Электробезопасность. Виды поражений

Электробезопасность

В результате воздействия электрического тока происходит 0,5-1% от всех несчастных случаев на производстве. Из них 20-40% - смертельные случаи. 3-3,5% на энергетике вообще, до 60% из них смертельные случаи. 70-80% случаев (из всей промышленности) происходит на установках до 1000 В.

Виды поражений

1.  Внешние

1)  термическое – ожоги четырех степеней

2)  электролитическое – разложение органической жидкости

3)  биологическое – раздражение, возбуждение живых тканей

4)  механическое – разрыв, расслоение, повреждение ткани местные травмы: травма – «рана» (лат.)

·  электрометка (электрический знак)

·  металлизация (внедрение металлов в кожу)

·  электроофтамия (поражение сетчатки глаза)

5)  смешанные повреждения

2.  внутренние – это электрические удары – поражение организма, внутренних частей (5 степеней)

Факторы, определяющие опасность поражения током

1)  Вид/род тока

Род тока	Порог ощущения, мА	Отпускающее значение, мА	Неотпускающее значение, мА	Смертельное значение, мА
постоянный	7-10	15	50-80	300
переменный	0,5-1,5 (1)	6	6-10 (10)	80-100 (до 5А)

Фибрилляционный ток (при переменном токе) = 100 мА. Фибрилляция – неритмичное сокращение сердца.

Играет роль электрическое сопротивление тела человека (оно различно)

1.  различные ткани имеют различное сопротивление. Большее сопротивление – кожа (2 · 10⁴ – 3 · 10³ Ом·м), сухожилия, кости, меньшее сопротивление – лимфа, кровь (1 – 2 Ом·м). I = U / R_чел

2.  состояние кожного покрова: повреждение рогового слоя (уменьшение сопротивления), увлажнение кожи. 1 см² кожи – это 500 потовых пор. Также имеет место загрязнение кожи, 1 грамм соли снижает сопротивление кожи на 40%.

3.  состояние человека – болезненное, психическое, здоровое, алкогольное, возраст, пол. М – R больше, Ж – R меньше, у старых – R больше, у детей – R меньше.

2)  Пути прохождения тока

Рука – рука 40% повреждение. Рука – нога 20% повреждение.

3)  Время прохождения тока

Чем больше время, тем больше вероятность тяжелого исхода, т.к. со временем воздействия уменьшается сопротивление тела, и возможность совпадения с кардиоциклом увеличивается. Кардиоцикл 0,75-1 секунда.

4)  Частота тока

Наиболее опасна 0-50 Гц, наименее опасна свыше 450 Гц. Большая частота не позволяет разрушиться клетке.

5)  Напряжение

Зависимость:

Сопротивление человека в целом равно 1000 Ом.

Уменьшается сопротивление кожи – может быть пробой рогового слоя.

6)  Условия эксплуатации установок

1.  Особоопасные помещения – помещения, в которых соблюдаются условия: сырость, наличие химически агрессивных сред (газы, пары кислот)

2.  С повышенной опасностью – помещения с факторами:

-  влажность > 75%

-  температура > 30°С

-  наличие токопроводящей пыли

-  токопроводящих полов

-  возможность одновременного прикосновения к оборудованию и металлическим частям здания

3.  Без повышенной опасности – остальные помещения.

Классификация по взрывоопасности

В соответствии с документом ПУЭ – правила устройств электроустановок.

Взрывоопасная зона

В–I: пары газообразной смеси, легковоспламеняющиеся жидкости, взрыв может быть даже при нормальном технологическом процессе.

В–I^а: –||– взрыв возможен при аварии. Температура вспышки более 28°С.

В–I^б: –||–, есть смягчающие обстоятельства (вещества в малых количествах и они имеют высокий нижний предел взрываемости)

В–I: наружные установки, взрыв может быть в случае аварии.

В–II: переработанные пылящие материалы, горючие материалы (в нормальном режиме).

В–II^а: –||–, взрыв может быть в случаях аварии.

Пожароопасная зона

П–I: горючие жидкости, с температурой вспышки более 61°С.

П–II: твердые, сгораемые, пылящие материалы.

П–II^а: твердые, сгораемые, но непылящие материалы хранятся/перерабатываются.

П–III: установки наружные, складские помещения, где хранятся материалы с температурой вспышки более 61°С (то есть вне здания).

Класс взрывоопасной зоны накладывает требования на допустимые способы прокладки кабелей, проводов, исполнения и эксплуатации оборудования. Значит, электрооборудование изготавливают взрывобезопасным, повышенной надежности, нормального исполнения (без особых требований), а условия эксплуатации строго регламентированы правилами использования электроустановок.

Взрывоопасные помещения – пожаробезопасное оборудование. К категориям П–I и П–III – влагозащищенное оборудование. К категории П–II – пылезащищенное оборудование.

Явление стекания тока в землю

Проводник (или группа проводников), находящийся в контакте с землей, называется заземлителем. Бывают одиночные, групповые, соединены между собой. Причинами стекания тока являются замыкание токоведущих частей на заземленный корпус электрооборудования, падение провода на землю, использование земли в качестве провода и т.д.

Происходит резкое снижение потенциала, т.е. напряжения относительно земли заземлившейся токоведущей части до значения j_заз:    j_заз = I_заз · R_заз

Это одна из мер защиты (стекание тока на землю).

Отрицательные явления:

1)  Появление потенциала на заземлителе и на металлических конструкциях, которые находятся в контакте с ним.

2)  Потенциал может появиться и на поверхности грунта вокруг заземлителя.

3)  Отдельные точки цепи заземленного устройства могут иметь большое значение потенциала.

Опасность зависит от ряда факторов: конфигурация, размер, число, взаимное расположение заземлителей, удельного сопротивления грунта.

I. Распределение потенциала на поверхности земли при стекании

Рассмотрим шаровой заземлитель:

r - сопротивление земли (Ом·м) удельное

Требуется получить уравнение потенциала j(В) в некотором объеме земли в точке С на расстоянии x, т.е .надо найти уравнение потенциальной кривой.

Плотность тока по мере удаления от заземления будет уменьшаться в соответствии с зависимостью I’=I_заз / 4πх²  [A/м²]

При постоянном или переменном токе (f = 50 Гц) поле растекания тока в однородной среде можно рассматривать как стационарное электрическое поле.   E = dU / dx   [B/м].

Закон Ома в дифференциальной форме:

      =>

  – уравнение потенциальной кривой

Минимальный потенциал: j_∞ = 0 при x = ∞

Максимальный потенциал: j_r = j_з при x = r

  потенциал шарового заземлителя

II. Шаровой заземлитель на поверхности земли

 Это метод зеркального отображения.

j_{х =} j_{х действ} + j_{х фикт}

Условие: n = m (в точке D)

    

Для точек на поверхности земли:

     

Максимальный потенциал: y = 0, x = r, =>

Потенциальная кривая:

При t = 0         j₍₂₀₎ = 0.

Потенциал поверхности земли изменяется по закону гиперболы от максимального значения j_заз до 0 по мере удаления от заземлителя.

При групповом заземлителе распределение потенциала будет иметь