39.Статическое электричество. Меры защиты.

Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.

Систематическое воздействие электростатического поля повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека. Оно может вызывать функциональные изменения центральной нервной, сердечнососудистой и других систем организма. Поэтому предельно допустимую интенсивность электростатического поля на рабочих местах нормируют.

Основная опасность процесса электризации в производственных условиях состоит в возможности возникновения пожаров и взрывов. В качестве индивидуальных средств защиты от электростатических зарядов можно использовать антистатическую обувь, антистатические халаты и др.Одна из мер, препятствующих накоплению и сохранению электрических зарядов, — увеличение электропроводности воздуха, например, его увлажнение.

Наиболее простой и эффективный метод борьбы с накоплением зарядов статического электричества — заземление производственного оборудования, трубопроводов, вентиляционных воздуховодом емкостей. Заземляющие устройства должны иметь сопротивление не более 100 Ом. В ряде установок применяется искусственная ионизация сухого воздуха в зоне образования зарядов (нейтрализация зарядов).

Работа нейтрализаторов статического электричества основана на разных принципах:

*Индукционные нейтрализаторы могут быть с остриями и проволочные. Их действие основано на использовании заряженного электрода, на поверхности которого образуется тлеющий разряд. Заряд возникает при наличии острия или тонкой проволоки, около которых резко возрастает напряженность неоднородного электрического поля. Этот постоянно действующий разряд ионизирует окружающий воздух, делая его электропроводным. Индукционные нейтрализаторы начинают действовать лишь в случае, когда напряжение на электродах достигает нескольких киловольт.

*Радиоизотопные нейтрализаторы представляют собой излучатели радиоактивных частиц, которые обладают свойством ионизировать воздух. они просты по конструкции, не требуют источника электропитания, имеют длительный срок службы и удобны в эксплуатации. Нейтрализатор представляет собой металлический контейнер, в котором находится источник излучения. Контейнер создает необходимое экранирование и позволяет регулировать направление излучения.

40. Одно- и двухфазное подключение человека. Напряжение шага. (прочесть)

Степень опасности поражения электрическим током зависит в значительной мере от того, каким оказалось включение человека в электрическую цепь. Прикосновение (включение) к токоведущим элементам в трехфазных сетях может быть однофазным и двухфазным.

Однофазное включение — это прикосновение к одной фазе элек­троустановки, находящейся под напряжением.

Двухфазное включение — это одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением. При двухфазном включении (рис. 11.1, а) человек находится под линейным напряжением. Такое включение в электрическую цепь наиболее опасно. Силу тока /л, проходящего через тело человека, определяют по формуле

где Uл и Uф — соответственно линейное и фазное напряжение. В; Rh — сопротивление тела человека, Ом. Случаи двухфазного включения человека редки и являются, как правило, результатом нарушения правил техники безопасно­сти

Однофазное включение происходит значительно чаще, но оно менее опасно, чем двухфазное. При однофазном включении в сеть с глухозаземленной нейтралью (рис. 11.1,6) через тело человека пройдет ток меньшей силы, потому что он окажется под действием фазного напряжения, который меньше линейного в sqrt(3) раз. При этом электрическая цепь тока, проходящего через человека, вклю­чает в себя, кроме сопротивления тела человека, сопротивление основания (пола), на котором стоит человек /?_п, сопротивление его обуви Rоб и сопротивление заземления нейтрали источника тока R0 Тогда

При однофазном включении в сеть с изолированной нейтралью (рис. 11.1, в) через тело человека пройдет ток еще меньшей силы, чем во втором случае, так как в сопротивление цепи входит не только сопротивление тела человека, основания, на котором он стоит, его обуви, но и сопротивление изоляции проводов относи­тельно земли (Rиз). Чем лучше изоляция и больше ее сопротивле­ние относительно земли, тем меньше ток, проходящий через чело­века. В этом случае при равных значениях сопротивления изоля­ции всех фаз относительно земли сила тока

В трехфазной сети с изолированной от земли нейтралью источ­ника питания (генератор, трансформатор) и одинаковым сопро­тивлением изоляции всех трех фаз относительно земли имеет ме­сто симметрия напряжений фаз относительно земли (рис. 11.2), причем эти напряжения равны фазовым напряжениям источника питания.

В процессе эксплуатации электроустановок может возникнуть замыкание на землю (вследствие повреждения изоляции) через металлические корпуса электрических машин, аппаратов и кон­тактирующие с ними корпуса производственного оборудования, которые оказываются под напряжением относительно земли. Если корпуса имеют связь с землей через специальное заземляющее устройство или через фундаменты и основания, то в этом случае в сети с изолированной нейтралью в месте замыкания проходит относительно небольшой ток, обус­ловленный большим сопротивлени­ем изоляции исправных фаз. Уста­новка продолжает работать, но кор­пуса электрооборудования оказыва­ются длительное время под напря­жением. Напряжение корпуса отно­сительно земли, потенциал которой на расстоянии 20 м и более от места замыкания принимается равным ну­лю, равно

где I₃ — ток замыкания на землю; R₃ — сопротивление заземляю­щего устройства.

Человек, находящийся на земле или на полу в зоне стекания тока замыкания на землю и касающийся при этом корпусов оборудования, окажется под напряжением прикос­новения. Человек, стоящий или про­ходящий в зоне стекания тока за­мыкания на землю, оказывается под напряжением шага. В обоих случаях возможно поражение чело­века электрическим током.

Напряжением шага называют напряжение между двумя точками це­пи тока, находящимися одна от дру­гой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

В случае прикосновения человека, стоящего на земле, к зазем­ленному корпусу электрооборудования, оказавшемуся под напря­жением в результате пробоя изоляции на корпус, напряжение при­косновения определится как разность потенциалов между руками фр и ногами ф_н

Потенциал руки, прикасающейся к корпусу, равен потенциалу корпуса относительно земли (Uз, т. е.

где Iз — ток замыкания на землю. А;

Rз — сопротивление заземляющего устройства, Ом. Если человек прикасается к заземленному оборудованию и сто­ит ногами непосредственно над заземлителем (рис. 11.3), то от одиночного заземлителя напряжение прикосновения увеличива­ется и достигает максимального значения на расстоянии 20 м от заземлителя, где ф_н=0.

Напряжение шага определяется как разность потенциалов от­дельных точек земли или пола, под которой оказываются ноги че­ловека в зоне растекания тока в земле:

где р — удельное сопротивление грунта, Ом-м; а — шаг человека (0,8 м);

х — расстояние от заземлителя до одной ноги, м.

Из формулы (11.8) и рис. 11.4 видно, что напряжение шага по мере удаления от точки замыкания электрической цепи на землю (одиночного заземлителя) уменьшается и на расстоянии около 20 м от нее практически равно нулю.

В случае падения провода на землю не допускается приближе­ние к нему в радиусе 6—8 м от места замыкания на землю. Если необходимо приблизиться к месту замыкания, то следует надеть диэлектрические галоши или боты.