праці. Інформаційно-аналітичний бюлетень. Вип.5. - М.: Мінпраці РФ, 1996.
14. Путін В.А., Сидоров А.І., Хашковскій А. В. Охорона праці, ч.1. - Челябінськ, ЧТУ, 1983.
15. Рахманов Б.М., Чистов Є. Д. Безпека при експлуатації лазерних установок. - М.: Машинобудування, 1981.
16. Саборно Р.В., Селедцов В.Ф., Печковский В. І. Електробезпека на виробництві. Методичні вказівки. - Київ: Вища Школа, 1978.
17. Справочная книга по охране труда / Под ред. Русака О.Н., Шайдорова А.А. - Кишинів, Вид-во "Карта Молдовеняске", 1978.
18. Бєлов С.В., Козьяков А.Ф., Партолін О.Ф. та ін Засоби захисту в машинобудуванні. Розрахунок і проектування. Довідник. / Под ред. Бєлова С.В. - М.: Машинобудування, 1989.
19. Титова Г. М. Токсичність хімічних речовин. - Л.: ЛТІ, 1983.
20. Толоконцев Н. А. Основи загальної промислової токсикології. - М.: Медицина, 1978.
21. Юртових Є.В., Лейкін Ю. Л. Хімічна токсикологія. - М.: МХТИ, 1989.
КРАСНОДОНСЬКИЙ Гірничий технікум
Реферат з предмету "БЕЗПЕКА
ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ПРОЦЕСІВ І ВИРОБНИЦТВ "
на тему: "ЕЛЕКТРООПАСНОСТЬ НА ВИРОБНИЦТВІ"
Студента групи 1ЕП-06
Урюпова Олега
Перевірила: Дрокін Т.М.
Краснодон 2010
Електронасищенность сучасного виробництва формує електричну небезпека, джерелом якої можуть бути електричні мережі, електрифіковане устаткування та інструмент, обчислювальна та організаційна техніка, що працює на електриці.
Електротравматизму в порівнянні з іншими видами виробничого травматизму складає невеликий відсоток, однак за кількістю травм з важким, і особливо летальним, результатом займає одне з перших місць. Найбільше число електротравм (60 ... 70%) відбувається при роботі на електроустановках напругою до 1000 В. Це пояснюється широким поширенням таких установок і порівняно низьким рівнем підготовки осіб, які їх експлуатують. Електроустановок напругою понад 1000 В в експлуатації значно менше і обслуговує їх спеціально навчений персонал, що й обумовлює меншу кількість електротравм.
Електричний струм, протікаючи через тіло людини, виробляє термічне, електролітичне, біологічне, механічне та світлове вплив. Термічний вплив характеризується нагріванням шкіри, тканин аж до опіків. Електролітичне вплив полягає в електролітичному розкладанні рідин, у тому числі і крові. Біологічна дія електричного струму проявляється в порушенні біологічних процесів, що протікають в організмі людини, і супроводжується руйнуванням і порушенням тканин і судорожним скороченням м'язів. Механічна дія призводить до розриву тканини, а світлове - до ураження очей.
Розрізняють два види ураження організму електричним струмом: електричні травми та електричні удари.
Електричні травми - це місцеві ураження тканин і органів. До них відносяться електричні опіки, електричні знаки і електрометаллізація шкіри, механічні пошкодження у результаті мимовільних судомних скорочень м'язів при протіканні струми '(розриву шкіри, кровоносних судин і нервів, вивихи суглобів, переломи кісток), а також електроофтальмія - запалення очей і внаслідок впливу ультрафіолетових променів електричної дуги.
Електричний удар є порушення живих тканин організму проходить через нього електричним струмом, що супроводжується мимовільним скороченням м'язів. Розрізняють чотири ступені електричних ударів: I - судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості; II - судорожне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженням дихання та роботи серця; III - втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або подиху (або того й іншого разом); IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.
