Действие электрического тока на человека

Согласно ГОСТ 12.1.030-81 для трехфазных сетей с заземленной нейтралью источника питания напряжением 220, 380, 660 В и однофазных сетей напряжением 127, 220, 380 В сопротивление заземления должно быть не более 8, 4, 2 Ом соответственно; в сетях с изолированной нейтралью до 1000 В R3 ≈ 10 Ом в сочетании с контролем сопротивления изоляции.

При напряжениях от 1 кВ до 35 кВ включительно R3 = 250 / I3. Реально оно не превышает 10 Ом.

При больших токах замыкания на землю (т. е. более 500 А), что характерно для линий 110 кВ и выше, R3 ≤ 0,5 Ом.

Защитное заземление применяется в трехфазной трехпроводной сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и выше 1000 В с любым режимом нейтрали (в четырехпроводных трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В в качестве защитной меры в стационарных установках применяется зануление).

 

 

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 35).

Защитное действие зануления состоит в следующем. При пробое изоляции на корпус образуется цепь с очень малым сопротивлением: фаза-корпус-нулевой провод-фаза. Следовательно, пробой на корпус при наличии зануления превращается в однофазное короткое замыкание (КЗ).

Возникающий в цепи ток резко возрастает, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключает поврежденный участок сети. Для обеспечения надежного отключения необходимо, чтобы ток КЗ превышал номинальный ток защиты: 1кз ≈ К1ном, где 1ном – номинальный ток плавкой вставки или ток установки расцепителя автомата; К – коэффициент кратности, равный 3 для плавких вставок и автоматов с обратнозависимой от тока характеристикой, при отсутствии заводских данных для автоматов с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно величины установки следует принимать равной 1,4, для прочих автоматов – 1,25.

Для схемы зануления необходимо наличие в сети нулевого провода, заземления нейтрали источника и повторного заземления нулевого провода.

Назначение нулевого провода – создание для тока КЗ цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для срабатывания защиты, т. е. быстрого отключения поврежденной установки от сети.

Назначение повторного заземления нулевого провода, которое для воздушных сетей осуществляется через каждые 250 м, состоит в уменьшении потенциала зануленных корпусов при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус за местом обрыва. Поскольку повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения током, но не устраняет ее полностью, необходима тщательная прокладка нулевого провода, чтобы исключить обрыв. Нельзя ставить в нулевом проводе предохранители, рубильники и другие приборы, нарушающие целостность нулевого провода.

Назначение заземления нейтрали – снижение до минимального значения напряжения относительно земли нулевого провода и всех присоединенных к нему корпусов при случайном замыкании фазы на землю.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 защитное заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

• при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока, а также 440 В и выше постоянного тока – во всех случаях;
• при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока – при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных.

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током. Такая опасность может возникнуть, в частности: при замыкании фазы на корпус электрооборудования; при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела; при появлении в сети более высокого напряжения; при прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.

Любой из этих параметров, а точнее – изменение его до определенного предела, при котором возникает опасность поражения человека током, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающего устройства, т. е. автоматическое отключение опасного участка цепи.

К устройствам защитного отключения (УЗО) предъявляется ряд требований: быстродействие – длительность отключения поврежденного участка сети должна быть не более 0,2 с; надежность; высокая чувствительность – входной сигнал по току не должен превышать нескольких миллиампер, а по напряжению – нескольких десятков вольт; селективность – избирательность отключения только аварийного участка.

Защитное отключение может применяться в качестве единственной меры защиты в передвижных электроустановках напряжением до 1000 В либо в сочетании с защитным заземлением или занулением.

В качестве примера рассмотрим УЗО (рис. 36), назначение которого – быстрое отключение от сети установки, если напряжение ее корпуса относительно земли окажется выше некоторого предельно допустимого значения Uк доп, вследствие чего прикосновение к корпусу становится опасным.

При замыкании фазного провода на заземленный корпус электроустановки в начале проявится защитное свойство заземления, в результате чего напряжение корпуса будет ограничено некоторым значением Uк.

Затем, если значение Uк окажется выше заранее установленного предельно допустимого напряжения Uк доп., равного 20 В, срабатывает защитно-отключающее устройство.

При этом реле максимального напряжения, замкнув контакты, подает питание на отключающую катушку, которая вызовет отключение выключателя, что приводит к отключению электроустановки от сети. Применение этого типа УЗО ограничивается электроустановками до 1000 В с индивидуальным заземлением.

 

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ

В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное их выполнение не обеспечивает безопасности работающего и требуется применение специальных средств защиты.

Такими средствами защиты, дополняющими стационарные конструктивные защитные устройства электроустановок, являются переносные приборы и приспособления, служащие для защиты персонала, работающего в электроустановках, от поражения током, от воздействия электрической дуги, продуктов горения, падения с высоты и т. п.

К электрозащитным средствам относятся: изолирующие штанги и клещи, электроизмерительные клещи, указатели напряжения, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками для работы в электроустановках напряжением до 1 кВ и изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ в электроустановках напряжением свыше 1 кВ, диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие накладки и подставки, индивидуальные экранирующие комплекты, переносные заземления, оградительные устройства и диэлектрические колпаки, плакаты и знаки безопасности.

Кроме электрозащитных средств для обеспечения безопасных и высокопроизводительных условий работы в действующих электроустановках применяются другие СИЗ: очки, каски, рукавицы, противогазы, предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты.

Средства защиты, используемые в электроустановках, по своему назначению подразделяются на две категории: основные и дополнительные (рис. 37).

Основные электрозащитные средства – это средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Дополнительные электрозащитные средства – это средства защиты, дополняющие основные средства, а также служащие для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами.

 

Классификация электрозащитных средств, применяемых в электроустановках напряжением до 1000 В и выше, приведена в таблице 3.

Электрозащитные средства следует использовать по их прямому назначению и только в тех электроустановках, на напряжение которых они рассчитаны. Перед применением электрозащитных средств производятся проверка их исправности, осмотр на отсутствие внешних повреждений, очистка от пыли, проверка по штампу срока годности и напряжения, на которое рассчитано защитное средство. Перед применением диэлектрических перчаток необходимо убедиться в отсутствии проколов путем скручивания их в сторону пальцев.

 

 

 

 

Таблица 3

Классификация средств защиты, используемых в электроустановках

Виды средств	Наименование средств защиты при различном напряжении электроустановки
	До 1000В	Свыше 1000 В
Основные	Изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими ручками	Изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, изолирующие устройства и приспособления для работ на ВЛ с непосредственным прикосновением электромонтера к токоведущим частям
Дополни-тельные	Диэлектрические галоши, диэлектрические коврики, переносные заземления, изолирующие подставки и накладки, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности	Диэлектрические перчатки и боты, диэлектрические коврики, изолирующие подставки и накладки, индивидуальные изолирующие комплекты, диэлектрические колпаки, переносные заземления, оградительные устройства, плакаты и знаки безопасности

Основные электрозащитные средства могут применяться в закрытых электроустановках, а в открытых электроустановках и на ВЛ – только в сухую погоду. На открытом воздухе в сырую погоду могут быть применены только средства защиты, предназначенные для работы в этих условиях.

Все электрозащитные средства перед эксплуатацией проходят приемо-сдаточные испытания и периодически (через 6-36 месяцев) подвергаются контрольным осмотрам и эксплуатационным электрическим испытаниям повышенным напряжением.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Опыт показывает, что для обеспечения безопасной, безаварийной и высокопроизводительной работы электроустановок необходимо, наряду с совершенным их исполнением и оснащением средствами защиты, так организовать эксплуатацию, чтобы исключить всякую возможность ошибок со стороны обслуживающего персонала.

Основой организации безопасной эксплуатации электроустановок является высокая техническая грамотность и сознательная дисциплина обслуживающего персонала, который обязан строго соблюдать организационные и технические мероприятия, а также приемы и очередность выполнения эксплуатационных операций в соответствии с «Правилами электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок».

Если на производстве персонал, обслуживающий электроустановки, предварительно проходит обучение по электробезопасности и только после проверки знаний и стажировки допускается к работе с действующими электроустановками, в быту к электроприборам имеют доступ и дети, и домохозяйки, и пенсионеры, а также и работающие на производстве люди. Статистика показывает, что в быту травмируется в основном работающее население (74%). Это происходит вследствие того, что люди, не будучи специалистами, монтируют, ремонтируют и недостаточно грамотно эксплуатируют свою бытовую электротехнику и электросеть. Детский электротравматизм в быту, хоть и высок (каждый шестой случай), однако уступает взрослому из-за повышенного надзора за ними со стороны членов семьи, хотя и здесь встречаются электротравмы из-за отсутствия надлежащего присмотра за детьми, особенно дошкольного возраста (например, игры возле розеток, оставление включенных в сеть машин и приборов, часто неисправных).

Считается, что в мире от поражения электрическим током погибает ежегодно порядка 30 тысяч человек. Приняв численность населения Земли равной 6 миллиардам человек, получим средний риск гибели человека от тока равным: 30 х 103 / 6 х 109 = 5 х 10-6. К сожалению, в России от электрического тока ежегодно погибает в среднем 2,5 тыс. человек. Приняв численность населения России равной 150 млн. человек, рассчитаем риск гибели от тока: R = 25 х 103 / 150 х 106 = 16,6 х 10-6. Это очень много, особенно если сравнить с передовыми по электробезопасности странами: с ФРГ (в конце 80-х гг. там погибало от тока в среднем 25-30 человек, R = 30 / 75 х 106 = 0,4 х 10-6) или с Австрией, где ежегодно погибает 1 человек из 1 миллиона. Причин высокого уровня электротравматизма у нас много. По данным анализа производственного электротравматизма это: технические дефекты монтажа, эксплуатации и ремонта установок, неснятие напряжения при работе, неприменение знаков безопасности и надписей, несоответствие работе СИЗ, нарушения трудовой дисциплины и др.

Основные причины бытового электротравматизма: пользование неисправными электросетями и электроприборами; самостоятельный ремонт, монтаж, демонтаж и прочие электротехнические работы; дефекты конструкции, монтажа, эксплуатации; пользование самодельными электроустановками, светильниками.

Наиболее характерными видами неисправностей электроустановок, приводящих к поражению электрическим током в быту, являются: повреждения изоляции электроустановок с замыканием на корпус (30,8%), отсутствие изоляции и повреждение изоляции на дворовой проводке (20,1%), повреждение изоляции на питающем проводе, кабеле (14,8%), повреждение изоляции осветительной арматуры (7,7%), дефект монтажа (7,3%) и др.

Подытоживая причины бытового электротравматизма, их можно кратко сформулировать следующим образом: несовершенство нормативно-технической документации на бытовые электроприборы и машины, отсутствие в бытовых сетях эффективных мер защиты, недостаточность надежной бытовой электротехники, низкое качество электромонтажных работ, отсутствие квалифицированного технического контроля и надзора за эксплуатацией бытовых электросетей и электроприемников, недостаточное представление у населения об опасности действия тока и необходимости соблюдения элементарных правил пользования электроэнергией в бытовых условиях и др.