Распределение электротравматизма по профессиям

По данным статистики, пострадавшие от действия электриче­ского тока распределились следующим образом:

27%

22%

20%

13%

Комбайнеры, их помощники, разнорабочие Водители транспортных средств - шоферы, тракто­ристы, крановщики Электромонтеры

Пастухи, доярки, рабочие по уходу за животными

мы с изолированной нейтралью не нашли применения в сельском хозяйстве. В современном агропромышленном комплексе силовые и осветительные электроустановки питаются от трехфазных сетей с глухозаземленной нейтралью (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема низковольтной сети 380/220 В с системой заземления TN-C: FU1-FU3 - предохранители; М- электродвигатель; EL - электрический светильник; N - нейтральный рабочий проводник; РЕ - проводник защитного заземления; PEN - проводник, совмещающий функции нулевого рабочего и защитного проводников; R₄ - сопротивление тела человека; R_m - сопротивление изоляции между человеком и землей; R₃₃ - сопротивление защитного заземления; R_p3 - сопротивление рабочего заземления; 1_Ч - величина тока через тело человека

Номинальное напряжение между фазами 380 В, между фазой и нейтралью (нулевым проводом) 220 В. Силовые установки (элек­тродвигатели, электрокалориферы и др.) подключаются к трем фа­зам, осветительные и мелкие нагревательные приборы и электро­инструменты - к фазе и нулевому проводу. Поэтому воздушные низковольтные или кабельные линии в сельской местности выпол­няют четырехпроходными. Если уличное освещение выполнено с центральным управлением, то воздушная линия (ВЛ) имеет пять проводов, из которых самый нижний — нулевой провод, следую­щий за ним — фонарный, а остальные три — фазные провода. Рас­пределение нагрузки между отдельными фазами должно быть рав­номерным.

Рассмотрим электрическую сеть с глухозаземленной нейтралью (380/220 В) с точки зрения электротравматизма.

При пробое изоляции в незаземленных и незануленных электро­двигателе, электрокалорифере или электроводонагревателе на кор­пусе электроустановки появляется напряжение фазы, которое по отношению к земле равно 220 В.

Если человек, стоя на земле, касается корпуса поврежденной электроустановки, он фактически оказывается под этим напряже­нием, и через его тело пройдет электрический ток. Учитывая, что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, величина тока будет зависеть от сопротивления тела человека и сопротивления заземляющего устройства силового трансформатора, от которого питается сеть. Силу тока, проходящего через тело человека, опре­делим по формуле:

U

I_{Ч _}=_--------------___, (1)

R_Ч + R₃

где U — напряжение между фазой и землей (220 В);

Ф

R_4CJI — сопротивление тела человека, которое принято считать 1000 Ом;

R₃ — сопротивление участка земли до заземлителя нулевой точ­ки трансформатора, которое можно принять равным 10 Ом.

Подставляя значение величин, входящих в формулу, получим:

220

1_Ч = = 0,218 А = 218 мА.

1000 + 10

Учитывая, что ток в два раза меньшей величины является смер­тельным, такое касание корпуса поврежденной установки может привести к серьезной электротравме вплоть до летального исхода.

Уменьшить опасность тока, проходящего через тело человека, согласно приведенной формуле, можно тремя способами: либо уменьшить числитель, т.е. уменьшить напряжение прикосновения, либо увеличить сопротивление между человеком и землей, либо отключить установку в тот момент, когда фаза коснулась корпуса, и не допустить тем самым касания опасной установки.

На решении этих задач и сосредоточено внимание всей системы электробезопасности.

Если идти по пути снижения напряжения, то его нужно умень­шить до 12 В, тогда ток через тело человека по приведенной фор­муле будет снижен до безопасной величины:

1=———=0,0118А=11,8мА. (3)

1000+10

В ряде случаев так и поступают, снижая напряжение сети или выравнивая потенциалы между установкой и персоналом до безо­пасной величины, например, путем заземления корпуса установки.

Второй путь снижения тока, проходящего через тело человека, требует увеличения сопротивления изоляции между человеком и землей согласно той же формуле. Преобразовав формулу (1), полу­чим:

R„3=T—⁴(4)

^Ачел доп

где R_H3 — сопротивление изоляции между человеком и землей, Ом;

1_чел доп • — допустимый ток через тело человека, А;

11ф — фазное напряжение, В.

Полагая, что сила тока, полученная при снижении напряжения по первому варианту (11,8 мА), не является очень опасной для че­ловека, получим сопротивление изоляции между человеком и зем­лей, оказывающее такое же снижение тока:

К_из = — Ю00 = 17644 Ом = 17,6 кОм.

0,0118

Таким образом, если перед неисправной электроустановкой имеется подставка или диэлектрический коврик с сопротивлением более 17,6 кОм, то опасность прикосновения будет минимальной, хотя напряжение прикосновения 220 В.

Третий путь защиты человека от прохождения через его тело опасного тока при касании аварийной установки состоит в отклю­чении ее в возможно короткий срок при пробое изоляции.

Эту функцию выполняют либо предохранители, либо автомати­ческие выключатели, но при одном обязательном условии — кор­пус аварийной электроустановки присоединен к нулевому проводу сваркой или болтовым соединением (занулен). Тогда при пробое изоляции или касании фазы корпуса появляется короткое замыка­ние фазы на нулевой провод, в несколько раз увеличивается элек­трический ток в поврежденной фазе, и срабатывает защита, уста­новленная в шкафу управления электроустановкой. Перегорают плавкие вставки предохранителей либо срабатывает автоматиче­ский выключатель. Установка отключается и не представляет опасности для обслуживающего персонала. Для снижения потен­циала поврежденной электроустановки относительно земли уста­новку не только зануляют, но и заземляют, присоединяя ее корпус к заземляющему устройству, расположенному в земле (РЕ-провод). Однако заземление без зануления запрещается, так как появляется возможность выноса опасного потенциала на другие установки.

Для полной безопасности электроустановку зануляют, заземля­ют, а рядом располагают защитный коврик или диэлектрическую подставку. В особо опасных местах (ямы для накопления навоза, емкости, помещения насосных установок и др.) используют все три варианта защиты людей от действия электрического тока, напри­мер, пользуются переносными светильниками напряжением 12 В, диэлектрическими ковриками, а установки заземляют и зануляют.

Большое распространение в АПК нашли устройства защитного отключения, которые отключают аварийную установку или уча­сток внутренней электропроводки при появлении тока утечки оп­ределенной величины. Такой ток может быть вызван касанием не­исправной установки, если человек стоит на земле или на токопро­водящем полу (см. 2.3.6.).

Устройства защитного отключения (У30) выпускаются на раз­личные токи нагрузки. Грамотный выбор УЗО для соответствую­щих условий также обеспечивает электробезопасность обслужи­вающего персонала.

4. Опасность шагового напряжения

Шаговое напряжение возникает, когда человек или животное подходят к заземляющему устройству аварийной электроустановки или к оборванному проводу действующей воздушной линии, ле­жащему на земле, когда по проводу проходит ток короткого замы­кания.

Напряжение шага зависит от величины тока, от свойств земли, как проводника тока, от сопротивления растеканию тока зазем­ляющего устройства, характера распределения потенциалов и от длины шага. Согласно ПУЭ и ГОСТ Р МЭК 61140-2000 средний шаг человека принимают равным 1 м, животного — 1,4 м. Зная удельное сопротивление земли и величину тока на землю, можно определить напряжение шага на любом расстоянии от заземлителя по формуле:

и_ш = 1₃ • R₃ = 1₃ • р • L₃ / S_3i, (1)

где 1₃ — ток замыкания на землю, А;

R₃ — сопротивление заземлителя, Ом;

р — удельное сопротивление земли, Омм;

L₃ — толщина слоя земли между точками касания, м;

S_3i — площадь полусферы в i-м месте нахождения человека или животного, м².

Подставив значения:

L₃ = L2-li;

S = 2тсг²,

получим выражение:

1_Г-1_Г

и_ш = 1₃' р • ———, (2)

2

2лх

1

где li и 1₂ — расстояние от заземлителя до ближайшей к нему и второй стопы человека или до передних и задних ног животного, м;

Ti — радиус сферы в i-м месте прохождения человека или жи­вотного, м.

Из формулы видно, что шаговое напряжение обратно пропор­ционально квадрату расстояния от заземлителя до человека или животного, т.е. имеет место нелинейная квадратичная зависимость напряжения от расстояния.

Входящие в формулу величины р и 1₃ определяются по следую­щим выражениям.

Удельное сопротивление земли определяют по формуле:

Р~ , (3)

JL

где р — удельное сопротивление грунта, Ом • м;

R — электрическое сопротивление грунта, Ом;

S — сечение образца грунта, м²;

L — длина образца грунта, м.

Если S = 1 м², a L = 1 м, то удельное сопротивление равно элек­трическому сопротивлению куба с длиной грани 1 м:

p=R-l Ом • м . (4)

Величину тока короткого замыкания на землю ориентировочно можно определить, зная напряжение электроустановки и сопротив­ление растеканию тока заземлителя:

13. = и_эу / R₃ А, (5)

где и_эу — напряжение электроустановки, В;

R₃ — сопротивление растеканию заземлителя, Ом.

Напряжение шага определим, преобразовав формулу (2) и заме­нив первую часть, которая постоянна, буквой П (потенциал):

Л

I 1_

^l2iJ

,В, (6)

и

^ш 6,28

=п

где 1₃ — ток замыкания на землю, А; р — удельное сопротивление земли, Ом м; li — расстояние от заземлителя до ближней стопы человека или передних ног животного, м;

Ь — расстояние до второй стопы человека или до задних ног животного, м.

Проследим, как изменяется потенциал с приближением челове­ка или животного к месту короткого замыкания упавшего провода на землю. Шаг человека принят 0,8 м, шаг животного — 1,6 м. Зна-

чения li и 1₂ изменяются по мере приближения к месту замыкания. При этом шаговое напряжение для человека будет увеличиваться: при li = 8 м, 1₂ = 8,8 м и_шч = 0,012 П; при li = 3 м, 1₂ = 3,8 м и_шч = 0,07 П, или в 5,8 раза больше; при lj = 2 м, 1₂ = 2,8 м и_шч = 0,14 П, или в 12 раз больше, чем на расстоянии 8 м;

при li = 1 м, 1₂ = 1,8 м и_шч = 0,44 П, или в 36 раз больше, чем на расстоянии 8 м;

при Ь = 0,2 м, 1₂ = 1,0 м и_шч = 4,0 П, или в 333 раза больше, чем на расстоянии 8 м.

Для животного:

при lj = 8 м, 1₂ = 9,6 м и_шж = 0,021 П;

при li = 0,2 м, 1₂ = 1,8 м и_шж = 4,4 П, т.е. увеличится в 211 раз по сравнению с потенциалом на расстоянии 8 м.

Очевидна квадратичная (нелинейная) зависимость шагового на­пряжения от расстояния. Чем дальше от места замыкания, тем меньше шаговое напряжение. На расстоянии 8 м оно падает более, чем в 200 раз.

Если шаги настолько малы, что между ступнями нет просвета, т.е. если li = 1₂, то шаговое напряжение равно нулю:

^__1_^Л v^Li Чу

Vp

и =-2 ^ш 6,28

=0. (7)

Следовательно, уходить от места короткого замыкания провода, например, или крана со стрелой, коснувшейся проводов линии, на­до очень малыми шагами или прыжками на обеих ногах, не раздви­гая их и не касаясь руками кабины машины. Это необходимо учи­тывать и при освобождении от тока пострадавшего человека или животного, которые могут быть источниками потенциалов шагово­го напряжения.

4. Нормативно-техническая документация по электробезопасности

Основные нормативные требования по электробезопасности из­ложены в «Межотраслевых правилах по охране труда (правилах безопасности) при эксплуатации электроустановок», введенных в действие с 01.07.2001 г., «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ), «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей», а также «Правилах применения и испытания

средств защиты, используемых в электроустановках, технические требования к ним», в соответствующих ГОСТах и других норма­тивных документах.

