Электробезопасность и молниезащита зданий и сооружений

 Характеристика электрических сетей и электроустановок

Электрические сети и установки подразделяют: по напряжению, частоте тока, по направлению тока, режиму нейтрали, степени опасности поражения электрическим током.

По напряжению электросети и установки могут быть выше 1000 В, до 1000 В и 48 и 12 В. По частоте электрического тока сети подразделяют: 50 Гц – наиболее распространенная частота; 200, 400, 600 Гц – повышенная частота, 3 * 10⁶…3 *10⁷ высокая частота (ВЧ); 3*10⁷ … 3  ^.10 ⁸ - очень высокая частота (ОВЧ); 3  ^.10 ⁸ …3  ^.10 ⁹ - ультра высокая частота; 3  ^.10⁹ …3  ^.10¹⁰ – сверхвысокая частота; 3  ^.10¹⁰ … 3  ^.10 ¹¹ – крайне высокая частота (КВЧ); 3  ^.10 ¹¹…3  ^.10 ¹² -сверх крайне высокая частота (СКВЧ). По направлению тока сети и установки могут быть переменного и постоянного тока. В практике наиболее часто используют переменный синусоидальный ток.

В России около 80 % электрических сетей являются двухпроводные. Новые проекты электроснабжения зданий предусматривают третий, нулевой защитный провод (заземляющий проводник). Назначение этого проводника – защита человека от поражения электрическим током при соприкосновении с электрооборудованием или электрическими приборами класса I, имеющими металлическую оболочку, которая может оказаться под высоким напряжением. Проведенные исследования в ФГУ ВНИИПО, показали, что наличие третьего провода повышает уровень пожарной опасности системы ( электрическая сеть- приемник электрической энергии, и требует дополнительных противопожарных мероприятий. Для снижения уровня пожарной опасности целесообразно в электрической сети применять УЗО на вводе кабелей и проводов электрической сети в здание и дополнительно УЗО на ток 30 мА для защиты розеток от токов утечки на землю.

По режиму нейтрали при напряжении выше 1000 В, согласно ПУЭ применяют сети трехпроводные (рис) с заземленной нейтралью. При напряжении до 1000 В согласно ПУЭ в зависимости от режима нейтрали применяют сети трехпроводные с изолированной нейтралью (рис) и четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью (рис).

У сетей трехпроводных (см. рис) с изолированной нейтралью нейтральная точка (трансформатора или генератора) не имеет связи с землей или присоединена через аппараты, компенсирующие емкостный ток сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление. У сетей четырехпроходных с глухозаземленной нейтралью (см рис) нейтральная точка (трансформатора или генератора) присоединена к заземляющему устройству.

Сети с изолированной нейтралью применяют, если емкостные токи незначительны и имеется возможность поддержать изоляцию в хорошем состоянии. Кроме того, их применяют, если сети малоразветвлены, не подвержены воздействию агрессивных сред и находятся под постоянным надзором. Сети с изолированной нейтралью наиболее безопасны, их применяют в торфяной, угольной лесной промышленности.

Сети четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью применяют, если невозможно обеспечить хорошую изоляцию из-за высокой влажности, агрессивной среды, и вследствие большой разветвленности емкостные токи достигают больших значений, опасных для человека. Их применяют также, если нельзя быстро отыскать и устранить повреждение изоляции (городские и сельские сети, сети крупных предприятий.

Воздействие электрического тока на организм человека

Количество электрических травм в общем, числе невелико, до 1,5%. Для электрических установок напряжением до 1000 V количество электрических травм достигает 80%.

Причины электрических травм

Человек дистанционно не может определить находится ли установка под напряжением или нет.

Ток, который протекает через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и по пути протекания тока, но и на такие системы как кровеносная, дыхательная и сердечно-сосудистая.

Возможность получения электрических травм имеет место не только при прикосновении, но и через напряжение шага и через электрическую дугу.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое воздействие, которое приводит к отекам (от покраснения, до обугливания), электролитическое (химическое), механическое, которое может привести к разрыву тканей и мышц; поэтому все электрические травмы делятся

местные; общие (электроудары).

Местные электрические травмы

·Электрические ожоги (под действием электрического тока);

·Электрические знаки (пятна бледно-желтого цвета);

·металлизация поверхности кожи (попадание расплавленных частиц металла электрической дуги на кожу);

·электроофтальмия (ожог слизистой оболочки глаз).

Общие электрические травмы (электроудары):

1 степень: без потери сознания

2 степень: с потерей

3 степень: без поражения работы сердца

4 степень: с поражением работы сердца и органов дыхания

Крайний случай состояние клинической смерти (остановка работы сердца и нарушение снабжения кислородом клеток мозга). В состоянии клинической смерти находятся до 6-8 мин.

Причины поражения электрическим током (напряжение прикосновения и шаговое напряжение.):

1Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

2Прикосновение к отключенным частям, на которых напряжение может иметь место:

2.1в случае остаточного заряда;

2.2в случае ошибочного включение электрической установки или несогласованных действий обслуживания персонала;

2.3в случае разряда молнии в электрическую установку или вблизи;

2.4прикосновение к металлическим не токоведущим частям или связанного с ними электрического оборудования (корпуса, кожухи, ограждения) после перехода напряжения на них с токоведущих частей (возникновение аварийной ситуации — пробой на корпусе).

3Поражение напряжением шага или пребывание человека в поле растекания электрического тока, в случае замыкания на землю.

4Поражение через электрическую дугу при напряжении электрической установки выше 1кВ, при приближении на недопустимо-малое расстояние.

5Действие атмосферного электричества при газовых разрядах.

6Освобождение человека, находящегося под напряжением.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током:

1.Род тока (постоянный или переменный, частота 50Гц наиболее опасна)

2.Величина силы тока и напряжения.

3.Время прохождения тока через организм человека.

4.Путь или петля прохождения тока.

5.Состояние организма человека.

6.Условия внешней среды.

Количественные оценки

1.В интервале напряжения 450-500В, вне зависимости от рода тока, действие одинаково:

- меньше 450В — опаснее переменный ток,

- меньше 500В — опаснее постоянный ток.

2.Кардиологические заболевания, заболевания нервной системы и наличие алкоголя в крови, снижают сопротивление тела человека.

3.Наиболее опасным является путь прохождения тока через сердечную мышцу и дыхательную систему.

Подавляющая часть производственного оборудования в лесном хозяйстве оснащена электрическими установками. При аварийном режиме таких установок возникают условия, угрожающие жизни человека. Характер воздействия электрического тока на организм человека иллюстрирует таблица 4.5

Таблица 4.5.       Характер воздействия электрического тока на организм человека:

Таблица 4.6  ПДУровни напряжений прикосновения и сила тока при аварийном режиме электроустановок по ГОСТ 12.1.038-82

Факторы, приводящие к уменьшению сопротивления тела человека: увлажнение поверхности кожи; увеличение площади контакта; время воздействия.

Сопротивление рогового (верхнего слоя кожи) от 10 до 100 кОм. Сопротивление внутренних тканей 800-1000 Ом. Расчетная величина R_ЧЕЛ = 1000 Ом.