Защита от энергетических воздействий. 4 страница
РИСК И КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА.
Каждый человек ежедневно рискует, преодолевая опасности на производстве и в быту. Риск сопряжен с любым видом деятельности. Теория риска начала широко развиваться и применяться в конце 19 века. Риск – вероятность реализации негативных воздействий. Вероятность риска:
R=NЧС/Nо
NЧС – число ЧС в год
Nо – общее число событий в год
Риск – частота реализации опасности. В России на производстве погибают около 14 тыс. человек в год, а численность рабочих – около 13 млн. человек. Риск гибели человека на производстве в год:
R= 1,4×104/1,38×108=10-4 смертей чел/год
Некоторые значения риска естественной и принудительной смертей людей.
| Сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные опухоли | 10-2 |
| Несчастные случаи на производстве, автомобильные аварии | 10-4 |
| Аварии в воздушном и железнодорожном транспорте | 10-5 |
| Все стихийные бедствия | 10-7 |
| Проживание рядом с АЭС | 10-8 |
Величины допустимого (приемлемого): меньше 10-3 и неприемлемого: 10-6. Риск в пределах от 10-3 до 10-6 – переходная зона значений.
|
|
|
|
Приемлемый риск сочетает в себе технические, социальные, политические аспекты и представляет компромисс м/у требуемым уровнем безопасности и возможностью ее достижения. Экономически возможность повышения безопасности технических систем не безгранично. При затратах – технический риск уменьшается, но растет социальный. Ресурсы общества ограничены, если много затрат на снижение риска – вынуждены урезать финансирование социальных программ. Кривая суммарного риска имеет минимум при определенном соотношении м/у инвестициями в техническую и социальную сферу, это приходится учитывать при выборе риска, с которым обществу приходится мириться.
В результате нахождения подцелей, на нижнем уровне выявляется набор причин. Типы исходных отказов:
1. связанные с человеческой деятельностью (ошибки оператора, ошибки при обслуживании)
2. относящиеся к оборудованию (утечка токсичной жидкости, неправильные сигналы)
3. связанные с окружающей средой
Дерево событий. БЖД:
· страхование
· денежная компенсация ущерба
· платежи за риск
БИЛЕТ №33
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА.
Эл. ток – скрытый вид опасности, т.к. внешне трудно определить в токоведущих и нетоковедущих частях оборудования, которые являются хорошими проводниками эл. тока. Прикосновения к токоведущим частям или проводникам эл. тока при повреждении их изоляции представляет собой большую опасность для человека. в некоторых случаях прикосновение во время эксплуатации к Ме токоведущей части является неизбежным (пример: электромонтер обязан проверять нагрев корпуса). Травма от эл. тока может произойти не только вследствие шаговых напряжений и воздействия эл. дуги. Статистика показывает, что эл. травмы составляют 1% от общего числа травм на производстве и 20-30% несчастных случаев со смертельным исходом. При этом 80% несчастных случаев со смертельным исходом приходится на эл. установки с напряжением до 1000В.
Воздействие эл. тока. Попадание под воздействие эл. ток вызывает в организме человека ряд сложнейших рефлекторных изменений. Проходя через организм человека, эл. ток производит термическое , электролитическое, механическое и биологическое действие.
1. Термическое действие. Проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры внутренних органов, находящихся на пути тока, вызывая в них функциональные расстройства.
2. Электролитическое воздействие. Разложение органической жидкости, в т.ч. и крови и нарушение ее ф-х состава.
3. Механическое действие. Приводит к расслоению и разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а т.ж. мгновенного взрывоподобного образования пара из жидкостей организма и крови.
4. Биологическое воздействие. Проявляется раздражением живых тканей организма, а т.ж. нарушением внутренних биологических процессов.
Воздействие эл. тока на организм человека приводит к двум видам поражения. Условно они делятся на общие и местные.
