<<
>>

11.3. Классификация электроустановок и производственных помещений

В основу классификации промышленных электроустановок положены номинальное напряжение электроустановки (до 1 кВ и выше 1 кВ) и режим её нейтрали. По режиму нейтрали трехфазные электрические сети подразделяются на сети с заземленной нейтралью и сети с изолированной нейтралью.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) все производственные помещения по опасности поражения электрическим током делятся на классы :

Помещения без повышенной опасности, характеризующиеся отсутствием признаков повышенной и особой опасности.

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих факторов (признаков):

сырость, когда относительная влажность превышает 75%;

высокая температура воздуха, превышающая 35оС;

токопроводящая пыль;

токопроводящие полы;

возможность одновременного прикосновения к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электроприемников, с другой стороны.

Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из условий:

особая сырость, когда относительная влажность воздуха близка к 100%;

химически активная среда, когда содержащиеся в воздухе пары действуют разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования;

два или более признаков одновременно, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Данная классификация учитывается при выборе производственного оборудования, электроустройств, электроинструмента, допустимого напряжения, защитных приспособлений, а также при разработке мероприятий по профилактике электротравматизма.

Промышленные электроприемники по надежности электроснабжения делятся на категории (табл.16)

Электроприемники особой группы при внезапном отключении представляют наибольшую опасность для жизни людей.

В целях повышения надежности их работы предусматривается третий независимый источник электроснабжения.

Таблица 16

Категории электроприемников по надежности электроснабжения Категория Надежность электроснабжения Особая группа электроприемни-ков Бесперебойная работа электроприемника необходима для безаварийного останова производства в целях пре-дотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования Электроприемни-ки I категории

Электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, зна-чительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса Электроприемни-ки II категории Электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта Электроприемники III категории Все основные электроприемники, не подходящие под определения I и II категории.

11.4.

Анализ электроопасности электрических сетей и установок напряжением до 1000 В

На практике возможно замыкание электрической цепи через тело человека, при прикосновении одновременно к двум проводам (двухфазное прикосновение) или к одному проводу (однофазное прикосновение) - рис. 15.

Двухфазное прикосновение к сети (рис. 15а) наиболее опасно. При этом ток, проходящий через тело человека по одному из самых опасных для организма путей (рука – рука), зависит от прилагаемого к телу человека напряжения, равного линейному напряжению сети Uл, а также от сопротивления тела человека:

Iч = Uл/Rч=·Uф/Rч ( 22 )

При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Следовательно, двухфазное прикосновение одинаково опасно как в сети с изолированной, так и с заземленной нейтралью (при условии равенства линейных напряжений этих сетей). Случаи двухфазного прикосновения человека сравнительно редки и наблюдаются обычно в электроустановках напряжения до 1000 В.

Однофазное прикосновение (рис. 15б) наблюдается чаще, чем двухфаз-ное, но менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, и соответственно сила тока, проходящего через человека, меньше, чем при двухфазном прикосновении. Кроме того, сила тока в значительной степени зависит от режима нейтрали, сопротивления изоляции проводов относительно земли, сопротивления пола (или основания), на котором стоит человек, и от других факторов.

а б

Рис. 15. Схема возможного прикосновения человека в сети переменного тока

а – двухфазное включение; б – однофазное включение; Uл, Uф – линейное и фазное напряжение сети соответственно; Iч – ток, проходящий через тело человека; Rч – сопротивление тела человека; А, В, С – буквенное обозначение фаз электрической сети.

В сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме эксплуатации электрической сети (рис.16а.) образуется цепь поражения тело-пол-земля-сопротивление изоляции проводов.

С учетом сопротивлений обуви Rоб и пола Rп, на котором стоит человек, ток, проходящий через тело человека, определяется зависимостью:

Iч = Uф/(Rч+Rоб+Rп+Rиз/3) , ( 24 )

где Rиз – сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, Ом.