Ураження людини електричним струмом може відбутися при дотиках: до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою; відключеним струмоведучих частин, на яких залишився заряд або з'явилося напруження у результаті випадкового включення; до металевих неструмоведучих частин електроустановок після переходу на них напруги зі струмовідних частин. Крім того, можлива електропоразки напругою кроку при знаходженні людини в зоні розтікання струму на землю, електричною дугою в установках з напругою понад 1000 В; при наближенні до частин, що знаходяться співай напругою, на неприпустимо мала відстань, залежне від значення високої напруги.
Характер і наслідки ураження людини електричним струмом залежить від низки факторів, в тому числі і від електричного опору тіла людини, величини і тривалості протікання через нього струму, роду і частоти струму, схеми включення людини в електричний ланцюг, стану навколишнього середовища та індивідуальних особливостей організму.
Електричний опір тіла людини складається з опору шкіри й опору внутрішніх тканин. Шкіра, в основному верхній її шар товщиною 0,2 мм, що складається з мертвих ороговілих клітин, володіє великим опором, яке визначає загальний опір тіла людини. При сухою, чистою і непошкодженою шкірі опір тіла людини становить 200 ... 20 000 Ом. При зволоженою і забрудненої шкірі опір тіла знижується до 300 ... 500 Ом, тобто до опору внутрішніх органів. При розрахунках опір тіла людини приймається рівним 1000 Ом.
Сила струму, що протікає через тіло людини, є головним чинником, від якого залежить результат поразки: чим більше сила струму, тим небезпечніше наслідки. Людина починає відчувати проходить через нього струм промислової частоти 50 Гц щодо малого значення 0,5. Л, 5 мА. Цей струм називається пороговою відчутним струмом. Струм силою 10 ... 15 мА викликає сильні і мимовільні судоми м'язів, які людина не в змозі подолати, тобто він не може розтиснути руку, якої стосується струмоведучих частини, відкинути від себе провід, опиняючись як би прикутим до струмоведучих частини. Такий струм називається пороговою неминучий.
При силі струму 20 ... 25 мА у людини відбувається судорожне скорочення м'язів грудної клітки, ускладнюється і навіть припиняється дихання, що може призвести до смерті внаслідок припинення роботи легенів.
Струм силою 100 мА є смертельно небезпечним, так як він в цьому випадку має безпосередній вплив на м'язи серця, викликаючи його зупинку або фібриляцію (швидкі хаотичні і різночасові скорочення волокон серцевого м'яза), при якій серце перестає працювати.
Тривалість протікання струму через тіло людини визначає результат поразки їм, тому що з плином часу різко зростає сила струму внаслідок зменшення опору тіла, і також тому, що в організмі людини накопичуються негативні наслідки дії струму.
Рід і частота струму також в значній мірі визначають ступінь ураження електричним струмом. Найбільш небезпечний змінний струм частотою 20 ... 1000 Гц. При частоті менше 20 Гц або більше 1000 Гц небезпека ураження струмом значно знижується.
Стан навколишнього середовища (температура, вологість, наявність пилу, парів кислот) впливає на опір тіла людини і опір ізоляції, що в кінцевому підсумку визначає характер і наслідки ураження електричним струмом. З точки зору стану навколишнього середовища виробничі приміщення можуть бути, сухі, вологі, сирі, особливо сирі, жаркі, пилові з струмопровідної та нетокопроводящих пилом, з хімічно активної чи органічної середовищем. У всіх приміщеннях, крім сухих, опір тіла людини зменшується.
Згідно з Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) всі виробничі приміщення за небезпекою ураження електричним струмом поділяються на три категорії.
1. Приміщення з підвищеною небезпекою, що характеризуються наявністю однієї з наступних факторів (ознак): вогкості, коли відносна вологість перевищує 75%; високої температури повітря, що перевищує 35 ° С; струмопровідного пилу; струмопровідних підлог; можливості одночасного дотику до яких з'єднання з землею металоконструкцій будинків, технологічним апаратам, механізмам і т.п., з одного боку, і до металевих корпусів електрообладнання - з іншого.
