Общественный контроль охраны труда

Для повышения безопасности проводят электрическое разделение сетей на отдельные короткие электрически не связанные между собой участки с помощью разделяющих трансформаторов. Такие разделенные сети обладают малой емкостью и  высоким сопротивлением изоляции. Раздельное питание используют при работе с переносными электрическими прибора ми, на строительных площадках, при ремонтах на электростанциях и др.

При замыканиях тока на конструктивные части электрооборудования (замыкание  на корпус) на них появляются напряжения, достаточные для поражения людей или возникновения пожара. Осуществить защиту от поражения электрическим током и возгорания в этом случае можно тремя путями: защитным заземлением, зануление и защитным отключением.

Защитное заземление —  это преднамеренное соединение с  землей или ее эквивалентом металлических  нетоковедущих частей электрооборудования, которые в обычном состоянии  не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при случайном соединении их с токоведущими частями.

Если произошло замыкание  и корпус электроустановки оказался под напряжением, то прикоснувшийся к нему человек попадает под напряжение прикосновения (V_np), которое определяется выражением:

V_пр=V₃-К_х, (1)

где V₃ — полное напряжение на корпусе электроустановки, В; K_х — потенциал поверхности земли или пола, В. Таким образом, напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно может коснуться человек.

Рассмотрим схему действия защитного заземления на примере  трехфазной сети с изолированной нейтрально (рис.1).

Если человек прикоснется  к заземленной электроустановке, находящейся под напряжением, то он попадет под напряжение прикосновения, определяемое по формуле:

V_пр=a_прI₃R₃,        (2)

где a_пр — коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициент прикосновения (a_пр < 1 и зависит от вида заземлителя); I₃    — ток замыкания, А;

R₃ — сопротивление защитного заземления, Ом. Ток, проходящий через тело человека, попавшего под на­пряжение прикосновения (I^A_чел, А), составит:

I^A_чел=V_пр/(R_чел + R_c)

где Д_с — сопротивление растеканию тока в земле, зависящее от удельного сопротивления земли и сопротивления подошвы обуви человека, Ом.

Рисунок 1.- Схема  работы защитного заземления:

R_из –сопротивление изоляции каждой из фаз относительно земли

 

Если человек находится  в условиях высокой влажности (R® 0), предыдущую формулу можно упростить:

Рассчитаем  для случая, если I₃ = 4 А, R₃ = 4 Ом и a_пр = 0,4 (контурный заземлитель):

I^A_чел = 0,0064 А = 6,4 мА  (3)

Этот ток безопасен  для человека, так как не превышает  значения неотпускающего тока (10 мА).

Таким образом, принцип действия защитного заземления заключается  в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения (и напряжения шага), вызванных замыканием на корпус.

Защитному заземлению (зануление) подвергают металлические части электроустановок и оборудования, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, например, корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, металлические трубы и оболочки электропроводок, а также металлические корпуса переносных электроприемников.

Обязательно заземляют электроустановки, работающие под напряжением 380 6 и выше переменного тока и питающиеся от источника постоянного тока с напряжением 440 В и выше. Кроме того, в помещениях повышенной и особой опасности заземляют установки с напряжением от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока.

Заземляющее устройство —  это совокупность заземлителя —  металлических проводников, соприкасающихся с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. В зависимости от взаимного расположения заземлителей и заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства. Первые из них характеризуются тем, что заземлители вынесены за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточены на некоторой части этой площадки (рис. 2).

Рисунок 2. - Схема  выносного заземления:

1. заземлители; 2 – заземляющие проводники; 3- заземляемое оборудование; 4 – производственные здания.

Контурное заземляющее устройство (рис.3), заземлители которого располагаются по контуру (периметру) вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга (несколько метров), обеспечивает лучшую степень защиты, чем предыдущее./2/

 

Рисунок 3. –  Схема контурного заземления:

1– заземлители; 2 – заземляющие  проводники; 3- заземляемое оборудование; 4 – производственное здание

Заземлители бывают искусственные, которые используются только для  целей заземления, и естественные, в качестве которых используют находящиеся в земле трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей или газов), металлические конструкции, арматуру железобетонных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и др. Искусственные заземлители изготавливают из стальных труб, уголков, прутков или полосовой ткани.

Требования к сопротивлению  защитного заземления регламентируются ПУЭ. В любое время года это сопротивление не должно превышать:

- 4 Ом — в установках, работающих под напряжением до 1000 В; если мощность источника тока составляет 100 кВА и менее, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом;

- 0,5 Ом — в установках, работающих под напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтрально.

Наибольшее сопротивление  заземляющего устройства (R, Ом) не должно быть более 250/I3 (но не более 10 Ом) в установках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтрально. При использовании заземляющего устройства одновременно для установок напряжением до 1000 В, R не должно быть более 125/I3, (но не более 4 или 10 Ом соответственно). В этих формулах I3 — ток замыкания на землю, А.

Защитное зануление предназначено  для защиты в трехфазных четырех проводных сетях с глухо заземленной нейтрально, работающих под напряжением до 1000 В, так как в этих сетях использование защитного заземления неэффективно. Обычно это сети 220/127, 380/220 и 660/380 В.

Рассмотрим действие защитного  зануление подробнее. Пусть имеется трехфазная трехпроводная сеть, работающая под напряжением до 1000 В с заземленной нейтрально (рис.4).

Рисунок 4.- Схема  трехфазной трехпроводной сети до 1000 В с заземленной нейтралью

Если в такой схеме  одна из фаз будет замкнута на корпус электропроводки (показана на схеме молниеобразной стрелкой), то величина тока (I3, А), протекающего в сети, определится из следующей зависимости:

(4)

       При этом  на корпусе электроустановки  возникает напряжение относительно земли (VK), определяемое следующей формулой:

(5)

Рассчитаем величину тока короткого замыкания (73, А) для значений К_ф = 220 В и r_q = R₃ = 4 Ом:

(6)

Ток короткого замыкания I₃ может оказаться недостаточным для срабатывания защиты, и электроустановка может не отключиться. Корпус электроустановки находится под опасным напряжением. Если человек случайно прикоснется к корпусу электроустановки, находящейся под этим напряжением, то ток, протекающий через тело человека, составит:

(7)

 где a_пр — коэффициент напряжения прикосновения.

Если a_пр = 1 и V_K = 110 В, то I_чел = 110/1000 = 0,11 А = ПО мА. Этот ток превышает значение фибрилляционного, поэтому является смертельно опасным. Таким образом, защитное заземление в этом случае не обеспечивает надежной защиты человека, поэтому используют не заземление, а зануление.

Занулением называют способ защиты от поражения током автоматическим отключением поврежденного участка сети и одновременно снижением напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат (плавкие предохранители, автоматы и др.). Зануление — это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетокопроводяших частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 5).

Рисунок 5.- Схема работы зануления:

1. нулевой защитный проводник; 2 – срабатываемый элемент защиты; 3- повторное заземление нулевого проводника

Проводник (1), который соединяет  зануляемые части электроустановки с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки трансформатора, называют нулевым защитным. Назначение этого проводника заключается в создании для тока короткого замыкания электрической цепи с малым электросопротивлением (цепь обозначена на рисунке цифрами I — II — III — IV — V), чтобы данный ток был достаточен для быстрого отключения повреждения 6т сети. Это достигается срабатыванием элемента защиты сети от тока короткого замыкания (на рисунке этот элемент обозначен цифрой 2).

Цепь зануления I — II — III — IV — V имеет очень малое электрическое сопротивление (доли Ом). Ток короткого замыкания, возникающий при замыкании на корпус и проходящий по цепи зануления, достигает большого значения (нескольких сотен ампер), что обеспечивает быстрое и надежное срабатывание элементов защиты.

Для устранения опасности  обрыва нулевого провода устраивают его повторное многократное рабочее заземление через каждые 250 м.

Основное требование безопасности к занулению: оно должно обеспечивать надежное и быстрое срабатывание защиты. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

I_КЗ>=kI_НОМ,  (8)

где I_ном — номинальное значение тока, при котором происходит срабатывание элемента защиты;

k    — коэффициент,  характеризующий кратность тока  короткого замыкания относительно номинального значения тока, при котором срабатывает элемент защиты.

Время срабатывания элементов  защиты зависит от силы тока. Так, для  плавких предохранителей и тепловых автоматов при k — 10 время срабатывания предохранителя составляет 0,1 с, а при k = 3—0,2 с. Электромагнитный автоматический выключатель обесточивает сеть за 0,01 с. Согласно требованиям ПУЭ в помещениях с нормальными условиями А: должен находиться в пределах 1,2—3, а во взрывоопасных помещениях — k = 1,4—6. Еще одна система защиты — защитное отключение — это защита от поражения электрическим током в электроустановках,   работающих под напряжением до 1000 В, автоматическим отключением всех фаз аварийного участка сети за время, допустимое по условиям безопасности для человека.

Основная характеристика этой системы — быстродействие, оно не должно превышать 0,2 с. Принцип  защиты основан на ограничении времени  протекания опасного тока через тело человека. Существуют различные схемы защитного отключения, одна из них; основанная на использовании реле напряжения, представлена на рис. 6.

При замыкании фазного  провода на заземленный или зануленный корпус электроустановки на нем возникает  напряжение  корпуса V_K. Если оно превышает заранее установленное предельно допустимое напряжение Vк доп (т. е. если V_K > V_{K доп}),  срабатывает защитное отключающее устройство. Схема работает  следующим образом.

Рисунок 6.- Схема  защитного отключения:

1-корпус электроустановки; 2 – автоматический выключатель; 3 – отключающая катушка; 4 – сердечник катушки; 5 – реле максимального напряжения; R₃ – сопротивление защитного заземления; I₃ – ток замыкания; I_р - ток протекающий через рыле; R_в - сопротивление вспомогательного заземления.

Вследствие разности потенциалов  между корпусом электроустановки 1 и землей возникает ток Iр, который, проходя через реле 5, замыкает его  контакты, подавая питание на отключающую  катушку 3. Под влиянием возникшего электромагнитного поля внутрь нее втягивается сердечник 4, вызывая отключение  автоматического выключателя 2, и установка обесточивается.

Защитное отключение рекомендуется применять:

- в передвижных установках напряжением до 1000 В;

- для отключения электрооборудования, удаленного от источника питания, как дополнение к занулению;

- в электрифицированном инструменте как дополнение к защитному заземлению или занулению;

- в скальных и мерзлых фунтах при невозможности выполнить необходимое заземление./2,3/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Опасные факторы пожара и взрыва

 

Опасные факторы пожара (ОФП) — факторы пожара, воздействие которых приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу. К таким факторам относятся (в скобках указаны предельные значения): температура окружающей среды (70°C); интенсивность теплового излучения (500 Вт/м2); содержание оксида углерода (0,1% об.); содержание диоксида углерода (6,0% об.); содержание кислорода (менее 17% об.) и др.

Основные ОФП: повышенная температура, задымление, изменение  состава газовой среды, пламя, искры, токсичные продукты горения и  термического разложения, пониженная концентрация кислорода. Величины параметров ОФП принято рассматривать прежде всего с точки зрения их вреда для здоровья и опасности для жизни человека при пожаре.

Пламя чаще всего поражает открытые участки тела. Очень опасны ожоги, получаемые от горящей одежды, которую трудно потушить и сбросить. Особенно легко воспламенятся одежда из синтетических тканей. Температурный порог жизнеспособности тканей человека составляет 45 °C.

Повышенная температура  окружающей среды приводит к нарушению теплового режима тела человека, вызывает перегрев, ухудшение самочувствия из-за интенсивного выведения необходимых организму солей, нарушения ритма дыхания, деятельности сердца и сосудов. Необходимо избегать длительного облучения инфракрасными лучами интенсивностью около 540 Вт/м.