Сопротивление тела человека принято принимать равным Rч =1000 Ом. Электрическое сопротивление обуви зависит от материала подошвы, влажности помещения и приложенного напряжения (табл.17), а сопротивление опорной поверхности пола зависит от материала и степени его влажности (табл.18).

При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет проводящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу, т.е. при Rоб=0 и Rп=0,

Iч = Uф/(Rч+Rиз/3) . ( 25 )

В этом случае, например, для сети с напряжением Uф=220 В и исправной изоляции проводов Rиз=500 КОм, при Rч=1000 Ом, ток, проходящий через тело человека, Iч = 220/(1000+167000)=0,0013А=1,3 мА. Данное значение Iч вызывает слабый зуд (пороговый ощутимый ток) и не представляет опасности для человека (см. табл.13). а Iз-а б Iз-б а б Рис.16. Схема возможного прикосновения человека к трехфазной сети с изолированной нейтралью

а – нормальный режим; б – аварийный режим; Iз – ток замыкания на землю (заземлитель); Rиз, Rа, Rв, Rс – сопротивление изоляции проводов относительно земли, соответственно, общее и по каждой фазе А, В, С; Rз – сопротивление растеканию тока заземляющего устройства Рис.17. Схема возможного прикосновения человека к трехфазной сети с заземленной нейтралью

а – нормальный режим; б – аварийный режим; Rо – сопротивление рабочего заземления нейтрали; Iз-а; Iз-б – ток замыкания на землю, соответственно для режимов а) и б)

В сетях с заземленной нейтралью при нормальном режиме эксплуатации электрической сети (рис. 17а ) при однофазном прикосновении человека к корпусу оборудования, находящегося под напряжением, образуется цепь поражения тело-пол-земля-заземление нейтрали.

Цепь, по которой проходит ток, состоит из сопротивления тела человека Rч, его обуви Rоб, пола Rп, а также сопротивления заземления нейтрали трансформатора Rо.

В этом случае сила тока определяется следующим образом:

Iч = Uф/(Rч+Rоб+Rп+Rо) , ( 23 )

где Uф – фазное напряжение сети, В.

Для случая, когда человек имеет проводящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу, т.е. при Rоб=0 , Rп=0 , Rч=1000 , Rо10 Ом и Uф=220 В, величина Iч = 220/(1000+10) = 0,22 А = 220 мА. Данное значение Iч вызывает фибриляцию сердца и остановку дыхания (пороговый фибриляционный ток), (см. табл.13), что смертельно опасно для человека.

Следовательно, при равных условиях прикосновение человека к одной из фаз сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.

В аварийном режиме эксплуатации электрической сети один из проводов может оказаться замкнутым на землю (рис.16 и 17). Ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к исправной фазе, определяется зависимостью:

Iч = Uпр/(Rч+Rз ) ( 26 )

Замыкание одной из фазы на землю резко повышает опасность однофазного прикосновения, т.к. в этом случае человек попадает под напряжение , близкое к линейному.

Таблица 17

Электрическое сопротивление обуви Материал подошвы Сопротивление обуви, кОм, при напряжении, В Помещение сухое Помещение сырое и влажное 220 выше 220 220 выше 220 Кожа Кожимит

Резина 100

50

500 50

25

50 0,5

0,7

1,5 0,2

0,5

1

Таблица 18

Электрическое сопротивление опорной поверхности ног на полу Материал пола Сопротивление опорной поверхности ног на полу, кОм сухом влажном мокром Бетон

Дерево Линолеум

Метлахская плитка 2000 30

1500

25 0,9 3

50

2 0,1

0,3

4 0,3

Шаговое напряжение. Кроме рассмотренных выше случаев возможное включение человека в электрическую сеть с напряжением прикосновения при так называемом шаговом напряжении, которое возникает в результате появления потенциалов ?х на поверхности земли, обусловлено растеканием тока замыкания Iз на землю.

Причиной появления этих потенциалов является замыкание токоведущих частей на заземленный корпус, при падении электрического провода на землю и т.п.

Условия поражения человека напряжением прикосновения и напряжением шага различны, так как ток протекает по разным путям: через руку - грудную клетку - ногу – от напряжения прикосновения и по нижней петле через ноги человека – от напряжения шага.

Величина потенциала и характер растекания тока на поверхности земли зависят в основном от электрических свойств и однородности грунта, формы заземлителей и силы тока. На рис.18 показано распределение потенциалов в зоне растекания тока. Для упрощения анализа и получения расчетных зависимостей делаются допущения, что ток растекается через одиночный заземлитель, грунт изотропный и удельное сопротивление грунта ? во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя.

Распределение потенциала на поверхности земли ?х может быть определено по выражению

, ( 27 )

где Iз -ток замыкания на землю.

Для принятых допущений потенциал на поверхности грунта распределяется по закону гиперболы. Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (корпус) при одновременном прикосновении к ним человека. Численно оно равно разности потенциалов корпуса и точек почвы, в которых находятся ноги человека, т.е.

Uпр= . ( 28 )

Напряжение шага – это напряжение между точками земли (А и Б), имеющими разные потенциалы на расстоянии шага человека (в расчетах принимается а=0,8 м).

Численно напряжение шага равно

Uш=, ( 29 )

где и .

Подставляя ранее полученные значения для и , будем иметь

Uш , ( 30 )

или Uш=Uз .

Рис.18. Распределение потенциалов в зоне растекания тока при замыкании фазы на нетоковедущие части оборудования или землю

Rзз – сопротивление защитного заземления; ? – потенциал корпуса относительно земли; Х – расстояние от места замыкания до рассматриваемой точки; А – длина шага (а=80 см); Uш – напряжение шага; Uз – напряжение на заземлителе; 1 – электроприемник (заземленное электрооборудование); 2 – заземляющий зажим; 3 – заземляющий проводник; 4 – заземляющее устройство; 5 – кривые распределения: а-потенциалов; б-напряже-ния прикосновения. Напряжение шага максимально у заземлителя и уменьшается по мере удаления от него. Вне поля растекания (x более 20 м) оно равно нулю, а также в случае, если обе ноги человека находятся на эквипотенциальной линии. Напряжение шага также увеличивается с увеличением ширины шага.

<< | >>
Источник: Ф. М. Гимранов, Е. Б. Гаврилов. Безопасность жизнедеятельности. Ч. 2. Безопасность технологического оборудования: Учебное пособие. Казан.гос.технол.ун-т. Казань. 84 с.. 2002

Еще по теме 11.3. Классификация электроустановок и производственных помещений:

  1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК И ПОМЕЩЕНИЙ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ В НИХ ТОКОМ
  2. Параметры микроклимата в производственных помещениях
  3. Освещение производственных помещений 15.5.1. Основные светотехнические характеристики
  4. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ К ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПОМЕЩЕНИЯМ, УСТАНОВКАМ И ОБОРУДОВАНИЮ
  5. ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ К ПЛАНИРОВКЕ СЕЛ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
  6. 1.3 Общие санитарно-технические требования к производственным помещениям и рабочим местам
  7. БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ, НА ВЫГУЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ, ПАСТБИЩАХ
  8. Глава 30 САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГЕНЕРАЛЬНЫМ ПЛАНАМ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ И БЫТОВЫМ ПОМЕЩЕНИЯМ ПРЕДПРИЯТИЙ
  9. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ В ОТНОШЕНИИ ПОРАЖЕНИЯ ЛЮДЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
  10. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗОН ПО ВЗРЫВНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
  11. VLl. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ЗАВОДСКИХ И ФАБРИЧНЫХ ЦЕХОВ, ШАХТ И ДРУГИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
  12. Классификация производственных аварий и катастроф
  13. 1. Физиолого-гигиенические основы труда и обеспечение комфортных условий жизнедеятельности 1. 1. Профессиональные вредности производственной среды и классификация основных форм трудовой деятельности
  14. 4.2. ПРОИЗВОДСТВО И РЕСУРСЫ. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ. ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВА