Основы электробезопасности. Ч. 1. Теоретические основы условий поражен
.pdfэлектрической цепи и могут быть использованы при углубленном анализе электрических параметров и условий безопасности.
Амплитудное значение переменного тока при прикосновении человека к токоведущим частям электроустановок может быть определено по выражению
Im Im0,04 γ t 0,04 , |
(133) |
где Im0,04 – амплитудное значение тока (мА) при t = 0,04 с, соответствующее напряжению прикосновения Um; γ – крутизна нарастания
тока при Um, мА/с; t – время воздействия напряжения, с.
При напряжении прикосновения Um = 40 В протекающий через человека ток достигает величины 100 мА через 6 с. Если принять во внимание суммарное время отключения электрической сети аппаратурой защитного отключения и спадания ЭДС отключенного двигателя (примерно 0,75 с), то протекающий через человека ток в момент отпадания контакторов магнитных пускателей при напряжении прикосновения Um = 70 В составит 140 мА, что представляет смертельную опасность.
Исходя из этого для защиты рабочих от опасных токов необходимо использовать быстродействующие системы защитного отключения.
3.8.2.Угол сдвига фаз
Вп. 3.4 говорилось о том, что человек состоит из токопроводящих «элементов»: крови, мышечной тканей, спинномозговой жидкости – и «элементов», электрическое сопротивление которых достаточно велико: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи. Исходя из этого человека, попавшего под напряжение, можно рассматривать как схему, состоящую из активного и емкостного сопротивлений.
Соотношение активной и емкостной составляющих полного сопротивления тела человека характеризуется углом сдвига фаз между приложенным к электродам напряжением и током, протекающим через человека.
131
При кратковременных воздействиях пороговых токов угол сдвига фаз изменяется во времени: уменьшается в течение периода протекания тока (рис. 56).
Рис. 56. Изменение угла сдвига фаз во времени:
1 – t = 200 мс; 2 – t = 100 мс; 3 – t = 50 мс; 4 – t = 25 мс
Кроме того, по мере сокращения длительности воздействия и, следовательно, с ростом пороговых значений напряжения прикосновения и пороговых значений токов угол сдвига фаз уменьшается и составляет в среднем: при 200 мс– 16°, при 100 мс– 14°, при 50 мс –
11,4° ипри25 мс– 9,6°.
Уменьшение угла сдвига фаз может быть объяснено влиянием комплекса физических и физиологических явлений (разогрев кожи, потовыделение, судорожное сокращение мышц и т.д.), вызванных воздействием тока значительной величины. К тому же под воздействием сравнительно высоких значений напряжения прикосновения наступает частичный пробой кожи, который также снижает емкость, а следовательно, и угол сдвига фаз.
132
Пороговые значения угла сдвига фаз при кратковременных воздействиях ниже, чем в режиме длительного воздействия, что объясняется различием уровней воздействующего напряжения (в режиме кратковременного воздействия уровень напряжения прикосновения выше, чем в режиме длительного воздействия).
Для длительности воздействия t = 40 мс уравнения, описывающие угол сдвига фаз, согласно [16] имеют следующий вид:
для минимальных значений
|
1 |
; |
(134) |
|
3,99 0,111 U 10 2 |
||||
для максимальных значений |
|
|
|
|
|
1 |
|
. |
(135) |
1,79 0,087 U 10 2 |
||||
Для длительности воздействия t = 200 мс уравнения согласно
[16]примут следующий вид: для минимальных значений
|
1 |
; |
(136) |
4,28 0,130 U 10 2 |
для максимальных значений
|
1 |
|
2,29 0,060 U 10 2 . |
(137) |
Следует отметить, что в практических расчетах величиной угла сдвига фаз и нелинейностью электрического сопротивления тела человека пренебрегают и принимают, что организм человека имеет только активное электрическое сопротивление.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Правила устройства электроустановок / Мин-во энергетики. – 7-е изд. – М.: Энергосервис, 2002. – 279 с.
2.Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с.
3.Гусев Ю.Н., Ушанов В.П., Чесноков Н.М. Средства и устройства безопасности для работ в электроустановках. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 96 с.
4.ГОСТ Р 12.1.009–2009. Электробезопасность. Термины
иопределения. – М.: Стандартинформ, 2010. – 12 с.
5.Назаров Г.Н., Николенко Л.П. Судебно-медицинское исследование электротравмы. – М.: Фолиум, 1992. – 144 с.
6.Петров И.Р. О влиянии на организм электрического тока // Электротравматизм и борьба с ним. – Л.: ЛИОТ, 1936. – С. 17–28.
7.Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. – Л.: Энергия, 1971. – 320 с.
8.Меньшов Б.Г. К вопросу исследования электрического сопротивления тела человека в подземных условиях // Тр. МГИ. – 1957. – Сб. 19. – С. 24–28.
9.Герлётка С. Влияние эргономических факторов в угольных
шахтах на электрофизиологию человека // Безопасность труда
впромышленности. – 2003. – № 3. – С. 59–63.
10.Манойлов В.Е. Электричество и человек. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 224 с.
11.Долин П.А. Работы под напряжением на линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения и проблемы безопасности: дис. … д-ра техн. наук. – М., 1973.
12.Долин П.А., Князевский Б.А. О критериях электробезопас-
ности // Тр. МЭИ. – 1975. – Вып. 211. – С. 155–158.
13.Коренев Н.П. Исследование электрических параметров человека как объекта защиты при эксплуатации электроустановок горнодобывающих предприятий в длительном режиме воздействия различных видов тока: дис. … канд. техн. наук. – М., 1975.
134
14.Пахомов А.Ф. Сравнительная опасность постоянного и переменного тока в условиях повышенного давления: дис. … канд.
биол. наук. – Л., 1956.
15.Сухоруцких Б.С., Конча Ф.Я. О первичных критериях электробезопасности при воздействии пульсирующего напряжения // Промышленная безопасность. – 1972. – № 6. – С. 7–9.
16.Электробезопасность в горнодобывающей промышленности / Л.В. Гладилин, В.И. Щуцкий, Ю.Г. Бацежев, Н.И. Чеботаев. – М.: Не-
дра, 1977. – 327 с.
17.Малов Н.Н., Ржевкин С.Н. Сопротивление человеческого тела электрическим токам высокой частоты // Журнал прикладной физики. – 1929. – Т. VI, вып. 5. – С. 39–73.
18.Бузовкин В.Л. Разработка и исследование метода определения электрических параметров организма человека как объекта защиты от поражения электрическим током в шахтных и рудничных электроустановках напряжением до 1000 В: дис. … канд. техн.
наук. – М., 1971.
19.Kupfer J. Verlauf der Schwelle für die Auslösung von Herzkammerflimmern durch 50-Hz-Wechselströme // Electric. – Berlin, 1979. – Bd. 33, № 11. – S. 608–609.
20.ПОТ РО 14000-005–98. Положение. Работы с повышенной опасностью (утв. Департаментом экономики машиностроения Минва экономики Рос. Федерации 19 февраля 1998 г.) – М., 1998. – 116 с.
21.Долин П.А., Медведев В.Т., Корочков В.В. Электробезопасность: задачник: учеб. пособие / под ред. В.Т. Медведева. –
М.: Гардарики, 2003. – 215 с.
22.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей / Госэнергонадзор Минэнерго России. – М.: Энергосер-
вис, 2003. – 392 с.
23.Об утверждении правил по охране труда при эксплуатации электроустановок: приказ от 24 июля 2013 г. № 328н [Электронный ресурс]. – URL: http://www.otiss.ru/links/docs/ prikaz.pdf.
24.Охрана труда: учеб. пособие: в 4 ч. Ч. 3. Специальные вопросы обеспечения требований охраны труда и безопасности производственной деятельности / Г.З. Файнбург [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Золотой теленок, 2007. – 384 с.
Учебное издание
Николаев Александр Викторович, Садыков Руслан Ильгизович
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
Часть 1 Теоретические основы условий
поражения человека электрическим током
Учебное пособие
Редактор и корректор В.В. Мальцева
Подписано в печать 04.06.2015. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 8,5. Тираж 100 экз. Заказ № 105/2015.
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.