2. Особливо небезпечні приміщення, що характеризуються наявністю однієї з трьох умов: особливої вогкості, коли відносна вологість повітря ближче до 100%; хімічно активного середовища, коли містяться пари або утворюються відкладення діють руйнівно на ізоляцію і струмоведучі частини обладнання; двох і більш ознак одночасно, властивих приміщень з підвищеною небезпекою.
3. Приміщення без підвищеної небезпеки, що характеризуються відсутністю ознак підвищеної і особливо небезпеки.
Небезпека трифазних електричних ланцюгів з ізольованою нейтраллю. Провід електричних мереж по відношенню до землі мають ємність і активний опір - опір витоку, рівне сумі опорів ізоляції шляхом струму на землю (рис.1). Для спрощення аналізу можна прийняти їх рівними, тобто
При дотику людини до одного з фазних проводів (1 а) (однофазне опір) справної мережі провідність цього проводу відносно землі зменшується і відбувається зміщені нейтралі. Струм через людину в цьому випадку виражається залежністю;
де
Рис. 1. Небезпека трифазних електричних ланцюгів з ізольованою нейтраллю
У випадку коротких електричних мереж (при малих ємностях фазних проводів відносно землі С = 0) вираз для струму через людину запишеться так:
У кабельних мережах опору витоку великі (
При двофазному дотику (рис.3.13, 6) людина потрапляє під лінійну напругу і струм через людину визначається виразом:
де
В аварійному режимі роботи мережі за наявності замикання на одній з фаз на землю (рис.3.13, в) струм, що проходить через людину, доторкується до справної фази, виразиться залежністю:
Якщо перехідним опором & в місці замикання на землю можна знехтувати порівняно з опором ланцюга людини, струм через людину
де
Таким чином, при дотику до одного фазного проводу мережі з ізольованою нейтраллю в нормальному режимі струм через людину залежить від опору витоку і ємності мережі відносно землі. Замикання однієї з фаз на землю різко підвищує небезпеку однофазного дотику, тому що в цьому випадку людина потрапляє під напругу, близьке до лінійного. Найбільш небезпечним є двофазне дотик.
Небезпека трифазних електричних мереж з заземленою нейтраллю. Трифазні мережі з заземленою нейтраллю володіють малим опором між нейтраллю і землею (практично воно дорівнює опору робочого заземлення нульової точки трансформатора або генератора) (рис.2). Напруга будь фази справної мережі, щодо землі одно фазного напрузі, і струм через людину. доторкується до однієї з фаз (рис.2, а), визначиться виразом:
де
Нехтуючи опором робочого заземлення нейтралі (
При двофазному дотику (рис.2, 6) людина потрапляє співаючи лінійну напругу як в мережах з ізольованою нейтраллю і струм через людину
В аварійному режимі (рис.2, в), коли одна з фаз мережі замкнута на землю, відбувається перерозподіл напруги і напруги справних фаз по відношенню до землі відмінні від фазної напруги мережі. Торкаючись до справної фази, людина потрапляє під напругу
Рис. 2. Небезпека трифазних електричних ланцюгів з заземленою нейтраллю
Таким чином, дотик до справної фази при замиканні другої фази на землю небезпечніше, ніж дотик у фазі у нормальному режимі роботи трифазної мережі з заземленою нейтраллю, а найбільш небезпечно двофазне дотик.
Аналізуючи різні випадки дотику людини до проводів трифазних електричних мереж, можна зробити наступні висновки:
1) найменш небезпечним є однофазне дотик до дроту справної мережі з ізольованою нейтраллю;
2) при замиканні однієї з фаз на землю небезпека однофазного дотику до справної фази більше, ніж у справній мережі при будь-якому режимі нейтралі;
3) найбільш небезпечним є двофазне дотик при будь-якому режимі нейтралі.
Режим нейтралі трифазної мережі вибирається за технологічними вимогами і за умовами безпеки. Згідно ПУЕ, при напрузі вище 1000 В застосовуються дві схеми: трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю і трипровідні мережі з ефективно заземленою нейтраллю, а при напрузі до 1000 В застосовуються трипровідні мережі з ізольованою нейтраллю і чотирипровідні мережі з глухозаземленою нейтраллю.
Небезпека мереж однофазного струму. Однофазні мережі можуть бути ізольованими від землі, мати заземлений полюс або середню точку (рис.3).
При однополюсному дотику до провідника ізольованої мережі людина виявляється "підключеним" до іншого проведення через опір витоку (рис.3, а). Так як однофазні мережі змінного струму мають невелику протяжність, ємністю проводів відносно землі можна знехтувати, а для мереж постійного струму ємність не збільшується, тому що струм витоку через ємність дорівнює нулю. Для спрощення висновків домовимося, що опори витоку обох проводів однакові, тобто
Вираз для струму, що протікає через людину, отримане з еквівалентної схеми (рис.3, б), має вигляд:
Дотик людини до незаземлених дроту мережі з заземленим полюсом (рис.3, в) викликає протікання струму
а так як
Дотик до справного дроту при замиканні іншого j проводу на землю (рис.3, г) викликає струм через людину:
При дотику до одного з проводів мережі з заземленою середньою точкою (рис.3, д) людина потрапляє під напругу, рівну половині напруги мережі:
де
У разі дотику до двох проводів мережі (рис.3, е) людина потрапляє під напруга мережі і вираз для струму буде:
Аналізуючи ці вирази для струмів, що проходять через людину при різних випадках дотику до однофазних мереж постійного струму, можна зробити висновок, що найбільш небезпечно двухполюсное дотик при будь-якому режимі мережі відносно землі (ізольованою, з заземленим полюсом або середньою точкою), так як в цьому випадку струм, що протікає через людину, визначається тільки опором його тіла. Найменш небезпечно однополюсне дотик до дроту ізольованій мережі в нормальному режимі роботи.
Рис. 3. Небезпека мереж однофазного струму:
а - схема дотику до проводу ізольованій мережі; б - еквівалентна схема, в - схема дотику до незаземлених дроту мережі з заземленим полюсом; г - схема дотику до проводу несправної мережі; д - схема дотику до проводу мережі з заземленою середньою точкою; е - схема дотику до двох проводів мережі
Рис. 4. Розтікання струму в грунті (а); напруга дотику (б) і напруга кроку (в)
Розтікання струму в грунті. Схема розтікання струму в фунті представлена на рис.4, а. Замикання струму відбувається при пошкодженні ізоляції і пробої фази на корпус обладнання, при падінні на землю дроти під напругою і з інших причин. Розтікання струму замикання в фунті визначає характер розподілу потенціалів на поверхні землі. Для спрощення аналізу зробимо допущення, що струм стікає в грунт через одиночний заземлювач напівсферичної форми (рис.4, а), що грунт однорідний і ізотропний і що питомий опір грунту r у багато разів перевищує питомий опір матеріалу заземлювача. Тоді щільність струму в точці А на відстані х виразиться залежністю:
де
Падіння напруги в елементарному шарі фунта товщиною dx виразиться через напруженість поля Е і товщину цього шару:
dU = Edx.
Напруженість поля визначається законом Ома в диференційній формі
Потенціал точки А (або напруга в цій точці) дорівнює падінню напруги від точки А до нескінченно віддаленої точки з нульовим потенціалом. Тому
Позначивши
Таким чином, потенціал на поверхні фунта розподіляється за законом гіперболи.
Напруга дотику (рис.4, б) - це напруга між двома точками ланцюга струму замикання на землю (корпус) при одночасному дотиків до них людини. Чисельно вона дорівнює різниці потенціалів корпуса
або
Величину а називають коефіцієнтом напруги доторкнусь венія (у межах цієї зони розтікання струму а менше одиниці, а за межами цієї зони дорівнює одиниці). Напруга дотику збільшується в міру віддалення від заземлювача, і за межами зони розтікання струму воно дорівнює напрузі на корпусі обладнання.
Струм, що протікає через людину при дотиків,
Напруга кроку - це напруга між точками землі, обумовлене розтіканням струму замикання на землю при одночасному дотику їх ногами людини. Чисельно напруга кроку дорівнює різниці потенціалів точок, на яких знаходяться ноги людини (ріс.3.16, в).
При розташуванні однієї ноги людини на відстані х від заземлювача та ширині кроку а (звичайно приймається а = 80 см) отримуємо
або
Аналогічно напрузі дотику напруга кроку:
де
Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от заземлителя; вне поля растекания оно равно нулю. Напряженность шага также увеличивается с увеличением ширины шага.
Ток, обусловленный напряжением шага,
Следует отметить, что условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным путям: через грудную клетку - от напряжения прикосновения и по нижней петле - от напряжения шага. Значительные напряжения шага вызывают судорогу в ногах, человек падает, после чего цепь тока замыкается вдоль всего тела человека.
Література
1. Безпека життєдіяльності / За ред. Русака О.М. - С.-Пб.: ЛТА, 1996.2. Бєлов С. В. Безпека життєдіяльності - наука про виживання в техносфери. Матеріали НМС з дисципліни "Безпека життєдіяльності". - М.: МГТУ, 1996.
3. Всеросійський моніторинг соціально-трудової сфери 1995 Статистичний збірник. - Мінпраці РФ, М.: 1996.
4. Гігієна навколишнього середовища. / Под ред. Сидоренко Г.И. - М.: Медицина, 1985.
5. Гігієна праці при дії електромагнітних полів. /Под ред. Ковшило В.Е. - М.: Медицина, 1983.
6. Золотницький Н.Д., бджолині В. А. Охорона праці в будівництві. - М.: Вища школа, 1978.
7. Кукін П.П., Лапін В.Л., Попов В.М., Марчевський Л.Е., Сердюк Н. І. Основи радіаційної безпеки в життєдіяльності людини. - Курськ, КДТУ, 1995.
8. Лапін В.Л., Попов В.М., Рижков Ф.Н., Томак В. І. Безпечна взаємодія людини з технічними системами. - Курськ, КДТУ, 1995.
9. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Охорона праці в ливарному виробництві. М.: Машинобудування, 1989.
10. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Управління охороною праці на підприємстві. - М.: МІГЖ МАТИ, 1986.
11. Льовочкін Н. М. Інженерні розрахунки з охорони праці. Вид-во Красноярського ун-та, - 1986.
12. Охорона праці в машинобудуванні. /Под ред. Юдина Б.Я., Белова С.В. М.: Машиностроение, 1983.
13. Охорона праці. Інформаційно-аналітичний бюлетень. Вип.5. - М.: Мінпраці РФ, 1996.
14. Путін В.А., Сидоров А.І., Хашковскій А. В. Охорона праці, ч.1. - Челябінськ, ЧТУ, 1983.
15. Рахманов Б.М., Чистов Є. Д. Безпека при експлуатації лазерних установок. - М.: Машинобудування, 1981.
16. Саборно Р.В., Селедцов В.Ф., Печковский В. І. Електробезпека на виробництві. Методичні вказівки. - Київ: Вища Школа, 1978.
17. Справочная книга по охране труда / Под ред. Русака О.Н., Шайдорова А.А. - Кишинів, Вид-во "Карта Молдовеняске", 1978.
18. Бєлов С.В., Козьяков А.Ф., Партолін О.Ф. та ін Засоби захисту в машинобудуванні. Розрахунок і проектування. Довідник. / Под ред. Бєлова С.В. - М.: Машинобудування, 1989.
19. Титова Г. М. Токсичність хімічних речовин. - Л.: ЛТІ, 1983.
20. Толоконцев Н. А. Основи загальної промислової токсикології. - М.: Медицина, 1978.
21. Юртових Є.В., Лейкін Ю. Л. Хімічна токсикологія. - М.: МХТИ, 1989.