Опасность замыканий на землю. Роль защитного заземления - ­­­Электрическая часть электростанций

При протекании электрического тока через тело человека происходят физико-химические реакции, раздражение и поражение отдельных участков тела, ожоги, возможны шок, паралич и смерть. При первой степени действия тока создается легкое раздражение нервной системы, вызывающее реакцию — отдергивание. Вторая степень вызывает сильное раздражение, при котором человек теряет способность управления мышцами, часто теряет сознание и сам не может оторваться от проводника, находящегося под напряжением. При третьей степени наступают судороги группы мышц, главным образом грудной клетки, расстраивается сердечная деятельность, во многих случаях возникает фибрилляция — хаотическое беспорядочное сокращение волокон сердечной мышцы, приводящее к остановке кровообращения, прекращается дыхание, наступает клиническая смерть, сменяющаяся через 4—8 мин биологической смертью.

При любой степени возможны местные и обширные поверхностные и глубинные ожоги. Необходимо как можно быстрее, в течение секунд, пользуясь изолирующими средствами защиты, отделить человека от напряжения, расслабить и освободить его тело, обеспечить приток свежего воздуха, поднести к носу вату, смоченную нашатырным спиртом. Если этого недостаточно, то надо применить имеющиеся под руками средства оживления: аппаратные (РПА-1, ПД-2) или ручные способы искусственного дыхания, оживляющий кислородный аппарат, массаж сердца, для дефибрилляции — конденсаторный разряд через грудную клетку при напряжении 1,5—2 кВ током 15—20 А при длительности разряда около 10 мс. Одновременно (немедленно) вызывается медицинская помощь для реанимации пострадавшего. Однако следует помнить, что энергия, отдаваемая в организм дефибриллятором (порядка 300—400 Дж) при сильнейшем ударе тока в сердце, сопровождается болевым шоком, который сам может привести к гибели находящегося на грани жизни и смерти человека. Советскими специалистами создан новый аппарат «Элнар» (электронаркоз), работающий в паре с импульсным дефибриллятором малой мощности, но с формой импульса, обеспечивающей высокую терапевтическую эффективность и почти не влекущей к функциональным и морфологическим нарушениям сердечной мышцы. «Элнар» обеспечивает синхронную с дефибриллятором общую анастезию организма на время, соизмеримое с длительностью спасательного импульса, и, по мнению клиницистов, заслуживает самой высокой оценки. Легкие ожоги (краснота, боль) лечатся 1 %-ным спиртовым раствором уснината натрия, содой, свинцовой примочкой, 4 %-ным раствором марганцовокислого калия. Если ожоги тяжелые (пузыри, обугливание), необходимо обеспечить предохранение от загрязнения и квалифицированную медицинскую помощь. Опасен для человека ток, проходящий через тело, а напряжение опасно только как причина протекания тока, определяющая его значение. В первом приближении можно считать, что ток, больший или равный 0,1 А, является смертельным; при токах 0,02— 0,05 А возникает опасное поражение, самостоятельное освобождение от тока невозможно. Ток 0,015—0,02 А принимается для подсчетов как предельное безопасное значение. Безопасным с вероятностью 99,5 % при длительности воздействия от 1 до 30 с можно считать переменный ток промышленной частоты 9 мА для мужчин и б мА для женщин. Поражение человека зависит от очень многих причин (состояния организма, структуры тела, кожного покрова, состояния кожи, поверхности и плотности контакта, пути тока через тело и т. п.), создающих сопротивление току, а также от времени воздействия тока. Мускулы и кровь почти не имеют сопротивления. Кости, хрящи, связки, жир и кожа, особенно эпидерма (0,02— 0,05 мм) обладают большим сопротивлением.

Род тока	Предельный допустимый ток, мА, при продолжительности воздействия, с
	0,01—0,08	0,1	0,3	0,5	0,7	1.0	1,0—3,0
Переменный: 50 Гц	250	210	75	45	35	25	6
400 Гц	—	21Q	130	100	85	75	8
Постоянный	250	210	130	100	85	75	15

Сопротивление тела человека электрическому току находится в пределах от 0,6 до 100 кОм; при повреждении кожи оно может быть и меньше. Если взять для расчета в качестве наибольшего безопасного тока 0,02 А, а в качестве наименьшего сопротивления тела 600 Ом, получается напряжение 12 В, которое принято для питания местных сетей, переносных ламп и ручных светильников в особо неблагоприятных условиях: при тесноте, сырости, неудобном положении человека, соприкасающегося с большой металлической, хорошо заземленной поверхностью, например при работах внутри котлов, баков, в кратере гидротурбин и т. п. Для местного освещения оборудования, станков и для питания ручных светильников в помещениях с повышенной опасностью и ё особо опасных нормировано напряжение 36 В, по международному стандарту — 42 В. Санитарно-гигиенические нормы на предельные допустимые токи при их воздействии на организм человека, утвержденные Минздравом СССР, представлены в табл. 12-1. Основной причиной несчастных случаев при эксплуатации почти всегда является слабое знание правил техники безопасности или пренебрежительное отношение к ним. В частности, при осмотре электроустановок запрещается приближаться к токоведущим частям как самому человеку, так и применяемыми им инструментами, приспособлениями и временными ограждениями, на расстояния меньше нижеследующих:

Напряжение установки, кВ	Расстояние до токоведущих частей, м
До 1000 в	0,6 на ВЛ; в РУ не нормируется, но прикосновение не допускается
6—35	0,6
60—110	1,0
150	1,5
220	2,0
330	2,5
400 -500	3,5
750	5,0
800 кВ постоянного тока	3,5

Рис, 12-2. Распределение токов в условиях защитного заземления

Заходить за ограждения и барьеры ячеек и камер РУ запрещается. Во время осмотра выполнение какой-либо работы запрещается. В электроустановках проверять отсутствие напряжения необходимо исправным указателем напряжения. В электроустановках до 1000 В с заземленной нейтралью проверять отсутствие напряжения нужно как между фазами, так и между каждой фазой и заземленным корпусом оборудования или заземляющим (зануляющим) проводом. Допускается применять предварительно проверенный вольтметр. Пользование контрольными лампами запрещается. Устройства, сигнализирующие об отключенном положении аппаратов, например блокирующие устройства, постоянно включенные вольтметры, сигнальные лампы, являются лишь дополнительными средствами, на основании действия которых нельзя делать заключение об отсутствии напряжения. На рис. 12-2 показана примерная картина распределения токов в условиях защитного заземления. При изолированной нейтрали (12-1) Для уменьшения тока через тело человека надо: уменьшить сопротивление заземления Ra, для чего необходим расчет защитного заземления; уменьшить напряжение прикосновения UapaK (которое составляет часть напряжения заземления U3), что достигается соответствующим выполнением конструкции защитного заземления; увеличить сопротивление человека для чего устраиваются изолирующие подставки и площадки, настилаются резиновые коврики и дорожки, применяются индивидуальные средства безопасности (диэлектрические боты и галоши, диэлектрические перчатки, изолирующие клещи, штанги и т. п.). Наряду со средствами уменьшения тока через тело человека необходимо защитное отключение — быстродействующее (0,05— 0,2 с) отключение установки. При заземленной нейтрали и, например, при токе однофазного короткого замыкания 2 кА даже при нормированном сопротивлении заземления, равном 0,5 Ом, напряжение заземления равно 1 кВ, но может быть и больше. Очевидно, что здесь необходимы защитное отключение, выравнивающие сетки для снижения напряжения прикосновения, а также личные средства безопасности.

Рис. 12-3. Изменение потенциала при растекании тока в однородном грунте Рис. 12-4. Заземление опор с граничными напряжениями прикосновения На рис. 12-3 приведена кривая изменения потенциала при растекании тока в однородном грунте и показаны напряжения прикосновения и напряжения шага. Коэффициенты напряжения прикосновения и шага: (12-2) Рис. 12-4 дает понятие о граничных вариантах конструкций, при которых напряжение прикосновения равно либо нулю, либо напряжению заземления. Особо опасен вынос потенциала металлическими оболочками кабелей, нулевыми проводами сетей 380/220 В, трубопроводами, рельсами за пределы контура, так как за пределами установки они доступны населению и животным. Для исключения выноса потенциала надо стремиться сохранить местные коммуникации внутри ограды установки, а если это невозможно, то применять изоляционные стыки (длиной, исключающей поражение), повторные заземления, выравнивающие сетки для всемерного снижения напряжения прикосновения. В сложной и разветвленной заземляющей сети выносные потенциалы обычно снижаются. Трансформаторы собственных нужд 380/220 В потребителей, находящихся за пределами контура заземления, надо выносить за ограду объекта к потребителям и возле их установки устраивать местное заземление.