Общие поражения. Электрический удар – это электротравма, вызванная рефлекторным действием эл. тока, т.е. действием эл. тока на ЦНС, в результате которого возникает паралич пораженных органов. Так же может привести к судорогам и остановке дыхания и сердца. Остановка сердца связана с фибриляцией, т.е. хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы.
Местные поражения. Ожоги, механические повреждения, электроофтальмия и металлизация кожи. Металлизация кожи связано с проникновением в нее мельчайших частиц Ме при его расплавлении под влиянием чаще всего эл. дуги.
Знак тока – заключается в безболезненном омертвлении участков кожи, ограниченного местом контакта с частью установки под напряжением. Вид мозоли 1,5 –2 мм.
БИЛЕТ №35
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТЯЖЕСТЬ ЭЛЕКТРОТРАВМ.
Статистика электротравматизма показывает: 26% - электроудары, 19% - местные электрические травмы, 55% - смешанные поражения. Исход поражения человека эл. током зависит от множества факторов:
1. силы тока
2. временем прохождения ч/з организм
3. напряжения
4. характеристики тока (-,»)
5. пути тока в теле человека
6. от частоты колебания
7. сопротивления тела человека
8. физиологического состояния организма
9. от производственных условий
Ток, проходящий через организм человека, зависит от: напряжения прикосновения, под которым оказался человек, суммарного электрического сопротивления тела человека.
I. Зависимость от сопротивления. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает верхний роговой слой кожи – эпидермис. Это слой 0,05-0,2 мм, в некоторых условиях рассматривается как диэлектрик. При сухой неповрежденной коже сопротивление тела человека может составлять от 40 до 100 кОм, без него – 1 кОм. Внутреннее сопротивление человека не более нескольких сотен Ом. При повышении напряжения из-за нагрева и выгорания кожи наступает явление пробоя (при 10-40 В) и резко сказывается при значениях более 150 В. при увлажненной поверхности сопротивление резко уменьшается и тем меньше, чем больше площадь соприкосновения кожи с электродами.
II. Зависимость от силы тока:
a) Человек начинает ощущать эл. ток при 0,5-1,5 мА для переменного тока и 6-7 мА – для постоянного тока
b) 10-15 мА – для переменного тока и 50-70 –для постоянного (пороговый неотпускающий ток). Это ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей эл. установки (паралич рук).
c) 20-25 мА – переменный ток – паралич дыхательных путей и в течение нескольких минут – смерть из-за прекращения работы легких
d) 100мА – смертельный ток
Безопасным следует считать ток, при котором человек может самостоятельно отпустить токоведущий предмет. В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 таким отпускающим током считается ток 6 мА, частота 50 Гц, напряжение 42 В, время действия 1с. Но из-за невозможности заранее определить силу тока, который может пройти через тело человека, для установления границ безопасных условий необходимо не на безопасный ток, а на допустимое безопасное напряжение.
III. Зависимость от напряжения. В зависимости от условий работы и состояния помещений применяют малые напряжения, которые принято считать безопасными для человека. В помещениях с особо опасными условиями – 12В. Для помещений с повышенной опасностью – 42В, без повышенной опасности – 127-220В. ГОСТ 12.1.009-76 – «Электробезопасность. Термины и определения». Термин безопасное напряжение является недопустимым и заменен на термин малое напряжение, которое ГОСТ определяет как номинальное напряжение не более 42В, применяемое для уменьшения опасности поражения человека эл. током.
IV. Зависимость от пути прохождения тока через тело человека. Путь прохождения тока через организм при его включении в эл. цепь так же сказывается на характере и степени травмы. Пути: голова-руки, рука-рука, нога-рука, нога-нога. Опасность увеличивается с увеличением величины тока, проходящего через головной мозг, сердце и систему дыхательных путей. Поражение будет зависеть от того какой частью тела человек коснулся токоведущей части. Наиболее чувствительны: тыльные части рук, шея, голова (особенно височная часть), передняя часть ноги, плечо. Эл. цепь, возникающая с участием указанных мест, может привести к смертельному исходу, даже при маленьких значениях тока и напряжения.
V. Зависимость от продолжительности действия. Ток, особенно при большом напряжении поражает н в момент прикосновения, а в момент приближения, когда человек еще не коснулся токоведущей части. В результате возникающей дуги, которая заменяет эл. цепь, ток достигает больших величин. Воздействие этого тока вызывает в организме человека мощный оборонительный рефлекс, действующий с огромной быстротой. Поэтому длительность прохождения тока через тело человека составляет доли секунды. Т.е. фибриляция сердца и прекращение дыхания не происодит.
VI. Зависимость от рода и частоты тока. Наиболее опасен переменный ток промышленной частоты. При увеличении от 50 до 500 Гц опасность поражения эл. током не снижается. При частоте несколько тысяч Гц отпускающий ток может быть равен 70 мА. При частотах несколько сотен тысяч Гц электрического удара не происходит, но наступают эл. ожоги, которые могут вызвать смерть. Постоянный ток до 500В менее опасен переменного в 4-5 раз. Свыше 500В он становится более опасном.
БИЛЕТ №36
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ПО СТЕПЕНИ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ.
В соответствии с ПУЭ все помещения по степени электробезопасности делятся на 3 класса: помещения с повышенной опасностью, особо опасные помещения, помещения без повышенной опасности.
Первый класс:
a) Наличие влаги (пар или конденсирующая влага), влажность более 75%
b) Наличие проводящей пыли
c) Наличие токопроводящих полов (Ме, земляные, железобетонные, кирпичные)
d) Наличие повышенной температуры (длительно - 30°С, кратковременно - 40°С)
e) Наличие возможности одновременного прикосновения человека к имеющимся соединениям с землей, металлоконструкциям зданий, аппаратам с одной стороны и Ме корпусам эл. оборудования с другой стороны.
Второй класс:
a) Сырость, близкая к 100% (частое опрыскивание или покрытие влагой стен, потолка, пола или предметов в помещении)
b) Химически активная среда (постоянно или длительно содержащая агрессивные пары, газы или жидкости, образующиеся отложения или плесень, действующая разрушающе на изоляцию и токоведущие части эл. оборудования)
c) Наличие одновременно двух и более 3ех условий из 1ого класса
Третий класс: Все остальное.
БИЛЕТ №41,42
ТЕХНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛ. ТОКОМ.
Для предупреждения поражения эл. током используется:
1. технические способы защиты, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках
2. технические мероприятия, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала: отключение оборудования, вывешивание предупредительных плакатов и знаков безопасности, проверка отсутствия напряжения, заземления
3. организационные мероприятия по предупреждению поражения эл. током: оформление наряда – допуска к работе, надзор во время работы, оформление документов по началу и окончанию работы, перевод на другую работу
Технические способы.
В соответствии с ГОСТ 12.1.020-81 «Электробезопасность, защитное заземление, зануление» для защиты от поражения эл. током при повреждении изоляции должен применяться по крайней мере один из следующих способов:
1. заземление защитное
2. зануление
3. защитное отключение
4. малое напряжение
5. защитное разделение цепей
6. двойная изоляция токоведущих частей установки с устройством непрерывного контроля
7. выравнивание потенциалов
8. компенсация тока замыкания на землю
Как правило, идет сочетание этих способов. Например, зануление и защитное отключение, зануление и выравнивание потенциалов. Благодаря универсальности и простоте выполнения наибольшее распространение получило защитное заземление и зануление.
Заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус. Эквивалентом земли может быть вода (водоемы), залежи каменного угля. Назначение заземления: устранение опасностей поражения током в случае прикосновения к корпусу эл. установки, нетоковедущим частям, случайно оказавшимся под напряжением, независимо от причины. Принцип действия: снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и шага. Достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшается сопротивления заземления), а так же путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъем потенциала основания до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования). Неверное мнение, что напряжение прикосновения будет равно нулю, т.к. все, что электрически связано с землей должно иметь потенциал земли, т.е =0. Прикосновение человека к незаземленному корпусу под напряжением равносильно однофазному включению человека в цепь. В этом случае при малом сопротивлении пола и обуви, а так же изоляции проводов, этот ток может иметь большую величину.
I= Uф/(Rh+Rиз/З)
Uф=220 В, Rh=1 кОм, Rиз=3 кОм
I= 110мА
При наличии заземления сила тока, проходящего через тело человека, определяется следующим образом:
Ih= Uф/(Rобщ+Rиз/З)
Rобщ=( Rh×Rиз)/( Rh+Rиз)
Ih=[3Uф/( Rh×Rиз)]× Rз=0,88 мА – начало ощущения
Напряжение прикосновения:
Uпр= Ih× Rh=110 В
Uпр=0,88 В
Область применения.
Защитное заземление применяется: в электрических установках напряжением до 1000 В с изолирующей нейтралью, в установках с напряжением более 1000В с любым режимом нейтрали. На расстоянии более 20 м от заземлителя потенциал можно считать равным о. Чем ближе человек находится к заземлителю, тем меньше ток прикосновения.
Типы заземления системы.
Согласно ГОСТР50571.2 «Типы заземления» существуют системы TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.
Первая буква в обозначениях устанавливает характер заземления источника питания.Т – непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле. Нейтраль – глухозаземленная. I – все токоведущие части изолированы от земли или одна точка заземлена чнрез сопротивление. Нейтраль – изолирующая.
Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей эл. установки. Т – непосредственная связь открытых проводящих частей с землей независимо от характера связи источника питания с землей. Защитное заземление. N – непосредственная связь от крытых проводящих частей с точкой зеземления источника питания. Зануление.
Последующие буквы определяют устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников, обеспечиваются раздельными проводниками. С – функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников в одном проводнике.
Нулевой защитный проводник (НЗ) – это проводник, соединяющий зануляемые части с заземленой нейтралью точкой источника тока. Нулевой рабочий проводник (НР) – проводник, соединенный с заземленной нейтралью, но предназначен для питания током электроприемников.
| |
|
L1 L2 L3 – фазы
PE – нулевой защитный проводник
N – нулевой рабочий проводник
PEN – совмещенный проводник
На рисунке: 1 – глухозаземленная нейтраль с занулением. Функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены во всей системе. Рисунок 2 – глухозаземленная с занулением. Функции НЗ и НР работают раздельно. Рисунок 3 – глухозаземленная нейтраль с занулением. Функции НЗ и НР объединены в одном проводнике в части системы распределения. Рисунок 4 – глухозаземленная нейтраль с защитным заземлением, где: 1 – заземление источника питания, 2 – открытая проводящая часть, 3 – заземление открытой проводящей части. Рисунок 5 – изолированная нейтраль с защитным заземлением: 1 – заземление источника питания, 2 – открытая проводящая часть, 3 – заземление открытой проводящей части, 4 – сопротивление..
Зануление – преднамеренное эл. соединение потенциально опасных частей электроустановки с глухозаземленной нейтральной точкой (нулевой защитный проводник). Физ. сущность: пробой на корпусе преобразовывается в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым защитным проводником с последующим автоматическим отключением аварийного участка от сети аппаратами защиты. Чтобы защита быстро сработала Iк.з. по ПУЭ должен быть в 3 раза больше номинального тока.
БИЛЕТ №43
СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
Классификация средств коллективной защиты от механических травм.
Для защиты от травм применяются коллективные и индивидуальные средства (костюмы, каски, обувь). Используются в качестве дополнительных или вспомогательных, а основными средствами защиты являются средства коллективной защиты, классификация которых в соответствии с ГОСТ 12.4.225-84 «ССБТ» - средства коллективной защиты от воздействия факторов приведена на рисунке. Они разделяются на группу защитных устройств: оградительные (А), предохранительные (Б), тормозные (В), автоматического контроля и сигнализации (Г), дистанционного управления (Д), сигнализация цветов и знаков безопасности (Е). Эти группы защитных устройств отличают друг от друга принципом действия, который направлен на ликвидацию воздействия опасного факта на человека или удаление его из опасной зоны или предупреждение его о появление опасного фактора.
Оградительные устройства – данные устройства защиты устанавливают между опасными производственными факторами. Принцип действия: изоляция опасного фактора в недоступном от человека пространстве. По конструкции А1 – кожухи, двери, крышки, барьеры, экраны, щиты. А2 по способу изготовления – сплошные, несплошные, прозрачные и комбинированные. Прозрачные экраны и другие несплошные оградительные устройства используются одновременно для защиты работающих от механических травм. Несплошные сетчатые или перфорированные экраны, щиты, барьеры должны иметь размеры ячеек, не допускающие проникновение пальцев и рук в опасную зону. Оградительные устройства устанавливают не только на стационарном оборудовании но и на мобильных погрузочных аппаратах. Например, автопогрузчик оснащен предохранительным решетчатым ограждением, сетчатым щитом, предупреждая возможность падения на водителя груза, поднятого вилочными захватом. Так же он оснащен тормозными падающими устройствами.
Предохранительные устройства – работает по принципу ликвидации опасного фактора в источнике его возникновения, не требуют контроля, т.к. срабатывают автоматически. Они делятся на блокирующее устройство Б1, срабатывающее при ошибочных действиях работающего и на ограничительное устройство Б2, срабатывающее при нарушении параметров технологии производства или режимов работы оборудования. Первый по принципу действия разделяют: механические, электрические, электронные, э/м, пневматические, гидравлические, оптические, магнитные, комбинированные.
Блокирующие устройства – надежный механизм, связывающий оградительные устройства с целью отключения. Сеть разорвана, если съемные кожухи, экраны, щиты отсутствуют или установлены неправильно, а двери или крышки оборудования открыты.
Тормозные устройства используются для остановки оборудования в случае возникновения травмопасной или аварийной ситуации и удержании его в неподвижном состоянии при отключении или для проведения ремонтных работ. Они разделяются по конструкции В1 – колодчатые, конические, клиновые. В2 - по способу срабатывания: ручные, автоматические, полуавтоматические, по назначению В3 – рабочие, резервные, для экстренного торможения.
Устройства автоматического контроля и сигнализации Г используются для контроля, передачи и воспроизведения информации с целью привлечения внимания работающих и принятия ими решения при появлении опасного фактора. Они разделяются по назначению Г1 – информационные, аварийные, по характеру сигнала Г2 – звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные
Устройства дистанционного управления Д – для удаления работающего из опасной зоны. По принципу действия бывают механические, электрические, пневматические, гидравлические, комбинированные.
Знаки безопасности и цвета сигнальные Е – для привлечения внимания работающих в потенциально опасных зонах, имеющихся на оборудовании, технологических линиях, на участках производственных помещений с цель. Предупреждения производственных травм. Сигнальные цвета имеют значение: красный – запрещающий (непосредственная опасность или средства пожаротушения), желтый – предупреждает о возможной опасности, зеленый – разрешает выполнение работы при соблюдении норм, синий – информирует о нахождении разных объектов и устройств. Знаки разделяются на 4 группы: запрещающие, предписывающие, указательные, предупреждающие.
ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.
Появление статического электричества – при контакте двух тел из разносторонних материалов на их поверхности в следствии внутриатомных электрических сил образуется двойной внутриатомный слой. При механическом расцеплении поверхностей происходит разделение зарядов этого двойного электрического слоя. При этом между разделенными поверхностями образуется разность потенциалов. Вследствие этого возникает эл. ток.
Схема образования двойного электрического слоя при трении двух тел.
Статическое электричество возникает при ряде технологических операций. Многочисленные исследования показали, что напряжение относительно земли при электростатической электризации в целом ряде технологических процессов делает десятки кВ. При разбрызгивании краски – 10 кВ, при движении резиновой ленты транспортера – 45 кВ, движение воды по трубе – 3 кВ, при движении автомобиля по сухому асфальту при скорости 60 км/ч. При значительном скоплении зарядов в определенных условиях происходит пробой воздуха искрой. Из-за этого может возникнуть воспламенение. Бензин воспламеняется при разности потенциалов примерно 3 кВ, горючие жидкости примерно при 5 кВ. В 40 случаях из 100 – причина пожара статическое электричество. Степень электризации электрического материала зависит от эл. свойств данного вещества и материала, физического состояния, давления, с которым прижаты поверхности друг к другу, влажности и температуры окружающей среды. Заряды статического электричества могут накапливаться на людях, особенно при использовании обуви и непроводящими электричества подошвами, при использовании белья из шерсти, шелка. Потенциал изолированной от земли человека может достигать 7 кВ.
Физиологическое воздействие.
Ощущается в виде слабого умеренного укола – толчка, зависящего от величины освобожденной энергии. Т.к. величина тока незначительная (10-6-10-3 А), то эти уколы опасности не представляют. Зафиксированы несчастные случаи в следствие рефлекторных движений вблизи вращающихся деталей и падения с высоты. Длительное воздействие приводит к ряду заболеваний и возникновению определенных фобий.
Основные меры по защите от статического электричества.
Основные меры:
1. добавление в электролизующую среду электропроводных материалов (графит)
2. заполнение аппаратов, емкостей и другого оборудования инертными газами
3. ионизация среды
4. очистка жидкостей от загрязнений коллоидными веществами
5. увеличение относительной влажности до 75% в опасных местах
6. очистка газов от взвешанных твердых и жидких веществ
7. заземление оборудования. Резервуаров и коммуникаций (трубопроводы)
8. заземляющие устройства (допускается сопротивление до 100 Ом)
9. применение работниками токопроводящей обуви и электростатической одежды
10. подбор скорости движения жидких и пылевидных веществ, в зависимости от их удельного сопротивления.
rV <=0,1 МОм×м, V<=10 м/с – для жидкостей
rV <=1000 МОм×м, V до 5 м/с – для пылевидных
rV > 1000 МОм – для каждой жидкости своя специфика
МОЛНИЕЗАЩИТА. ОПАСНОСТЬ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.
Атмосферное электричество проявляется в виде молний, электростатической и электромагнитной индукции от грозового разряда. Они опасны для человека, одна из причин возникновения пожаров. 2 вида молний: линейные, шаровые.
Линейная – разряды, возникшие между облаками или между облаками и землей.
I=200 кА, U=150 МВ, T=6000-30000°С, l=1000 м, t=0,1-1сек.
Линейная молния наиболее опасна при прямом ударе, которые имеют большую высоту. Молния ударяет в предметы, которые находятся над зонами с хорошей электропроводимостью (берега рек или места с близким расположением к поверхности грунтовых вод). Действие молнии при грозовом разряде выражается в электрическом, тепловом и механическом эффектах.
Разрушающее и поражающее действие может быть вызвано: прямым ударом в объект, занесенным высоким потенциалом (по проводам воздушных линий, по которым ударила молния), наведенными напряжениями, под действиями электростатической и электромагнитной ЭДС, напряжением прикосновения в зоне растекания токов.
Шаровая молния (Т=3000-5000 К). При соприкосновении с ней у людей: сильные ожоги, деревянные предметы обугливаются, железные оплавляются. Шаровая молния взрывается без видимой причины. Высвобожденная энергия при обычных размерах шара создает эффект взрыва от 100 г до 1 кг толуола. Встречаются в 300-500 раз реже, чем линейные молнии. Надежных методов защиты не существует. Ожидаемое число поражений в год: N=9×h2x×n×10-6 – для высотных объектов.