LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 4
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Вычисляют мощность осветительной установки
Р = Ртаб n, Вт. (2.47)
Точечный метод применяют для расчета местного и наружного освещения, а также освещения на-
клонных поверхностей. Он может быть использован и для расчета общего освещения, особенно при
светильниках прямого света.
Необходимый световой поток лампы
1000 K з Е
, (2.48)
F=
µ ? Еусл
где µ ? коэффициент по учету отраженного света (µ = 1,1); ?Еусл – суммарная условная освещенность,
лк.
Условной освещенностью называется освещенность, создаваемая светильником с лампой F = 1000
лм. Условная освещенность для светильников определяется по графикам пространственных изолюкс
[8].
3 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Электричество широко распространено в промышленности, являясь одним из базовых элементов
механизации и автоматизации производственных процессов. В то же время электрический ток пред-
ставляет собой большую опасность для человека, поэтому так важно строгое соблюдение мер электро-
безопасности, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока,
электрической дуги, электромагнитных полей и статического электричества.

3.1 Воздействие тока на человека

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает на него термическое (нагрев, ожо-
ги), электролитическое (разложение крови и других органических жидкостей) и биологическое (раздра-
жение тканей, нарушение внутренних биоэлектрических процессов) воздействие. Это разнообразное
воздействие приводит к электротравмам, которые условно разделяют на два вида – местные электриче-
ские травмы и электрические удары (общие электрические травмы).
Электрические травмы: ожоги – токовые и дуговые; электрические знаки – это метки тока, возни-
кающие в месте входа тока или по пути прохождения тока (разводы и темные пятна); металлизация ко-
жи – это проникновение брызг расплавленного металла от электрической дуги в кожу; механические
повреждения от судорожных сокращений мышц; электроофтальмия – это повреждение роговицы глаз
от электрической дуги (например, при сварке);
Электрические удары: при «включении» человека в электрическую сеть образуется замкнутая
«цепь поражения», и ток, проходящий через человека Ih, будет определять степень опасности:
U пр
, (3.1)
I=
Rh
где Uпр – напряжение прикосновения, В; Rh – сопротивление тела человека, Ом.
Электрические удары имеют разные последствия. Если человек может самостоятельно оторваться
от проводника, жизнедеятельность сохраняется, но впоследствии могут обнаружиться неблагоприятные
отклонения в состоянии здоровья. В более тяжелом случае человек не может самостоятельно оторваться
от проводника и длительное время находится под действием тока. В результате этого возможно шоко-
вое состояние, паралич органов дыхания, фибрилляция сердца (беспорядочное сокращение волокон
сердечной мышцы), что часто приводит к летальному исходу.
3.2 Первая помощь пострадавшему от электрического тока

Главное – это быстрота действий, так как чем больше времени человек находится под током, тем
меньше шансов на его спасение.
Для освобождения пострадавшего от действия тока прежде всего необходимо отключить уста-
новку с помощью рубильника, штепсельного разъема или вывернуть пробку. Если отключить электро-
питание нет возможности, действия по спасению человека должны выбираться в зависимости от напря-
жения: обычные сети (до 1000 В) или высоковольтные сети (более 1000 В).
В сети напряжением до 1000 В для отделения пострадавшего от провода можно использовать одеж-
ду, канат, палку, доску. Эти предметы должны быть обязательно сухими. Не следует прикасаться к но-
гам пострадавшего, так как обувь может быть сырой. Для изоляции рук спасающего используют рези-
новые перчатки, шарф, рукав, сухую материю. Можно встать на сухую доску или подстилку. Для пре-
рывания тока необходимо подсунуть под пострадавшего сухую доску, перерубить провод топором с де-
ревянной сухой ручкой.
В сети напряжением более 1000 В для отделения пострадавшего от тока необходимо обязательно
использовать электрозащитные средства: изолирующие боты, диэлектрические перчатки, а действовать
надо изолирующей штангой.
При оказании первой помощи пострадавшему необходимо:
• немедленно уложить пострадавшего на спину;
• расстегнуть стесняющую дыхание одежду;
• проверить по движению грудной клетки наличие дыхания;
• проверить наличие пульса;
• проверить состояние зрачка (узкий или широкий);
• обеспечить покой пострадавшему до прибытия врача;
• делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца в случае редкого дыхания или при от-
сутствии признаков жизни.

3.3 Факторы, влияющие на опасность поражения током

Исход воздействия тока на человека зависит от совокупности условий, важнейшими из которых яв-
ляются:
• сила тока, время и путь его прохождения через человека (наиболее опасные пути – «рука-рука»,
«рука-нога», «левая рука-ноги»)
Пороговые значения силы тока представляют собой величины тока, при которых на человека ока-
зывается определенное воздействие. Для переменного тока частотой 50 Гц установлены пороги: ощути-
мый ток (1…
3 мА); неотпускающий ток (10…15 мА); ток, вызывающий паралич дыхательных мышц (60…80 мА);
фибрилляционный (смертельный) ток (100 мА при ? > 0,5 с).
Безопасная для человека сила переменного тока составляет 0,3 мА. Предельная сила тока при вре-
мени воздействия 1 с составляет 50 мА, а при времени 3 с – 6 мА.
Постоянный ток менее опасен, поэтому пороговые значения для него несколько выше: 6…7 мА –
ощутимый ток; 50…60 мА – неотпускающий ток; 300 мА – фибрилляционный при длительности воздей-
ствия более 0,5 с;
• род и частота тока (переменный ток считается более опасным, чем постоянный, причем с повы-
шением частоты опасность тока снижается);
• вид электрической сети (обычно сети с ЗНТ более опасны, чем сети с ИНТ);
• сопротивление тела человека Rh, которое лежит в пределах 0,3…100 кОм, но обычно составляет
2000…10 000 Ом, причем сопротивление внутренних органов человека равно 300…500 Ом. Rh зависит
от состояния кожи (сухая, влажная, поврежденная), состояния здоровья, психофизиологических осо-
бенностей, фактора «внимания». При расчетах сопротивление тела человека Rh принимается равным
1000 Ом;
• условия внешней среды: сырость, высокая температура окружающего воздуха, токопроводящая
пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, понижают элек-
трическое сопротивление тела человека. Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводя-
щие полы и близко расположенные к электроборудованию металлические конструкции, имеющие связь
с землей. Наличие этих факторов служит основой для классификации помещений по опасности по-
ражения людей электрическим током. Согласно ПУЭ, помещения делят на три группы:
– помещения с повышенной опасностью, в которых имеет место одно из следующих условий: от-
носительная влажность воздуха более
75 %; токопроводящий пол; токопроводящая пыль; температура воздуха более +35 °С;
– особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий: отно-
сительная влажность воздуха около 100 %; химически активная среда, способная разрушать изоляцию;
одновременно два или более условий первой группы;
– помещения без повышенной опасности, где отсутствуют вышеупомянутые условия.
В зависимости от группы помещения выбирают средства электробезопасности.

3.4 Анализ условий поражения электрическим током

Все случаи поражения человека током в результате электрического удара возможны лишь при за-
мыкании электрической цепи через тело человека. Напряжение между двумя точками цепи тока, кото-
рых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения. Опасность такого при-
косновения зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения се-
ти, схемы самой сети и режима ее нейтральной точки (в промышленности широко используются два
вида электрический сетей: четырехпроводные с заземленной нейтральной точкой (НТ) и трехпроводные
с изолированной НТ, см. рис. 3.1), степени изоляции токоведущих частей от земли и т.д.

НТ Uл
U л = 3 Uф
ЗНТ ИНТ


0 0
Rи С
R0 =2…8 Ом



Рис. 3.1 Схемы электрических сетей:
ЗНТ – сеть с заземленной нейтральной точкой (НТ) трансформатора; ИНТ – сеть с
изолированной НТ; (0–0) – нулевой защитный проводник; R0 – рабочее заземление
НТ; Rи – сопротивление изоляции фазы относительно земли; С – емкость;
Uл – линейное напряжение (380 В); Uф – фазное напряжение (220 В)


Все многообразие случаев поражения человека электрическим током является следствием одного из
следующих условий:
• случайное двухфазное или однофазное прикосновение к токоведущим частям в результате
ошибочных действий при проведении работ, неисправности защитных средств и др.;
• приближение человека на опасное расстояние к шинам высокого напряжения (по нормативам
минимальное расстояние – 0,7 м);
• прикосновение к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказать-
ся под напряжением из-за повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;
• попадание под шаговое напряжение при передвижении человека по зоне растекания тока от
упавшего на землю провода или замыкания токоведущих частей на землю.
Двухфазное прикосновение к токоведущим частям – к двум фазным проводам (рис. 3.2, а) или к
фазному и нулевому проводу (рис. 3.2, б) – является наиболее опасным для жизни человека.
А

В
С




а) б)

Рис. 3.2 Двухфазное прикосновение к токоведущим частям

Ток Ih, проходящий через человека, и напряжение прикосновения (разность потенциалов двух точек
цепи, которых касается человек поверхностью кожи) Uпр при сопротивлении человека Rh (путь тока
«рука–рука»):
U
а) (3.2)
а) Ih = л ,
R h
(3.3)
U пр = I h Rh =U л = 380 B ,

б) (3.4)
б) Ih = ,
Rh
(3.5)
U пр = I h Rh = U ф = 220 В .
Однофазное прикосновение к сети с ЗНТ (рис. 3.3) менее опасно, чем двухфазное прикосновение,
так как в цепь поражения включается сопротивление обуви Rоб и пола Rп (путь тока – «рука-нога»).

А
В
С
R
R00
Рис. 3.3 Однофазное прикосновение к сети с ЗНТ

U Uф
, (3.6)
ф
Ih = =
R0 + R R
U ф Rh
, (3.7)
U пр =
R
R = Rh + Rоб + Rп . (3.8)
Цепь поражения: фаза С ? Rh ? Rоб ? Rп ? R0 ? фаза С.
Однофазное прикосновение к сети с ИНТ (рис. 3.4) менее опасно, чем для сети с ЗНТ при нор-
мальном сопротивлении изоляции Rиз, но опасность для сети большой протяженности может возрасти
из-за наличия емкостного тока.

А
В
С





Рис. 3.4 Однофазное прикосновение к сети с ИНТ

При одинаковом сопротивлении изоляции Rиз каждой фазы суммарное сопротивление изоляции
равно ?Rиз = Rиз / 3 (путь тока «нога–нога»), так как
1 1 1 1
; (3.9)
= + +
Rиз RизА RизВ RизС

. (3.10)
Ih =
R
R + из
3
Процесс растекания тока в земле. При замыкании фазы на землю, выносе потенциала протяжен-
ным токопроводящим предметом, неисправности в устройстве защитного заземления на поверхности
земли появляется значительный электрический потенциал (рис. 3.5).
Процесс растекания тока в земле наблюдается при работе заземлителей, падении на землю обор-
ванного провода, замыкания фазы на землю в результате повреждения изоляции.

Iз x
dx rз




?
x


Рис. 3.5 Распределение потенциала на поверхности земли
Будем рассматривать заземлитель-электрод полушаровой формы. Считаем, что земля во всем объе-
ме однородна и обладает одинаковым удельным сопротивлением ? (Ом ? м). Удельное сопротивление
грунта – это сопротивление 1 м3 грунта, к противоположным граням которого приложены измеритель-
ные электроды. Наибольшую величину ? имеет зимой в северных районах при промерзании почвы и
летом в южных районах, когда почва сухая. Величина ? составляет 50…400 Ом?м.
Плотность тока при его распространении по полушаровой поверхности

, А/м2, (3.11)
i= 2
2? x
где Iз – сила тока замыкания на землю, А; х – расстояние от электрода до расчетной точки, м.
С другой стороны, плотность тока по закону Ома в дифференциальной форме i = E / ? , где Е – на-
пряженность электрического поля, В/м.
Падение напряжения в слое толщиной dх
I з?
dx . (3.12)
dU x = E dx = i ? dx = 2
2?r
Потенциал ? любой точки на расстоянии r от электрода определяется интегрированием (3.2):
? ? ?
Iз ?
Iз ? I з? dx
? = ? dU x = ? ? x2 . (3.13)
dx = =
2? 2? r
2 ? x2
r r r
Последнее выражение является уравнением гиперболы. Максимальный потенциал будет на элек-
троде. Область нулевого потенциала на поверхности земли начинается на расстоянии около 20 м от
электрода.
Поражение шаговым напряжением. При стекании тока от упавшего провода в землю происходит
процесс растекания тока и спад потенциала. Человек, двигаясь по полю растекания тока, может попасть
под шаговое напряжение (рис. 3.6).



1
2 ? – потенциал
r1
I э?
?=
Uш r2 2?r
r

Рис. 3.6 Шаговое напряжение
Напряжение между двумя точками на поверхности земли равно разности потенциалов точек 1 и 2:
U1? 2 = ? r1 ? ? r 2 . (3.14)
Оно соответствует шаговому напряжению
Iз ? Iз ? I з ? ? r2 ? r1 ?
?. (3.15)
?
Uш= ? =
2 ? ? r1 r2 ?
2 ? r1 2 ? r2 ? ?
Ток, проходящий через человека,

, (3.16)
Ih =
Rh + 2 Rоб
где Rh – сопротивление тела человека, Ом; Rоб – сопротивление обуви, Ом.
Из характера кривой спада потенциала видно, что шаговое напряжение убывает по мере удаления
от заземлителя и увеличивается при приближении к нему.
Обычно шаговое напряжение меньше, чем напряжение прикосновения, тем не менее, отмечено
много случаев поражения людей шаговым напряжением, особенно в высоковольтных линиях. При дей-
ствии тока в ногах возникают судороги, и человек падает. В результате цепь тока замыкается вдоль его
тела через дыхательные мышцы и сердце, причем человек замыкает точки большей разницей потенциа-
лов, так как расстояние между точками увеличивается до размеров роста человека. Выходить из зоны
растекания тока надо прыжками на одной ноге или переставляя соединенные вместе ступни с носков на
пятки.

3.5 Безопасность при эксплуатации электроустановок

Средства электробезопасности делят на технические и защитные.
Технические средства электробезопасности подразумевают:
• выбор электрооборудования соответствующего исполнения в зависимости от условий эксплуата-
ции (защищенное, брызгозащищенное, взрывозащищенное и др.);
• изоляцию токоведущих частей, которая является первой и основной ступенью защиты. Допусти-
мое сопротивление изоляции для отдельных участков сети составляет 0,3…1 МОм. Изоляцию делят на
рабочую, двойную и усиленную. Сопротивление изоляции проверяют при сдаче электроустановок, по-
сле их ремонта, при эксплуатации – один раз в год в помещениях без повышенной опасности и два раза
в год в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных помещениях;
• защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям: ограждения, блокировки; располо-
жение токоведущих частей на недоступной высоте; защитное отключение, реагирующее на прикосно-
вение человека к токоведущим частям;
• применение малых напряжений (12…42 В) в особо опасных помещениях;
• средства уменьшения емкостного тока: включение индуктивной катушки между нейтральной
точкой и землей, разделение протяженных сетей на отдельные участки с меньшей емкостью;
• средства защиты от пробоя фазы на корпус оборудования: защитное заземление, зануление, за-
щитное отключение.
Защитное заземление – это электрическое соединение с землей через малое по величине сопротив-
ление (до 10 Ом) металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под на-
пряжением из-за пробоя изоляции. При пробое фазы на корпус сравниваются потенциалы оборудования
?об и основания ?осн, а напряжение прикосновения Uпр и ток через человека Ih становятся меньше (рис.
3.7):
U пр = ? об ? ? осн. (3.17)
В параллельных ветвях токи обратно пропорциональны сопротивлениям:

, (3.18)
Ih = Iз
R
где R – суммарное сопротивление человека, обуви и пола, Ом.
Применяется в основном в сетях с ИНТ с напряжением до 1000 В.




Ih
R
Iз и







Рис. 3.7 Принцип действия защитного заземления

Заземление бывает искусственное и естественное. Естественные заземлители – это водопроводные
и другие металлические трубопроводы, металлические конструкции и арматура железобетонных зда-
ний. Искусственным заземляющим устройством называется совокупность заземлителей, соединитель-
ной полосы и заземляющих проводников.
Искусственные заземлители-электроды – это стальные стержни, угловая сталь или стальные трубы
диаметром 30…50 мм, длиной 2…3 м, забиваемые в грунт и соединенные стальной полосой с помощью
сварки.
По расположению заземлителей относительно электроустановок (ЭУ) заземление делят на вынос-
ное и контурное. При выносном заземлении заземлители располагаются на удалении от заземляемого
оборудования (рис. 3.8, а), а при контурном заземлении (рис. 3.8, б) – вокруг заземленных электроуста-
новок.

а)


б)


Рис. 3.8 Типы заземления:
а ? выносное; б – контурное

Выносное заземление может быть замкнутым (рис. 3.9, а) и рядным (рис. 3.9, б).
2 1
б)
а) 4 1


3




Рис. 3.9 Виды выносного заземления:
а – замкнутое; б – рядное; 1 – заземлитель; 2 – заземляющие провода;
3 – электроустановки; 4 – соединительная полоса

Если выносное заземление защищает только за счет своего малого сопротивления, обусловленного

<< Пред. стр.

страница 4
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign