Исследование электробезопасности ручных машин (200

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

В.С. Ванаев, А.Ф. Козьяков, В.В. Тупов

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ РУЧНЫХ МАШИН

Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

2010

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 628.518(076) ББК 65.247

В17

Рецензент Ю.В. Чижиков

Ванаев В.С.

В17 Исследование электробезопасности ручных машин : метод. указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» / В.С. Ванаев, А.Ф. Козьяков, В.В. Тупов. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 13, [3] с. : ил.

Рассмотрен порядок исследования и оценки электробезопасности при работе человека с ручной электрической машиной.

Для студентов всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана.

УДК 628.518(076) ББК 65.247

Учебное издание

Ванаев Владимир Степанович Козьяков Анатолий Федорович Тупов Владимир Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ РУЧНЫХ МАШИН

Редактор Е.К. Кошелева Корректор Л.Н. Петрова

Компьютерная верстка В.И. Товстоног

Подписано в печать 18.12.2009. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Изд. № 104а.

Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.

c МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Цель работы — ознакомление с предельно допустимыми значениями напряжений прикосновения и токов, а также с классификацией ручных электрических машин (РЭМ) по методу защиты человека от поражения электрическим током; освоение методик измерения тока утечки и сопротивления изоляции, характеризующих электробезопасность РЭМ, на примере машины класса II.

Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока.

Ручная электрическая машина — машина с приводом от электрического или электромагнитного двигателя, являющегося ее неотъемлемой частью, предназначенная для выполнения технологических операций.

Используются РЭМ практически во всех отраслях промышленности, в строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте, а также в научных лабораториях, испытательных подразделениях, в быту и пр. На долю РЭМ приходится 60. . . 70 % общего объема выпускаемых ручных машин с различными приводами. При эксплуатации РЭМ могут представлять потенциальную опасность поражения электрическим током, приводящего в ряде случаев к увечью человека или к летальному исходу.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.Нормирование параметров электробезопасности

Всоответствии с ГОСТ 12.1.038–82* [1] в качестве параметров электробезопасности установлены предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека.

Напряжение прикосновения — напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Предельно допустимые значения установлены для проектирования средств и способов защиты людей при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц и приводятся для двух режимов работы электроустановок: нормального (неаварийного) режима и аварийного режима.

Значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 1. Предельно допустимые значения приведены при продолжительности воздействий не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

При продолжительности воздействия электрического тока более 1 с значения, приведенные в табл. 2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

4

»ервисC-нигаK гентство«A ООО & »БИБКОМ« ЦКБ« ОАО Copyright

Таблица 2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Таблица 3

Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.2. Классификация ручных электрических машин

Обеспечение надежной защиты человека от поражения электрическим током во время эксплуатации РЭМ является серьезной проблемой. К РЭМ предъявляют более жесткие требования по электробезопасности, чем к стационарным электрическим установкам, поскольку первые эксплуатируются в менее благоприятных условиях, чем вторые. Эксплуатироваться РЭМ могут как квалифицированным персоналом, так и лицами, не имеющими специальной подготовки, при этом машины могут подвергаться перегрузкам, ударам, резким перепадам температуры окружающей среды, воздействию пыли, влаги, солнечной радиации и т. д. Вследствие этого РЭМ имеют собственную классификацию, отличающуюся от классификации всех электроустановок.

По типу защиты человека от поражения электрическим током РЭМ подразделяют на классы I, II и III.

Машина класса I — РЭМ, в которой защиту от поражения электрическим током обеспечивают основной изоляцией, а также дополнительными мерами безопасности, при которых доступные токопроводящие части соединены с защитным (заземляющим) проводом таким образом, что не могут оказаться под опасным напряжением в случае повреждения основной изоляции.

6

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Основная изоляция — изоляция частей РЭМ, находящихся под напряжением, предназначенная для основной защиты от поражения электрическим током.

К дополнительным мерам, помимо защитного заземления, относятся также применение защитно-отключающего устройства и обязательное использование средств индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, боты, коврики).

Машина класса II — РЭМ, в которой защиту от поражения электрическим током обеспечивают как основной изоляцией, так

идополнительными мерами безопасности (двойная и усиленная изоляция) и которая не имеет защитного провода или защитного контакта заземления.

Двойная изоляция — изоляция, включающая как основную, так

идополнительную изоляцию.

Дополнительная изоляция — независимая изоляция, предусмотренная как дополнение к основной изоляции для обеспечения защиты от поражения электрическим током в случае повреждения основной изоляции.

Усиленная изоляция — единая система изоляции частей РЭМ, находящихся под напряжением, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция.

Машина класса III — РЭМ, в которой защиту от поражения электрическим током обеспечивают посредством ее питания безопасным сверхнизким напряжением и в которой не возникают напряжения, превышающие безопасное сверхнизкое напряжение.

