Если имеется возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам
Обновлено: 26.06.2024
Поражение электрическим током происходит в результате прямого или косвенного прикосновения, а также недопустимого приближения человека к металлическим частям, находящимся или оказавшимся под напряжением.
Прямым называется прикосновение к неизолированным токоведущим частям, нормально находящимся под напряжением (оголенные провода, шины, клеммы, контакты и т. п.). Прикосновения к нетоковедущим, но токопроводяшим (металлическим) частям оборудования, инструмента или инженерных сооружений, оказавшихся под напряжением, относятся к косвенным.
Прямые прикосновения случаются, как правило, по вине человека – самого пострадавшего либо должностного лица, не обеспечившего безопасность. Косвенные прикосновения происходят из-за пробоя изоляции по тем или иным причинам, не связанным с действиями пострадавшего,
и могут рассматриваться как отказ техники.
Условия поражения электрическим током при прямом и косвенном прикосновениях определяются видом и параметрами электрической сети, типом прикосновения, применяемыми способом и средствами защиты, классом опасности помещения (условий работ) и степенью изоляции человека от земли (под землёй понимается точка почвы с нулевым потенциалом).
Прямые прикосновения к токоведущим частям могут быть однополюсными и двухполюсными.
При однополюсном прикосновении человек, стоящий на земле, касается рукой или головой неизолированных токоведущих частей (рис. 19, а; 6, а). Ток протекает по пути «рука – нога» или «голова – нога».
При двухполюсном прикосновении человек, изолированный от земли, двумя руками или головой и одной рукой касается неизолированных проводов разных фаз или фазного и нулевого провода (рис. 19б; 6б).
Изоляцию человека от земли может обеспечить сопротивление пола и обуви. При этом ток проходит по пути «рука – рука» или «голова – рука».
Наиболее опасными являются двухполюсные прикосновения во всех видах сетей, при которых человек попадает под линейное напряжение.
Однополюсные прикосновения во всех сетях с глухозаземленной нейтралью также опасны. В сетях с изолированной нейтралью вследствие очень большого сопротивления между фазами и землёй величина тока, проходящего через человека, при однополюсном прикосновении будет малой, равной величине тока утечки, и поражения не произойдёт. В этом отношении сети IT более безопасны, чем сети ТТ и TN.
Косвенные прикосновения являются однополюсными. По опасности поражения они соответствуют прямым однополюсным прикосновениям.
Величина тока, протекающего через человека при косвенном прикосновении, зависит от напряжения прикосновения. Для человека, стоящего на земле и касающегося заземлённого оборудования, тело которого оказалось под напряжением, таким напряжением прикосновения будет являться разность потенциалов руки и ноги.
Рис. 19. Трехфазные электрические сети с изолированной нейтралью:
а) однополюсное прикосновение; б) двухполюсное прикосновение;
rА, rB, rC, CA, СВ, СС – соответственно омические и емкостные сопротивления изоляции фаз С, В, А относительно земли; Iч – ток, протекающий через человека
Потенциал руки Фр равен фазному потенциалу, так как в результате пробоя изоляции фазы появилось напряжение на корпусе. Потенциал ноги Фн определяется потенциалом точки грунта в поле растекания тока в земле, на которой находится человек (рис. 21).
Тогда напряжение прикосновения Unp, В, определится по выражению
где Iз – ток, стекающий через заземлитель, А; r – удельное сопротивление грунта, Ом·м; r – радиус заземлителя, м; c – расстояние от человека, стоящего на грунте, до заземлителя, м.
Рис. 20. Трехфазные электрические сети с изолированной нейтралью:
а) однополюсное прикосновение; б) двухполюсное прикосновение; C, В, A, N – фазы;
Iч – ток, протекающий через человека; R0 – сопротивление заземлителя
в центральной точке трансформатора на подстанции
Напряжение прикосновения по мере удаления от заземлителя увеличивается и на расстоянии более 20 метров становится равным фазному напряжению сети. Поражение человека электрическим током может произойти также вследствие его попадания под шаговое напряжение. В этом случае ток протекает в теле человека по пути «нога – нога». Напряжением шага называется разность потенциалов между двумя точками земли, на которые одновременно опирается человек при перемещении в поле растекания тока в земле.
При пробое изоляции на корпус установки, присоединённой к заземлителю, обрыве и падении находящегося под напряжением фазного провода на землю потенциалы земной поверхности или токопроводящего пола приобретают повышенные значения. Наибольший потенциал, равный потенциалу заземлителя или фазы, имеет точка земли, расположенная непосредственно над заземлителем или в месте касания упавшего провода с землёй. По мере удаления от этой точки в любую сторону потенциалы точек земной поверхности снижаются по закону, близкому к гиперболическому (рис. 22).
Рис. 21. Напряжение прикосновения к заземлённым нетоковедущим частям,
оказавшимся под напряжением: I – потенциал растекания тока в грунте,
II – напряжение прикосновения, R3 – сопротивление заземлителя,
Uпр1, Uпр2, Uпр3 – напряжения прикосновения, U3 – напряжение заземлителя
Рис. 22. Напряжение шага: Uш1, Uш2 – напряжение шага,
U3 – напряжение заземлителя, c – расстояние от заземлителя
до ближайшей точки касания человеком поверхности земли, а – ширина шага
На расстоянии 20 метров от заземлителя зона растекания тока заканчивается – потенциалы земли имеют нулевое значение.
Человек, двигаясь от периметра зоны растекания к центру, одновременно касается двух точек земли с разными потенциалами. Напряжение шага Uш, В, определяется по формуле (9):
Uш = Фза/r (c 2 + аc), (9)
где Фз – потенциал заземлителя (провода); а – ширина шага, м (для взрослого человека – 0,8 м); r – радиус заземлителя (провода), м; c – расстояние от заземлителя до ближней точки касания человеком поверхности земли, м.
Напряжение шага зависит от трёх факторов: потенциала заземлителя; расстояния от человека до заземлителя (при удалении от заземлителя напряжение уменьшается, обращаясь в нуль за пределами зоны растекания) и ширины шага (чем она больше, тем больше напряжение). Опасность воздействия напряжения шага на человека заключается в том, что при протекании тока возникают судороги мышц ног, которые могут привести к падению человека на землю. При этом изменяется путь тока в теле (возникает большая петля) и увеличивается напряжение шага из-за увеличения расстояния между точками контакта человека с землёй. Эти факторы могут вызвать тяжёлое поражение организма электрическим током.
Все помещения, в которых используются электроприборы и производятся работы, в отношении опасности поражения людей электрическим током подразделяются на следующие категории: без повышенной опасности; с повышенной опасностью; особо опасные.
Для помещений с повышенной опасностью характерно наличие одного из следующих признаков:
– сырости, когда относительная влажность воздуха длительное время превышает 75 %;
– длительно высокой (более 30 °С) температуры;
– токопроводящей пыли, когда по условиям производства выделяется технологическая пыль, снижающая сопротивление изоляции проводов, электрических машин и других электроприёмников; токопроводящего пола (земляного, металлического, железобетонного и др.);
– возможности одновременного прикосновения работника к металлическим корпусам оборудования и заземлённым металлоконструкциям.
Особо опасные помещения характеризуются особой сыростью, когда влажность воздуха близка к 100 %, а потолок, стены, пол и поверхности оборудования покрыты влагой; химически активной средой, которая разрушает изоляцию проводов и электрооборудования; наличием двух и более факторов повышенной опасности.
Работы вне помещений (на открытом воздухе, под навесом, за сетчатым ограждением) приравнивают по опасности поражением электрическим током к работам в особо опасных помещениях. К категории особо опасных относят и работы с электрооборудованием (электроинструментом) в металлических замкнутых пространствах с ограниченной возможностью выхода (баки большой ёмкости, канализационные и водопроводные колодцы; смотровые канавы на предприятиях автотранспорта и т. д.).