В «Правилах безопасности при эксплуатации электроустановок» (ПБЭЭ) приведены формы документации на электроустановках, обязательные требования безопасности при производстве отдель­ных видов работ: обслуживание электродвигателей и распредели­тельных устройств, ремонт линий электропередачи, монтаж и экс­плуатация устройств защиты и измерительных приборов, проведе­ние испытаний оборудования, работы с электроинструментом, ручными электрическими машинами и переносными светильни­ками.

Порядок расследования тяжелых, групповых и смертельных случаев, связанных с действием электрического тока на производ­стве и в быту, приведен в «Положении об особенностях расследо­вания в отдельных отраслях и организациях несчастных случаев на производстве». Нормы комплектования предприятий средствами защиты, сроки их механических и электрических испытаний при­ведены в «Правилах применения и испытания средств защиты, ис­пользуемых в электроустановках, технические требования к ним».

Согласно нормативным документам основными техническими средствами обеспечения электробезопасности являются: защитное заземление, зануление, защитное отключение, пониженное напря­жение, электрическое разделение сетей, усиленная изоляция токо­ведущих частей, компенсация токов замыкания на землю, огради­тельные устройства, предупредительная сигнализация, блокировка, жаки безопасности и плакаты.

4. Требования к персоналу хозяйств и предприятий АПК по обеспечению электробезопасности

Требования электроснабжающих организаций к персоналу предприятий, производящих и перерабатывающих сельскохозяйст­венную продукцию, а также арендных, крестьянских (фермерских) хозяйств и предприятий других форм собственности в системе АПК определяются «Правилами пользования электрической энер­гией» и договором на пользование электрической энергией, заклю­ченным с энергоснабжающей организацией. Содержание приемни­ков электрической энергии и их безопасную эксплуатацию в соот­ветствии с требованиями нормативно-технической документации должен обеспечить руководитель или владелец предприятия.

Для непосредственного выполнения работ по организации безо­пасной эксплуатации электроустановок руководитель назначает ответственного за электрохозяйство. Если на предприятии есть должность главного энергетика, эту функцию поручают ему.

В обязанности ответственного за электрохозяйство входит: проведение профилактических и ремонтных работ энергетиче­ского оборудования;

обучение электротехнического персонала и организация про­верки знаний ПТЭЭП, ПБЭЭ, ПУЭ;

обеспечение надежности работы и безопасности обслуживания электроустановок;

учет и анализ случаев электротравматизма и принятие мер, ис­ключающих возможность поражения электрическим током;

разработка должностных инструкций для электротехнического персонала;

выполнение предписаний органов госэнергонадзора. Ответственный за электрохозяйство назначается после проверки знаний соответствующих правил и получения IV группы по элек­тробезопасности в установках 380/220 В и V группы в установках выше 1000 В.

В случае отсутствия возможности назначения или найма ответ­ственного за электрохозяйство с соответствующей группой по электробезопасности ответственность за безопасную эксплуатацию электроустановок напряжением до 400 В может быть возложена на руководителя или владельца предприятия, хозяйства по совмест­ному согласованию с местными органами энергонадзора. В этих случаях проверка знаний правил у руководителя или владельца хо­зяйства и присвоение ему группы по электробезопасности не тре­буется.

Владельцы крестьянских (фермерских) хозяйств или личного подсобного хозяйства, имеющие электроустановки до 400 В, долж­ны пройти инструктаж в местном органе энергонадзора и получить памятку по безопасному обслуживанию электроустановок, о чем делается запись в журнале учета индивидуальных потребителей, имеющих электроустановки выше 220 В, и в заявлении — обяза­тельстве владельца (фермера), форма которого приведена в прило­жении 9.

Ответственность за безопасную эксплуатацию электроустановок на предприятии АПК, сданном в аренду, устанавливается в догово­ре аренды.

За нарушение правил эксплуатации электроустановок и межот­раслевых правил по охране труда (правил безопасности) при экс­плуатации электроустановок виновные работники несут дисципли­нарную, административную или уголовную ответственность, уста­новленную должностными инструкциями. Соблюдение правил контролируют работники охраны труда организаций и хозяйств, а также государственные инспектора предприятий энергонадзора.

4. Подготовка электротехнического персонала для хозяйств и предприятий АПК