Безопасное сверхнизкое напряжение — номинальное напряжение между проводниками и между проводниками и землей, не превышающее 42 В, или, в случае трехфазного питания, не превышающее 24 В между проводниками и нейтралью.

1.3. Обеспечение электробезопасности ручных электрических машин на примере машин класса II

В настоящее время преимущественное распространение получили РЭМ класса II, для работы которых используется электрическая энергия переменного тока напряжением 220 В и промышленной частотой 50 Гц.

7

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Степень поражения человека электрическим током зависит от того, каким образом произошло включение человека в электрическую цепь. Различают две наиболее характерные схемы:

1)двухфазное включение — одновременное прикосновение человека к двум фазам (двум проводам). В этом случае человек попадает под наибольшее напряжение в сети — линейное;

2)однофазное (фазное) включение — прикосновение человека к одной фазе (одному проводу) и к земле или к предмету, имеющему электрическую связь с землей. В этом случае человек попадает под фазное напряжение.

При исправном состоянии основной изоляции как однофазное, так и двухфазное включение человека в электрическую сеть маловероятно. Наиболее вероятен травматизм при работе РЭМ, у которой нет внешних признаков неисправности, но повреждена изоляция внутри машины (аварийный режим). В этом случае есть вероятность попадания человека под фазное напряжение. Но даже при наличии исправной изоляции в РЭМ имеет место утечка тока в металлические нетоковедущие детали через толщу изоляции, по ее поверхности и через ионизированный воздух. Следует учитывать, что изоляция обладает свойством терять свое качество под влиянием повышенной температуры, влажности, электрических полей

имеханических воздействий. Таким образом, электробезопасность РЭМ определяется током утечки и сопротивлением изоляции. Эти характеристики для РЭМ класса II являются основными и единственно гарантирующими безопасность при их эксплуатации.

В соответствии с ГОСТ 12.2.013.0–91 (МЭК 745-1–82) [2] должны быть выполнены следующие требования безопасности.

1. Ток утечки при нормальной эксплуатации РЭМ класса II не должен превышать 0,25 мА.

Измеряют ток утечки между любым полюсом источника питания и металлическими частями РЭМ, отделенными от токоведущих частей только основной изоляцией, а также между любым полюсом источника питания и доступными металлическими частями либо пластинкой металлической фольги площадью не более 20 × 10 см, соприкасающейся с доступными поверхностями изоляционного материала, соединенными между собой.

Доступная часть РЭМ — часть, к которой можно прикоснуться стандартным испытательным пальцем. Металлические части,

8

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

которые находятся в электрической связи с доступными металлическими частями, тоже считаются доступными.

Для РЭМ класса II с номинальным напряжением, не превышающим 250 В, ток утечки измеряют по схеме, приведенной на рис. 1, при двух положениях переключателя (1 и 2).

Рис. 1. Схема измерения тока утечки и сопротивления изоляции РЭМ класса II:

1 — доступная часть; 2 — недоступная металлическая часть; 3 — основная изоляция; 4 — дополнительная изоляция; 5 — усиленная изоляция

2. В РЭМ должно быть обеспечено достаточное сопротивление изоляции, которое измеряют при напряжении постоянного тока порядка 500 В.

Сопротивление изоляции должно быть не меньше, чем указано ниже:

9

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Описание лабораторного оборудования и методики измерения параметров ручных электрических машин

Лабораторную работу выполняют на специальном учебном стенде (рис. 2) для исследования электробезопасности РЭМ [3].

На панели блока приборов 9 помимо тумблеров 10, 11 и 12 имеются еще два коммутирующих устройства (на рис. 2 не показаны), расположенных правее и обозначенных непосредственно на стенде. Тумблер «Полюс сети» (переключатель фаз) позволяет последовательно присоединять микроамперметр с одной стороны к полюсу I (см. рис. 1, контакт 1) и к полюсу II (см. рис. 1, контакт 2). Следующий тумблер «Место измерения» позволяет последовательно изменять место подключения: к недоступным металлическим частям (НМЧ) РЭМ (верхнее положение тумблера, обозначено «НМЧ») и к наружным доступным частям, соединенным электрически с помощью пластинки из металлической фольги, закрепленной на части корпуса РЭМ, выполненной из изолированного материала (нижнее положение тумблера «Корпус»).

Тумблер «Вид измерения» позволяет переключить схему прибора с режима измерений токов утечки (верхнее положение «Ток утечки») на режим измерения сопротивления изоляции РЭМ (нижнее положение «Сопр. изол.»). При этом мегомметр приводится в действие вращением рукоятки, расположенной на боковой стороне блока приборов 9, а последовательная подача тока постоянного напряжения на РЭМ осуществляется с помощью привода правого переключателя в верхнее положение «НМЧ», что соответствует измерению сопротивления основной изоляции (см. рис. 1, позиция 3). Для измерения сопротивления дополнительной изоляции

10