Степень изоляции человека от земли определяется переходным сопротивлением от тела к земле, включающим сопротивление обуви и пола. Сопротивление обычной рабочей обуви, которая в большинстве случаев загрязнена токопроводящими веществами, имеет металлические крепители подошвы или внедренные в неё частицы металлической стружки, мало и почти не снижает ток замыкания на землю. Электрическое сопротивление пола зависит от материала покрытия и его состояния. Например, сухое деревянное покрытие имеет сопротивление до 15 МОм (15 –106 Ом), а увлажнённое – в 1000 раз меньше; бетонный пол в неотапливаемых помещениях с повышенной влажностью – до 300 Ом; железобетонный пол с выступающей армирующей сеткой или бетонный, загрязнённый охлаждающей жидкостью и металлической стружкой, – всего 8 – 90 Ом.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Возможность - одновременное прикосновение - человек
Возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей корпусам технологического оборудования с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования или то ко ведущим частям - с другой. [1]
К первой категории относят сырые помещения с проводящей ток пылью, имеющие токопроводящие полы ( металлические, железобетонные, кирпичные), допускающие возможность одновременного прикосновения человека к находящимся в помещении и соединенным с землей металлическим конструкциям: к механическому оборудованию, с одной стороны, и к корпусам электрооборудования, с другой. [2]
Помещения без повышенной опасности - это сухие отапливаемые помещения без токопроводящей пыли с температурой воздуха не выше 30 С, с токонепроводя-щими полами, где исключена возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий и механизмам, имеющим соединение с землей, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой. [3]
Помещения с повышенной опасностью характеризуются: наличием сырости или пыли, токопроводящих полов ( металлических, земляных, железобетонных, кирпичных); высокой температурой окружающего воздуха; возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования, с одной стороны, и к металлическим конструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, имеющим соединение с землей, - с другой. [4]
Помещения и территории по опасности электропоражения классифицируют в зависимости от условий, создающих повышенную опасность: сырость, токопроводящая пыль, химически активная среда, токопроводящие полы, высокая температура, возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования и к заземленным частям. [5]
Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих условий: сырость с влажностью выше 75 %; токопроводящая пыль; токопроводящие полы; высокая температура воздуха ( выше 30 С); возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования и соединенным с землей металлическим конструкциям зданий, технологических аппаратов, механизмов. При одновременном наличии двух и более условий, характеризующих повышенную опасность, помещение считается особо опасным. [7]
Таким образом, можно выделить следующие признаки повышенной опасности: наличие токопроводящих полов, сырости ( относительная влажность воздуха выше 75 %) или проводящей пыли; повышенная температура воздуха ( более 30 С); возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей корпусам технологического оборудования, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования или токоведущим частям - с другой. [8]
Повышенная опасность возникает в тех случаях, когда действует любое из нижеперечисленных условий: относительная влажность выше 75 %; токопроводящая пыль; токопро-водящие полы ( металлические, земляные, железобетонные); высокая температура, которая длительное время превышает 30; возможность одновременного прикосновения человека к металлическому корпусу электроустановки и заземленным металлическим конструкциям или оборудования. [9]
Помещения с повышенной опасностью характеризуются одним из следующих условий: сыростью ( относительная влажность длительно превышает 75 %) или проводящей пылью; токопроводящими полами ( металлическими, земляными, железобетонными, кирпичными); высокой температурой ( длительно превышает 35 С); возможностью одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой. [10]
К категории помещений с повышенной опасностью относятся помещения сырые, в которых относительная влажность воздуха IB течение рабочей смены превышает 75 %; с выделением токопроводящей пыли; с токопрово-дящими полами ( металлическими, земляными, железобетонными); с высокой температурой воздуха, длительно превышающей 30 С; с возможностью одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий или технологическому оборудованию и к корпусам электрооборудования. Сюда относятся лесопильные цеха. [11]
К категории помещений без повышенной опасности относятся: сухие отапливаемые помещения с относитель - ной влажностью не выше 60 %; влажные с относительной влажностью ниже 75 %; нежаркие с температурой воздуха не выше 30 С, без активной среды ( с токонепрово-дящей пылью); с токонепроводящим полом ( сухой, чистый деревянный, бетонный или асфальтовый), где исключена возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям здания и технологическому оборудованию ( аппаратам, установкам, станкам, механизмам), имеющим хорошее соединение с землей, и к металлическим корпусам электрооборудования. Сюда относятся вспомогательные, административные и производственные помещения. [12]
С): возможность одновременного прикосновения человека к соединенным с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой. [13]
К ним относят помещения, в которых относительная влажность длительное время превышает 75 %; с проводящей пылью и токопроводящими полами ( металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.); жаркие, в которых температура длительно превышает 30 С; с возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим конструкциям зданий, имеющих соединение с землей, к механизмам, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой. [14]
АНАЛИЗ ПРИКОСНОВЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
Окружающая среда оказывает существенное влияние на электробезопасность. Потому помещения в отношении опасности поражения электрическим током различают:
1) без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;
2) с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих признаков:
- относительной влажностью, длительно превышающей 75 %;
- токопроводящих полов (земляных, металлических, железо-бетонных, кирпичных и т.п.);
- высокой температуры, длительно превышающей +35 0С;
- возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппараратам, с одной стороны, и к металлическим корпусам оборудования – с другой;
3) с особой опасностью, в которых возможны:
- особая сырость (влажность близкая к 100 %);
- химически активная (агрессивная) среда;
- наличие одновременно двух или более признаков условий повышенной опасности.
Территорию размещения наружных электроустановок (на открытом воздухе) относят к особо опасным помещениям. Выделяют работы в особо неблагоприятных условиях (в сосудах, котлах с ограниченным перемещением оператора). Условия производства работ предъявляют определенные требования к питанию таких потребителей, как электроинструмент, переносные светильники, светильники местного освещения, в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью они питаются напряжением не более 50 В, а в особо неблагоприятных условиях – не более 12 В. Для уменьшения номинала напряжения используют понижающие трансформаторы. Автотрансформаторы использовать категорически запрещено.
Работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на выполняемые:
- со снятием напряжения;
- без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.
К работам со снятием напряжения относятся работы, выполняемые в электроустановках (или части ее), в которой с токоведущих частей снято напряжение.
К работам без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи от них относятся работы, выполняемые непосредственно на этих частях, а также такие, которые выполняются на расстояниях от токоведущих частей менее допустимых.
Электроустановка – совокупность машин, механизмов, аппаратов, линий передач, т.е. все то, что преобразует, распределяет и передает электрические колебания и токи.
Электроустановки делятся на установки:
- напряжением до 1000 В;
- напряжением свыше 1000 В.
Требования к эксплуатации и безопасности обслуживания этих электроустановок различны.
По роду тока сети бывают переменного и постоянного тока; по конструкции сети – с малой или большой емкостью; по количеству фаз – однофазные и трехфазные; по количеству проводов – однопроводные, двухпроводные, трехпроводные, четырехпроводные и пятипроводные; по режиму нейтрали (полюса) – с заземленной или изолированной нейтралью (полюсом).
Сети с малой емкостью чаще всего выполняются воздушными (погонная емкость которых ), сети с большой емкостью – кабельными ().
В зависимости от прикосновения человека к сети разделяют однополюсное (человек, стоящий на земле, касается одной рукой неизолированного провода) и двухполюсное прикосновение человека. Наиболее опасным является двухполюсное прикосновение.
Для упрощения примем, что:
- сеть с малой емкостью (при этом сопротивление изоляции, значительно меньше емкости сопротивления изоляции );
- сопротивление пола и сопротивление обуви равны нулю;
- сопротивление изоляции каждого провода относительно земли равны, т.е. .
Для однопроводной сети с заземленным полюсом («земля» используется в качестве второго провода) ток, протекающий при однополюсном прикосновении человека к неизолированному (токоведущему) проводу , можно определить по формуле (рисунок 3.2) .
В любом случае следует учитывать, что в каждый данный момент времени ток протекает от «плюса» до минуса источника напряжения по пути наименьшего сопротивления!
Для двухпроводной сети с изолированными от земли проводами (рисунок 3.3) имеем:
а) В случае двухполюсного прикосновения , т.е. ток опасный;
б) В случае однополюсного прикосновения при хорошем состоянии изоляции проводов (по нормам 500 кОм) человек находится под защитой , т.к. ;
в) В случае однополюсного прикосновения к проводу 1 и замыкании другого провода 2 на землю , т.е. в случае нарушении изоляции через человека будет протекать опасный ток. Такой режим называется аварийным.
Для двухпроводной сети с заземленным полюсом (рисунок 3.4) имеем:
а) В случае исправной нагрузки () ток неопасный, т.к. , где - потери в проводе, В. По нормам ;
б) В случае короткого замыкания (к.з.) нагрузки (неверно отсоединяют потребитель от сети или неисправная нагрузка) ток становится опасным, т.к. , где .
Для трехфазной трехпроводной сети, соединенной «звездой», с изолированной нейтралью (рисунок 3.5) имеем:
а) эквивалентная схема соединения «звездой»,
где – напряжение фазы, В (между «н» и «к»);
– линейное напряжение, В (между «к» и «к»),
н – начало каждой фазы;
к – конец каждой фазы.
Соединение начал всех фаз в одну точку, называется нейтралью. Если нейтраль не имеет соединения (контакта с землей), то она называется изолированной.
б) в случае двухполюсного касания человека к фазным проводам () ток опасный, т.к.:
в) в случае однополюсного присоединения к фазному проводу при хорошем состоянии изоляции человек находится под защитой изоляции и через него протекает неопасный ток:
г) в случае однополюсного касания человека к проводу и замыкании другой фазы, например , на землю ток становится значительным, определяется линейным напряжением, опасный для жизни человека:
Для трехфазной трехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью (рисунок 3.6) имеем:
а) в случае однополюсного прикосновения протекает опасный ток, равный:
который не зависит от состояния изоляции;
б) в случае однополюсного прикосновения к фазе и замыкания фазы на землю через человека протекает такой же ток, как и в предыдущем случае , т.к. через человека не пойдет (). Этот ток меньше, чем в аналогичном случае в сети с изолированной нейтралью.
Вывод: во всех рассмотренных случаях для уменьшения тока, протекающего через человека, следует использовать средства индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, галоши, боты, подставки и т.д.) и (или) контролировать исправность изоляции.
«» называется сопротивлением рабочего заземления.
Рабочее заземление – это преднамеренное соединение токоведущей части источника (в данном случае нейтрали) с землей или ее эквивалентом для создания необходимого режима работы сети. Это физическая величина, определяемая сопротивлением в месте контакта нейтрали с землей. Величина нормируется в зависимости от напряжения фазы (сети) (таблица 2.2).
Наиболее часто используемой сетью на предприятиях связи является четырех проводная трехфазная с заземленной нейтралью и нулевым проводником. Схема подключения оборудования к такой сети с обеспечением электробезопасности обслуживающего персонала показана на рисунке 3.7.
На схеме: PEN – совмещенный нулевой проводник в электроустановках до 1000 В сочетает функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего проводника N.
Нулевой защитный проводник PE обеспечивает зануление корпусов (металлических) оборудования.
Нулевой рабочий проводник N обеспечивает необходимый режим питания электроустановки.
FU1,…,FU6 – предохранители (плавкие вставки).
– повторное заземление нулевого проводника для обеспечения зануления оборудования в случае обрыва нулевого провода и уменьшения
напряжения на корпусах оборудования при коротком замыкании фазы на корпус. Обычно , но не более 30 Ом.
№1, №2 – трехфазные электроустановки (потребители).
Для уменьшения опасности поражения электрическим током можно подсоединить зануленный корпус к заземлителю () совместно с системами отключения.
Если используют нулевой защитный и нулевой рабочий проводник раздельно, то такая сеть называется пятипроводной ( рисунок 3.8).
Эти сети гармонизированы со стандартами Международной электротехнической комиссии.
Опасность поражения электротоком при различных видах прикосновения человека к электросети
Цель классификации факторов – предупреждение поражения электрическим током, за счет:
1. Выбора оборудования в соответствии условиям эксплуатации
2. определение для помещений безопасного напряжения
Выделяют три категории опасности:
1 – без повышенной опасности
2 – повышенной опасности
3 – особой опасности
Без повышенной опасности – чистые, сухие помещения, с нормальными параметрами микроклимата (пример: конструкторские бюро, конторские помещения, лаборатории)
Повышенной опасности такие помещения, где имеются одно из следующих условий: повышенная влажность (более 75 %), повышенная температура (более + 35 С), имеются токопроводящие пыли, в помещении токопроводящие полы, есть возможность одновременного прикосновения к электрооборудованию и металлическим конструкциям, имеющим соединение с землей. (пример: цеха механической обработки материалов, складские не отапливаемые помещения)
Помещения особой опасности – такие, в которых есть одно из следующих условий: (пример: гальванические цеха, моечные отделения с замкнутыми металлическими емкостями)
- особая сырость (более 100%)
- наличие химически активных веществ, разрушающих изоляцию и токоведущие части
- наличие двух или более факторов повышенной опасности
Для помещений без повышенной опасности безопасным напряжением является напряжение 36 Вт (контрольно-измерительные приборы, переносные светильники и т.д.). Для помещений особой опасности и повышенной опасности 6 Вт.
Человек может получить травму в следующих случаях:
1. При двухфазном прикосновении, т.е. при одновременном прикосновении к двум фазам сети переменного тока (этот вид прикосновения самый опасный т.к. происходит короткое замыкание человека, ток проходящий через тело человека в 4 раза превышает смертельную дозу)
2. При однофазном прикосновении, при одновременном прикосновении к одной фазе сети при условии, что нейтральная точка заземлена
3.
| А |
| В |
| С |
При двухфазном прикосновении, т.е. при одновременном прикосновении к двум фазам сети переменного тока. 0 – нейтральная точка источника тока.
- линейное напряжение – 380 Вт
- фазное сопротивление - 220 В
| А |
| В |
| С |
| Rгр |
| Rч |
| Rоб |
При однофазном прикосновении, при одновременном прикосновении к одной фазе сети при условии, что нейтральная точка заземлена
Сопротивлением проводников и оболочки можно пренебречь т.к. они достаточно малы.
Читайте также: