Напряжение прикосновения. Шаговое напряжение. Охарактеризовать и пояснить технические средства защиты

При работе в действующих электроустановках всегда существует определенная вероятность попадания человека под действие электрического тока. Эта вероятность может быть меньше или больше в зависимости от разных факторов. Но в любом случае при оценке действия тока на человека определяются.

Согласно нормативным документам напряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Другими словами напряжением прикосновения (для человека) U_пр называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или падение напряжения в сопротивлении тела человека, В:

U_пр = I_h R_h, (2.35)

где I_h – ток, проходящий через человека по пути «рука – ноги», A; R_h – сопротивление тела человека, Ом.

В области защитных заземлений, занулений и т. п. одна из этих точек имеет потенциал заземлителя φ_з, а другая – потенциал основания в том месте, где стоит человек, φ_осн. При этом напряжение прикосновения:

U_пр = φ_з – φ_осн. (2.36)

Если принять во внимание характер изменения потенциала по поверхности грунта и пренебречь сопротивлением растеканию тока основания, то U_пр = φ_з α₁,

где α₁ – коэффициент, называемый коэффициентом напряжения прикосновения или просто коэффициентом прикосновения, учитывающим форму потенциальной кривой:

 (2.37)

Поскольку напряжение прикосновения зависит от значения потенциала заземлителя и от характера его потенциальной кривой, опасность для человека будет различной при использовании различных типов одиночных заземлителей и групповых заземлителей.

Напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек.

Ток, стекающий в землю через человека, стоящего на земле, полу или другом основании, преодолевает сопротивление не только тела человека, но и этого основания, вернее, тех его участков, с которыми имеют контакт подошвы ног человека (сопротивление обуви в данном случае во внимание не принимается).

Сопротивление основания, на котором стоит человек, правильнее называть (аналогично сопротивлению заземлителя) сопротивлением растеканию тока основания ног; нередко это сопротивление именуют также сопротивлением растеканию тока основания или сопротивлением растеканию тока ног человека.

Все положения, рассмотренные выше, справедливы для случаев, когда сопротивление растеканию основания, на котором стоит человек, равно нулю. В действительных условиях это сопротивление не равно нулю и в ряде случаев бывает довольно велико.

Следовательно, разность потенциалов (φ_з – φ_осн) = φ_зα₁, В, оказывается приложенной не только к сопротивлению тела человека R_h, Ом, но и к последовательно соединенному с ним сопротивлению основания R_осн, Ом, на котором стоит человек (рис. 2.14): φ_зα₁= I_h (R_h +R_осн).

Рис. 2.14. К определению напряжения прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию тока основания, на котором стоит человек:

1 – потенциальная кривая;

2 – кривая, характеризующая изменение U_пр с изменением расстояния от заземлителя

Заменив в этом выражении ток I_h, А, проходящий через человека, его значением из (2.35), получим:

откуда напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию основания, В:

или

где α₂ – коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек:

 (2.41)

Напряжение шага

Напряжение между двумя точками поверхности земли, от стоящими друг от друга на расстоянии шага (0,7-0,8 м), в зоне растекания токов замыкания в радиусе до 20 м при пробое изоляции на землю случайно оборванного электрического провода называется шаговым напряжением. Наибольшую величину шаговое напряжение будет иметь при подходе человека к упавшему проводу, а наименьшее - при нахождении его на расстоянии 20 м и более от него. При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю. В этот момент прекращается действие на человека шагового напряжения и возникает иная, более тяжелая ситуация: вместо нижней петли в теле человека образуется новый, более опасный путь тока, обычно от рук к ногам и создается реальная угроза смертельного поражения током. При попадании под шаговое напряжение необходимо выходить из опасной зоны минимальными шажками или прыжками на одной ноге.

Защитные средства делятся на две группы:

1) средства коллективной защиты, которые предназначены для защиты персонала от поражения током высокого напряжения. К ним относят переносные указатели напряжения и токоизмерительные клещи, переносные ограждения и временные защитные заземления;

2) индивидуальные защитные средства, предохраняющие от воздействия дуги, продуктов горения и механических повреждений. К ним относят: защитные очки, брезентовые рукавицы, противогазы.

Электрозащитные средства подразделяют на основные и дополнительные.

Основными называют такие защитные средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение установки. С их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Дополнительные защитные средства сами по себе не могут при определенном напряжении предохранять от поражения током. Они усиливают действие основного защитного средства и обеспечивают защиту от напряжения прикосновения, шагового, а также от ожогов электрической дугой. Электрозащитные средства нужно использовать по их прямому назначению в электроустановках напряжением не выше того, на которое защитные средства рассчитаны.

Для оперативной работы, производства измерений, очистки изоляции от пыли, установки габаритников и разрядников используют изолирующие штанги. Они могут быть универсальными, т.е. имеющими сменные головки, предназначенные для выполнения различных функций.

Изолирующие клещи применяют для операций с предохранителями, надевания и снятия изолирующих колпаков и других аналогичных работ.

Диэлектрические перчатки предназначены для работы в электроустановках только при условии изготовления их в соответствии с требованиями ГОСТа. Перчатки, предназначенные для других целей (химические и др.), применять как защитное средство при работе в электроустановках не допускается.

Диэлектрические боты и галоши, кроме выполнения функции дополнительного защитного средства, являются защитным средством от шагового напряжения в электроустановках любого напряжения.

Диэлектрические коврики применяют в качестве дополнительного защитного средства при работах на закрытых электроустановках любого напряжения, при операциях с приводами разъединителей и выключателей и пускорегулирующей аппаратурой. Диэлектрические коврики являются изолирующим средством лишь в сухом состоянии.

Изолирующие подставки применяют при проведении операций с предохранителями, пусковыми устройствами электродвигателей, приводами разъединителей и выключателей в закрытых электроустановках любого напряжения. Инструмент с изолированными рукоятками применяют в электроустановках напряжением до 1000 В.

Токоизмерительные клещи предназначены для измерения переменного тока в одиночных проводниках без нарушения их целостности.

Указатели напряжения являются переносными приборами, действие которых основано на свечении неоновой лампы при протекании через нее емкостного тока.

Защитными очками пользуются в следующих случаях:

а) при смене предохранителей;

б) при резке кабелей и вскрытии муфт на кабельных линиях, находящихся в

эксплуатации;

в) при пайке, сварке (на проводах, шинах, кабелях и др.), варке и разогревании мастик и заливке им кабельных муфт, вводов и т.п.;

г) при работе с электролитом и обслуживании аккумуляторной батарея;

д) при проточке и шлифовке колец и коллекторов;

е) при заточке инструмента и прочих работах, связанных с опасностью

повреждения глаз;

Переносные заземления являются наиболее надежным защитным средством при работе на отключенном электрооборудовании, на кабельной или воздушной линии электропередачи в случае ошибочной подачи на них напряжения. С помощью специальных проводников и зажимов они замыкают токоведущие части накоротко, одновременно замыкая их. При ошибочном включении такой короткозамкнутой и заземленной линии на напряжение безопасность людей, работающих с токоведущими частями электроустановки, обеспечивается автоматическим отключением электроустановки с помощью выключателя или в результате перегорания плавких предохранителей.

Одним из важнейших условий безопасного выполнения работ является обязательное ограждение опасной зоны. Опасные зоны могут быть постоянными и временными. К постоянным относят опасные зоны действия некоторых машин и механизмов.

Основными индивидуальными средства защиты в электроустановках напряжением свыше 1кВ относятся:

– изолирующие штанги всех видов;

– изолирующие и измерительные клещи;

– указатели напряжения

– диэлектрические перчатки;

– изолированный инструмент.

Индивидуальные дополнительные средства защиты – изолирующие индивидуальные средства защиты, которое само по себе не может при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, но дополнит основное средство защиты, служит для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага. Индивидуальными дополнительными средствами защиты в электроустановках напряжением свыше 1 кВ служат:

– диэлектрические перчатки;

– диэлектрические боты;

– диэлектрические ковры (дорожки);

– изолированные подставки и накладки;

– штанги для переноса и выравнивания потенциала