u_cours

333

петлях прохождения, например, через язык, его величина может быть значи-

тельно меньше. Токи со значением 0,5 (5) мА называют пороговыми ощути-

мыми (условимся впредь, что все приводимые данные соответствуют пере- менному току с частотой 50 Гц, а в скобках – постоянному току). В зависи- мости от петли тока они могут быть меньшими. Эти токи нельзя считать безопасными. При прохождении их через тело человека в течение нескольких минут возникают поражения, исход которых, главным образом, зависит от индивидуальных свойств пострадавшего. Ток, который не вызывает вредных воздействий называют безопасным. Он имеет приблизительные значения 50

-75 (100 - 125) мкА.

Вэлектробезопасности применяют и такие понятия, как неотпускаю-

щий и фибрилляционный токи. Первый характеризуется непреодолимыми судорожными сокращениями мышц, второй – фибрилляционным действием. За пороговое значение неотпускающего тока приняты средние величины: для мужчин – 16 (80) мА; для женщин – 11 (50) мА и для детей –8 (40) мА.

Для фибрилляционного тока эти значения составляют 100 (300) мА. При включении человека в цепь с такими параметрами тока через 1-2 секун- ды может наступить фибрилляция или остановка сердца. Необходимо отме- тить, что это средние величины тока. В медицинской практике наблюдалась фибрилляция при токах 400 мкА. Ток более 5 А, как правило, фибрилляцию не вызывает. В таких случаях наступает смерть, хотя в практике и были слу- чаи выживания людей, но все они остались инвалидами.

• Сопротивление тела человека. Отдельные ткани тела человека со- держат 65-80 % воды. Поэтому живую ткань можно рассматривать как элек- тролит, т.е. проводник особого рода с переменным сопротивлением. Наи- большим сопротивлением обладает кожа. При напряжении 15-20 В она имеет сопротивление в пределах 300-100 Ом. Если на коже есть порезы, ссадины, болячки, то эти величины снижаются и становятся близкими к сопротивле- нию внутренних органов (500-700 Ом). На снижение сопротивления кожи влияет потоотделение, а также наличие на ней токопроводящих веществ (ма- зута, металлической пыли, машинного масла). В зависимости от толщины кожи наибольшее сопротивление току имеют ладони, а самые чувствитель- ные - участки кожи лица, шеи и т.п.

• Частота и род тока. Как уже отмечалось, опасность поражения рас-

334

тет с величиной тока. Справедливо было бы предположить, что такая зако- номерность существует и для частоты тока, но это действительно только для диапазона частот 0 -50 Гц. При дальнейшем повышении частоты, независимо от увеличения величины тока, наступает парадоксальное явление – снижение опасности поражения. А при частотах тока 450-500 кГц возникают только ожоги.

В чем же дело? Отдельные ученые предполагают, что вещество живой

клетки под действием тока распадается на положительные и отрицательные ионы. Если ток постоянный, то ионы будут перемещаться к оболочке клетки, причем положительные и отрицательные из них к соответствующим элек- тродам. При переменном токе ионы будут двигаться колебательно "вперед- назад", следуя за изменением полярности и проходя некоторое расстояние, определяемое полупериодом частоты данного тока. С увеличением частоты тока, следовательно, увеличится и скорость движения ионов "туда- обратно". И может наступить такой момент, когда они просто не успеют сдвинуться с места – настолько мгновенно будет меняться полярность. А если не будет движения, не будет и разрушения живой клетки ткани. Такое состояние воз- никает при частотах выше 450 кГц.

Постоянный ток по действию на человека менее опасен, чем перемен- ный, так как его ощущение начинается при 5- 7 мА, а для переменного – 0,5- 1,5 мА. Следовательно, при одинаковой величине проходящего тока постоян-

ный ток вызывает у человека менее слабые сокращения мышц и неприятные ощущения, чем переменный. Но это действительно только для напряжений до 500 В. При дальнейшем его повышении постоянный ток становится опас- нее переменного. Причина этого – еще одна загадка для науки.

• Электрическое напряжение. Поскольку сопротивление тела челове- ка сугубо переменная величина, то рассчитать ток поражения с учетом на- пряжения весьма затруднительно. Все зависит от величины напряжения электрических установок. По правилам устройства электроустановок (ПУЭ) их делят на установки с напряжением до 1000 В и более 1000 В. Однако это не говорит о том, что установки с напряжением до 1000 В неопасны. Были случаи, когда смертельный исход наблюдался при напряжении в 12 В. Из- вестно, что с увеличением напряжения сопротивление тела человека умень- шается. Так, например, пробой кожи начинается при напряжении около 50 В

335

(некоторые авторы указывают величину 10-38 В) и сопротивлении 2,0-1,6 кОм, а при напряжении 1000 В эта величина всегда 400 Ом. Учитывая это, многие государства ввели ограничения на безопасное напряжение. В нашей стране за такую величину принято напряжение в 42 В (напряжение 42 В при- нято в новой редакции ПУЭ вместо 36 В согласно международным стандар- там), а для особо опасных условий – 12 В. Но не во всех государствах эта ве- личина одинакова. В Бельгии, Швейцарии, например, – 35 В, в Австрии, Гер- мании – 40 В, Голландии – 50 В.

• Другие факторы. Кроме названных выше факторов, на исход пора- жения током влияют пол, возраст, физическое и психологическое состояние человека, внешняя среда и квалификация пострадавшего. Женщины более подвержены воздействию тока, чем мужчины, так как у женщин кожа нежнее и тоньше. Имеет значение и возраст. У детей сопротивление тела менее, чем у взрослых. Пожилые люди менее выносливы, чем молодые. Наукой доказа- но, что при неожиданном явлении, например испуге, сопротивление тела уменьшается на 20-50 %. В результате люди поражаются при таких парамет- рах тока, при которых в обычном состоянии этого не происходит. В нор- мальных условиях здоровые и физически крепкие люди легче переносят дей- ствие тока, чем больные, неврастеники, эпилептики, алкоголики. На исход поражения оказывает влияние и квалификация пострадавшего, т.е. человек, знающий о возможной опасности, внутренне готов к защите от нее. Поэтому

в электротехнические цехи имеют доступ лишь высококвалифицированные рабочие.

9.14.4 Контроль и нормирование в электробезопасности

Контроль по обеспечению электробезопасности на предприятиях и в учреждениях возлагается на службы охраны труда и главного энерге-

тика.

При этом контролируется исполнение различных требований безопас- ности. Здесь же представлен контроль состояния заземляющих устройств в электроустановках. Как правило, измерение сопротивления заземляющего устройства после монтажа цеховых электроустановок осуществляется еже- годно, а на подстанциях - 1 раз в 3 года. Состояние электроустановок должно

336

контролироваться ежедневно. Такую обязанность выполняет электрик цеха (участка, службы и т.п.). Контроль осуществляют в соответствии с требова- ниями ГОСТ 12.1.030-81 и ПУЭ.

Контроль сопротивления заземляющих устройств, которые могут быть подвержены интенсивной коррозии, должен осуществляться через меньшие промежутки времени, устанавливаемые с учетом географической, метеороло- гической и орографической ситуации.

Внеплановое измерение сопротивления заземляющих контуров произ- водятся после их переустройства, капитального ремонта, осадки или ополз- ней грунта.

Кроме того, правила контроля предусматривают:

•выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего устройства – каждый раз при очередном измерении сопротивления зазем- ляющего устройства;

•проверку наличия цепи между заземленными объектами и заземлите- лями (отсутствие обрывов, состояние контактов и т.п.) – при каждом ремонте или при перестановке оборудования, ремонте заземлителей;

•проверку надежности соединений естественных заземлителей – после каждого их ремонта;

•проверку состояния пробивных предохранителей – при предположе- нии о срабатывании их, а также при ремонте и перестановке оборудования;

•периодический осмотр наземной части заземляющего устройства, на- пример, при осмотре электрооборудования, после ремонтных работ.

Каждое отдельное заземляющее устройство должно иметь паспорт, со- держащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, сведения о произведенных ремонтах и внесенных изменениях.

Нормирование. В зависимости от предмета и объекта нормирования действуют различные документы. Так, предельно допустимые уровни напря- жений прикосновения и токов регламентирует ГОСТ 12.1.038-82.

Нормирование сопротивления заземляющих устройств значительно сложнее, так как в производственных условиях значение напряжения, под ко- торым может оказаться человек, аналитически определить невозможно. Оно будет зависеть от множества факторов, например, от соотношения сопротив-

337

ления устройства цехового заземления и сопротивления заземляющего ис- точника электроэнергии.

Если численные значения сопротивления обоих видов заземления бу- дут невелики, то на значение напряжения будет влиять соотношение пара- метров сети и ряд других факторов.Поэтому для сетей напряжением менее 1000 В, как показывает многолетний опыт эксплуатации электроустановок и анализ электротравматизма, нет необходимости определять точное значение сопротивления заземляющего устройства.

В соответствии с положениями ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81 установлены следующие величины сопротивления заземляющих устройств для межфаз-

ных напряжений: 660 В - 2 Ом, 380 В - 4 Ом, 220 В - 8 Ом.

Нормирование напряжений прикосновений и токов устанавливает ГОСТ 12.1.038-82

9.14.5 Классификация установок, условий среды и помещений цехов по электробезопасности

Безопасность при работе, связанной с электрооборудованием, обуслов-

лена рядом факторов. Среди них: вид электроустановок, категория поме-

щения и класс защиты электротехнических изделий.

Электроустановки – это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенные для производства, потребления, передачи, распределения электроэнергии и преобразования ее в другой вид энергии (ГОСТ

19431).

338

Классификация электроустановок и сетей

•по частоте электрического тока (Гц):

-50 – наиболее распространенная частота;

-3 . 1010 - 3 . 1011 – крайне высокая частота (КВЧ);

-3 . 1011 - 3 . 1012 – сверх крайне высокая частота (СКВЧ);

•по режиму нейтрали по ПУЭ применяют сети:

-трехпроводные с заземленной нейтралью (при U > 1000 В);

-трехпроводные с изолированной нейтралью (при U до 1000 В);

-четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью.

У глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора ней-

траль присоединяют к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, а у изолированной - через приборы сигнализации, из- мерения или защиты, имеющие большое сопротивление.

Электротехнические изделия по способу защиты человека от пораже- ния электрическим током делят на 5 классов защиты:

•0 – имеют рабочую изоляцию без элементов заземления;

•0I –с рабочей изоляцией, с заземлением и проводом без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания;

•I – с рабочей изоляцией, с заземлением и проводом с заземляющей жилой и вилкой с заземляющим контактом;

•II – двойная или усиленная изоляция без элементов для заземления;

•III – не имеют внутренних и внешних электрических цепей с напря- жением свыше 42 В и т.д.

В международной классификации электротехнические изделия по уровню обеспечиваемой оболочками защиты персонала от соприкосновения

стоковедущими частями и оборудования от попадания внутрь оболочки по- сторонних твердых тел, пыли и воды подразделяют на 9 степеней (табл. 9.2).

340

Например, оболочка IP23 обеспечивает защиту персонала и оборудова- ния второй степени:

• защита человека от соприкосновения пальцами с токоведущими час-

тями;

•защита оборудования от попадания твердых частиц диаметром не ме-

нее 12,5 мм;

•защиту оборудования по степени защиты 3 (от дождя).

Классификация помещений для электроустановок

На опасность поражения электрическим током влияет и тип помещения для электроустановок. Помещения в зависимости от степени опасности по-

ражения электрическим током подразделяют на 3 категории:

•помещения с повышенной опасностью – сырые с относительной влаж-

ностью более 75 %, с выделением токопроводящей пыли в большом количестве, с токопроводящими полами, с высокой температурой воздуха, если она длительное время превышает 30 оС;

•особо опасные помещения. Они характеризуются большой сыростью,

близкой к 100 %, в которых все поверхности постоянно покрыты влагой, а также с химической активной средой, разрушительно влияющей на изоляцию электропроводок; повышенной (более 30 оС) температурой воздуха;

• без повышенной опасности – сухие, отапливаемые помещения, без химически активной среды и токонепроводящей пыли, с токонепроводящими полами, в которых температура воздуха не превышает 30 оС.

Классификация условий среды в помещениях

На электротравматизм и его исход влияет состояние окружающей сре- ды. С учетом данного фактора помещения классифицируют на 10 категорий

(табл. 9.3).

9.14.6 Общие требования электробезопасности

Такие требования в системе стандартов безопасности труда устанав- ливает ГОСТ 12.1.019-79*, в соответствии с которым электробезопасность обеспечивают:

• нормированием допустимых токов и напряжений прикосновения;

341

•конструкцией электроустановок, организационными мероприятиями;

•техническими способами и средствами защиты.

Нормирование. Впервые нормирование опасного и безопасного значе- ний напряжений и тока было осуществлено в 80-х гг. XIX в. Предполагают,

что это было вызвано применением электрического стула в США для казни людей. И только позднее, при испытании изоляционных материалов, иссле- дователи вынуждены были взять другой отправной рубеж. Тогда за безопас- ную пороговую величину тока приняли 100 мА.

В России нормирование допустимых токов и напряжений прикоснове-

Таблица 9.3 - Классификация помещений по характеру

окружающей среды

342

ния устанавливает ГОСТ 12.1.038-82. При этом за основной фактор пораже- ния принимают продолжительность воздействия тока в диапазонах (с): 0,01- 0,08; 0,1-1,0 и свыше 1 сек в зависимости от рода и частоты тока.

Конструкция электроустановок – самая действенная защита, исклю-

чающая поражение человека. Но это практически невыполнимо, так как на каком-то режиме эксплуатации их контакт с человеком все-таки происходит. В принципе безопасную конструкцию установки создать можно, если приме- нить многоразовую изоляционную защиту, блокировку и другие технические решения. Но это значительно усложнит конструкцию, увеличит ее стоимость. Поэтому при проектировании таких установок исходят из требований элек- тробезопасности, устанавливаемых специальными стандартами.

Организационные мероприятия включают:

•периодические и внеочередные осмотры электроустановок и оборудо-

вания;

•плановые и профилактические ремонты и испытания;

•допуск к работе на электроустановках только специально подготов- ленных и аттестованных лиц с соответствующими удостоверениями;

•запрещение лицам моложе 18 лет обслуживать электроустановки (со- гласно действующему КЗоТ), а также лицам, имеющим медицинские проти- вопоказания;

•назначение ответственных лиц за организацию и производство работ

соформлением нарядов или письменных распоряжений;

•составление документации на окончание работ, переводов и т.п.

Технические способы, средства защиты применяют с учетом выбора:

•номинального напряжения, рода и частоты тока;

•способа электроснабжения (стационарная сеть, автономность);

•режима нейтрали источника питания электроэнергией (изолирован- ная, заземленная нейтраль);

•вида исполнения (стационарные, передвижные, переносные);

•условий внешней среды (помещения различной опасности и т.п.);

•возможности снятия напряжения с токоведущих частей;

•характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока (одно или двухфазное прикосновения или прикосновение к металлическим