!Учебный год 23-24 / Мищенко, Тищенко - БЖД

271

обслуживание и ремонт, монтаж, наладку и испытание электрооборудования. Группа допуска по электробезопасности– не ниже II, причем, работать самостоятельно под напряжением либо вблизи от токоведущих -ча стей, находящихся под напряжением с группой допуска II запрещено.

Оперативно-ремонтный персонал – это ремонтный персонал, специ-

ально обученный и подготовленный для оперативного обслуживания в утвержденном объеме закрепленных за ним электроустановок. Группа допуска по электробезопасности – не ниже III.

Электротехнологический персонал – это персонал, у которого в управляемом им технологическом процессе основной составляющей явля-

ется электрическая энергия (например, электросварка, электродуговые пе-

чи, электролиз и т. д.), использующий в работе ручные электрические машины, переносной электроинструмент и светильники, и другие работники, для которых должностной инструкцией по охране труда установлено знание вышеупомянутых Правил. В своих правах и обязанностях приравнивается к электротехническому и в техническом отношении подчиняется руководителю энергослужбы своего подразделения. Группа допуска по электробезопасности – не ниже II.

Неэлектротехнический персонал – это персонал, не попадающий под определение «электротехнического» или «электротехнологического».

Неэлектротехническому персоналу, выполняющему работы, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током, присваивается группа I по электробезопасности. Обучение и инструктаж такого персонала проводит лицо из электротехнического персонала с квалификационной группой не нижеIII. Обучение и результаты проверки знаний

производятся один раз в год и оформляются в журнале установленной формы удостоверения не выдаются.

Перечень профессий и рабочих мест, где работникам требуются знания основ электробезопасности в объемеI или II группы допуска опреде-

ляет руководитель предприятия (оформляются приказом или распоряжением).

Всем лицам электротехнического и электротехнологического персонала при успешной сдаче экзаменов присваивается соответствующая квалификационная группа (II-V) по электробезопасности, выдается удостоверение с указанием квалификационной группы, рода электроустановок (до

1кВ либо до и выше1кВ), вида персонала (электротехнологический, опе-

ративный и т. д.), результатов оценки знаний, даты сдачи экзамена. Эти же данные записываются в журнал соответствующего образца и скрепляются подписями (не менее трех) членов специально образованной комиссии.

Инженеру по охране труда, прошедшему проверку знаний в объеме IV группы по электробезопасности, выдается удостоверение на право инспектирования электроустановок своего предприятия.

272

Для административно–технического персонала, непосредственно организующего и проводящего работы по обслуживанию действующих электроустановок или выполняющего в них наладочные, электромонтажные, ремонтные работы или профилактические испытания, а также для персонала, имеющего право выдачи нарядов, распоряжений, ведения оперативных переговоров, очередная проверка знаний проводится один раз в год.

Для административно – технического персонала, не относящегося к предыдущей группе, а также для инженеров по охране труда, допущенных к инспектированию электроустановок, такую проверку предусмотрено проводить один раз в три года.

Группа III может быть присвоена работникам только по достижении ими 18-летнего возраста.

В табл. 8.5 приведены требования к знаниям и примеры специальностей по квалификационным группам электроперсонала обслуживающего электроустановки [3].

Таблица 8.5

Квалификационные группы электроперсонала, обслуживающего электроустановки

Определение сопротивления заземляющего устройства электроустановок и проверку состояния его элементов производятне реже 1 раза в 3 года, и не реже 1 раза в 12 лет проводят выборочную проверку со вскрытие грунта для осмотра элементов заземлителя, находящихся в земле.

Измерения напряжение сопротивления прикосновения проводятся по-

273

сле монтажа, переустройства и капитального ремонта заземляющегося устройства, но не реже 1 раза в 6 лет.

Силовые и осветительные установки подвергают внешнему осмотруне реже 1 раза в год. Измерение сопротивления изоляции электропроводки производится не реже 1 раза в год, а в особо сырых и жарких помещениях, в наружных установках, а также в помещениях с химически активной средой– не реже 1 раза в год. Измерение сопротивления изоляции электросварочных установок производится после длительного перерыва в их работе, переустановки оборудования, но не реже 1 раза в 6 месяцев.

Замеры полного сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках U £1000 В с глухозаземленной нейтралью эксплуатирующихся во взрывоопасных зонах проводятся при межремонтных испытаниях, капитальном и текущем ремонтах, но не реже 1 раза в 2 года. Также все электроустановки, оборудование и электропроводка во взрывоопасных зонах в сроки определяемые местными условиями, но не реже 1 раза в 3 месяца подвергаются наружному осмотру. Осмотр проводит лицо ответственное за электрохозяйство, а его результаты фиксируются в оперативном или специальном журнале.

Обнаруженные неисправности, способные вызвать искрение, короткое замыкание, нагрев и провисание проводов, их соприкосновение между собой или с элементами зданий и различными предметами подлежат - не медленному устранению. Механизмы и оборудование устанавливается таким образом, чтобы исключить попадание на электродвигатель стружки, воды, масла, эмульсий и т. п.

В помещениях с возможным выделением пыли применяются выключатели, рубильники и предохранители закрытые плотными кожухами из негорючих материалов, а в помещениях для регенерации масла, зарядки аккумуляторных батарей и ацетиленовых генераторов, обслуживания и ремонта газобаллонных двигателей, проведения краскоприготовительных и окрасочных работ силовое, осветительное оборудование и электропроводка выполняются во взрывозащищенном исполнении.

Не допускается [12]:

–применять рубильники открытого типа или с кожухами, имеющими щель для рукоятки;

–устанавливать выключатели, рубильники, предохранители, распределительные щиты и другое оборудование, способные дать искру в помещениях хранения легковоспламеняющихся, горючих и взрывоопасных веществ;

–применять самодельные предохранители;

–последовательно включать в заземляющий или нулевой защитный проводник элементы электроустановок, так как при этом увеличивается сопротивление заземления и может быть отключена заземляющая сеть при ремонте одной установки, в то время как оборудование, включенное в дан-

274

ную заземляющую сеть, останется без защиты (заземление должно быть только параллельным);

–заземлять корпус электроприемника в электросетях с заземленной нейтралью без его соединения с нейтралью.

8.6. Действие статического электричества

Существование человека в любой среде связано с воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями. При трении диэлектриков на их поверхности появляются избыточные заряды, на сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие потенциал до 500 В. Земной шар заряжен отрицательно, так что между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет 400 тыс. В. Однако человек этого не ощущает, т. к. хорошо проводит электрический ток и все точки его тела находятся под одним потенциалом.

Наряду с естественными статическими электрическими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей. Эти поля обусловлены возрастающим применением для изготовления предметов домашнего обихода, игрушек, обуви, одежды, для отделки интерьеров жилых и общественных зданий, для изготовления строительных деталей, производственного оборудования, аппаратуры, инструментов, деталей машин различных синтетических полимерных материалов, являющихся диэлектриками.

При трении диэлектриков, в результате разделения зарядов, на их поверхности могут появиться значительные некомпенсированные положительные или отрицательные заряды. Величина заряда определяется видом диэлектрика.

Статическое электричество – это свободный электрический заряд на поверхности или в объеме диэлектрических и полупроводниковых материалов, изделий или на изолированных проводниках, образующийся главным образом в результате трения [18].

Материалы, на которых образуется статическое электричество(СЭ), имеют удельное объемное сопротивление rV >108 Ом·м.

Статическое электричество может привести:

1)к нарушению работы электронных приборов;

2)расстройству нервной системы, функциональным изменениям в сердечнососудистой и др. систем организма человека;

3)воспламенению или взрыв горючих веществ (газов, паров, пылей);

4)несчастным случаям в результате рефлекторного сокращения мышц при разряде статического электричества (СЭ);

5)разрушению материалов и изменению свойств смазочных матери-

алов;

6)коррозии металлов.

275

Предельно-допустимая напряженность электростатического поляEд на рабочих местах не должна превышать60 кВ/м при воздействии до 1 ч;

при воздействии от 1 до 9 ч величину Eд определяют по формуле E д = 6 0 ,

t

где t – время воздействия, ч. Указанные нормативные величины при напряженности электростатического поля (ЭСП) более 20 кВ/м применяют при условии, что в остальное время рабочего дня Eд не превышает 20 кВ/м.

В производственных условия статическое электричество возникает:

–при работе с ЭВМ поверхностный электростатический потенциал возникает на экране монитора, создаваемый подаваемым на внутреннюю поверхность экрана рабочим положительным напряжением; на пластмассовых корпусах и элементах вычислительной техники при движении воздуха, загрязненного пылью, за счет передачи заряда с человека;

–от трения при шлифовальной и механической обработке материалов;

–при движении пылевоздушных смесей в незаземленных воздуховодах или технологическом оборудовании;

–работе ременных передач;

–наливе электризующихся жидкостей (бензина, бензола, метанола)

внезаземленные емкости;

–во время протекания жидкости по трубопроводам, изолированным от земли, или по резиновым шлангам;

–при перевозке электризующихся жидкостей в незаземленных емкостях;

–фильтрации электризующихся жидкостей через пористые сетки.

Мероприятия по защите от статического электричества [4]

–Смешивание материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования образуют разноименные заряды.

–Уменьшение силы трения, площади контакта, шероховатости взаимодействующих поверхностей, их хромирование или никелирование.

–Создание воздушной подушки между материалами.

–Ограничение скорости обработки материалов.

–Герметизация оборудования.

–Изготовление ремней с rV £105 Ом·м.

–Применение электропроводной смазки для вращающихся частей оборудования.

–Заземление емкостей при транспортировке жидкостей.

- Заземление оборудования, емкостей, коммуникаций, на которых генерируется статическое электричество.

–Повышение проводимости материалов(за счет использования спецматериалов, включения в резину проволочных вкраплений).

–Уменьшение удельного поверхностного и объемного электрического сопротивления обрабатываемых или используемых материалов нанесением на оборудование токоведущих составов(серной кислоты,

пленки на основе углерода, металлов, фольги, эмали и др.). Объемная элек-

276

тропроводность диэлектриков осуществляется введением в их массу элек-

тропроводящих наполнителей (графита, алюминиевой пудры, сажи) в жидкости (нефтепродуктов, растворов полимеров и т. п.).

- Применение нейтрализаторов, создающих вблизи наэлектризованного диэлектрического объекта положительные и отрицательные ионы, несущие заряд, противоположный заряду диэлектрика, ионы притягиваются к нему, нейтрализуя заряд объекта (нейтрализаторы бывают индукционные, высоковольтные, лучевые, радиационные, аэродинамические).

–Увеличение проводимости пола.

–Увлажнение воздуха до 65-70 %, где это возможно по технологическим условиям.

–Использование средств индивидуальной защиты.

–Обеспечение постоянного контакта рабочего с заземленными конструкциями.

8.7. Защита от поражения молниями

Молния – колоссальный электрический разряд, способный нанести повреждения строению, вызвать пожар и привести к поражению электрическим током людей. Ток в разряде молнии достигает от 10 до 100 тысяч ампер, напряжение – миллионов вольт (иногда достигает 50 млн. вольт). Разряды молний представ-

ляют большую опасность для электрического и электронного оборудования. При прямом попадании молнии в провода в линии возникает перенапряжение, вызывающее разрушение изоляции электрооборудования, а большие токи обуславливают термические повреждения проводников [21].

Молния возникает в грозовых тучах. Ее формирование связано с микроскопическими процессами. С научной точки зрения, причиной молнии служит ударная ионизация, которая возникает в процессе столкновения свободных электронов с атомами и молекулами. А так как напряженность электрического поля тучи очень велика, то при столкновении электронов и атомов, возникает огромное количество быстрых электронов образующих электрический разряд [11]. Среди всех видов разрядов, самый опасный для человека – разряд между землей и тучей, он получил название наземной молнии. Наземные молнии имеют несколько этапов(рис. 8.9). Первый этап – это формирование узкого светящегося канала ионизованного газа (стримера) из лавины электронов. После чего стримеры сливаются и формируют проводящий канал – лидер молнии. Движение лидера к земле происходит ступенчато, с периодическими задержками и затуханиями. При достижении определенной напряженности лидера, навстречу ему с

277

земли выходит ответный стример. Когда они встречаются, начинается окончательный этап – обратный разряд. Причем процесс может повторяться многократно, поэтому такие молнии получили название затяжных.

Рис. 8.9. Этапы формирования наземных молний

К основным электрическим характеристикам молнии относятся: величина тока в канале молнии, величина переносимого заряда, количество повторных ударов, а также интенсивность грозовой деятельности [11].

Величина тока. Статистические наблюдения за грозовыми разрядами говорят о том, что молнии имеют различную величину тока. При этом молнии с большими токами(около 200 кА) составляют не более 1 % от общего количества. Основное же количество молний происходит с токами около 20 кА.

Переносимый заряд. Переносимый заряд может колебаться от десятых долей до десятков единиц электрического тока за единицу времени, измеряемую в кулонах. Средний заряд при многократной молнии составляет около 20 Кл. Принимая во внимание, что в среднем молния имеет кратность равную трем, то при одном ударе переносится заряд в6-8 Кл. Причем около 3-5 Кл из них стекает в канал лидера.

Интенсивность грозовой деятельности. Интенсивность грозовой деятельности оценивают исходя из продолжительности и периодичности гроз. Но самой важной характеристикой служит плотность ударов молнии в землю. Плотность ударов можно выразить как отношение количества ударов молнии на одном квадратном километре в течение года.

Производя расчет числа ударов молнии, учитывают, что объект принимает на себя те разряды, которые при его отсутствии поразили бы поверхность земли, называемую поверхностью стягивания, которая для сосредоточенных объектов имеет форму круга, а для протяженных – прямоугольника. Согласно исследованиям было определено, что радиус площади стягивания в три раза больше высоты объекта. Данные о плотности ударов молнии можно получить у метеорологической службы или рассчитать по формуле (N = 6,7 * T / 100, где Т – среднегодовая продолжительность гроз, которую определяют по картам интенсивности грозовой деятельности).

Различают два рода воздействия молнии: первичное, связанное с прямым ударом, и вторичное, вызванное электромагнитной и электростатической индукцией и заносом высоких потенциалов через металлические ком-

278

муникации в сооружения при разряде облака. В результате этих явлений могут возникать пожары, взрывы, разрушения конструкций, поражения людей, перенапряжение на проводах электрической сети [11].

Для защиты от прямых ударов молниисооружаются молниеотводы, принимающие на себя ток молнии и отводящие его в землю. Зона защиты молниеотвода – это часть пространства, примыкающая к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Защитное действие молниеотвода основано на свойстве молнии поражать наиболее высокие и хорошо заземленные металлические сооружения. При этом, по мере углубления внутрь этого пространства степень надежности защиты возрастает [11, 15, 21].

Защита от электростатической индукции заключается в отводе индуцируемых статических зарядов в землю путем присоединения металлического оборудования, расположенного внутри и вне зданий, к специальному заземлителю или к защитному заземлению электроустановок; сопротивление заземлителя растеканию тока промышленной частоты должно быть не более 10 Ом.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлокоммуникациями в местах их сближения на расстояние 10 см и менее через каждые20 м устанавливают (приваривают) металлические перемычки, по которым наведенные токи перетека-

ют из одного контура в другой без образования электрических разрядов между ними.

Защита от заноса высоких потенциалов внутрь зданий обеспечивает-

ся отводом потенциалов в землю вне зданий путем присоединения металлокоммуникаций на входе в здания к заземлителям защиты от электростатической индукции или к защитным заземлениям электроустановок.

На сегодняшний день в РФ действуют две инструкции которые -ре гламентируют требования к устройству молниезащиты [19, 20], однако авторы данного учебного пособия склонны придерживаться мнения Корякина Н.Д, [11] который считает, что основополагающим документом в настоящее время по устройству молниезащиты зданий и сооружений является все же РД 34.21.122 – 87 [19], а СО-153-34.21.122 –2003 [20] рассматрива-

ется пока как дополнительный источник информации, поскольку в нем изложены только основные положения по молниезащите от прямых ударов молнии и защите от вторичных проявлений молний, но отсутствуют рекомендации по отдельным разделам Инструкции, нет справочных материалов, необходимых для расчетов молниезащитных устройствах.

Согласно [19], исходя из вероятности поражения защищаемого объекта молнией, масштаба возможных разрушений и ущерба, устанавливает три категории зданий и сооружений(I, II, III) и два типа(А и Б) зон защиты объектов от прямых ударов молнии. Зона защиты типа А обеспечивает перехват на пути к защищаемому объекту не менее99,5 % молний, а типа Б – не

279

менее 95 %.

К I категории относят здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-I и В-II согласно Правилам устройства электроустановок [16]. В них хранятся или содержатся постоянно либо появляются во время производственного процесса смеси газов, паров или пыли горючих веществ с воздухом или иными окислителями, способные взорваться от электрической искры.

Ко II категории относят здания и сооружения или их части, в которых имеются взрывоопасные зоны классов В-Iа, В-Iб, В-IIа согласно ПУЭ [16]. В таких сооружениях опасные смеси появляются лишь при аварии или неисправностях в технологическом процессе. К этой же категории принадлежат наружные технологические установки и открытые склады, содержащие взрывоопасные газы и пары, горючие и легковоспламеняющиеся жидкости

(газгольдеры, цистерны и резервуары, сливо-наливные эстакады и т. п.), от-

носимые по ПУЭ к взрывоопасным зонам класса В-Iг.

В III категорию входят:

1)здания и сооружения с пожароопасными зонами классов -ПI, П-II, П-IIа согласно ПУЭ [16];

2)открытые склады твердых горючих веществ и наружные технологические установки, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61 °С, относимые по ПУЭ к классу П-III;

3)здания и сооружения III, IV и V степени огнестойкости, в которых отсутствуют производства с зонами, относимыми по ПУЭ к классам пожаро-

ивзрывоопасным;

4) жилые и общественные здания, возвышающиеся на 25 м и более над средней высотой окружающих зданий в радиусе400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий на400 м и более;

5)общественные здания III, IV и V степени огнестойкости следующего назначения: детские сады и ясли, школы и школы-интернаты, спальные корпуса и столовые санаториев, домов отдыха, лечебные корпуса больниц, клубы, кинотеатры;

6)здания и сооружения, являющиеся памятниками истории и куль-

туры;

7)дымовые трубы предприятий и котельных, водонапорные и силосные башни, вышки различного назначения высотой более 15 м.

Здания и сооружения I категории должны быть обязательно защищены от прямых ударов молнии, от электрической и электромагнитной индукции, от заноса высокого потенциала через подземные и наземные коммуникации. Молниеотводы предусматриваются с зонами защиты типа А.

Здания и сооружения II категории должны быть защищены от прямых ударов молнии; вторичных ее воздействий и заноса высоких потенциалов по коммуникациям только в местностях со средней интенсивностью

280

грозовой деятельности nч ≥10. Тип зоны защиты молниеотводов зависит от показателя N: тип А берется при N>1, тип Б – при N≤1.

Здания и сооружения III категории подлежат молниезащите в местностях с грозовой деятельностью 20 ч и более в год, зона защиты молниеотводов – типа Б, за исключением объектов, указанных в п. 1 и 3. В них выбор типа зоны зависит от ожидаемого числа поражений молнией: при 0,1<N≤2 принимается тип Б, при N>2 принимается тип А.

Все здания и сооруженияIII категории защищают от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические коммуникации. Наружные установки защищают только от прямых ударов молнии.

Молниезащита – это целый комплекс специальных приспособлений и технических решений, направленных на обеспечение безопасности людей и имущества. Устройство молниезащиты сегодня является неотъемлемой задачей при проектировании строительных объектов, и считается одним из эффективных способов защиты от молнии. Элементарное устройство молниезащиты состоит из: молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии, токоотвода (спуска), соединяющего молниеприемник с заземлителем и заземлителя, через который ток молнии стекает в землю. Молниеприемник крепится на вертикальную конструкцию (столб или мачту) или часть сооружения, который называют опорой молниеотвода [11, 15, 19, 20, 21]. В целом все три элемента объединяются в одно название – молниеотвод. Поскольку молниеотвод является элементом молниезащиты, отвечающей за «улавливание» молнии, следовательно, он должен располагаться таким образом, чтобы обеспечить максимальную защиту. По типу молниеприемников молниеотводы делят настержневые, тросовые и сеточные, укладываемые на защищаемое здание. По числу и общей зоне защиты – на одиночные, двойные и многократные. Кроме того, различают молниеотводы отдельно стоящие, изолированные и не изолированные от защищаемого здания. Стержневые молниеотводы представляют собой вертикальные стержни или мачты, тросовые – горизонтальные стальные канаты и провода, закрепленные на двух и более опорах, по каждой из которых прокладывают токоотвод к отдельному заземлителю, служат для защиты длинных и узких сооружений, сооружений с кровлей из горючих кровельных материалов, а также в тех случаях, когда нельзя применить стержневые молниеотводы. У сеточных молниеотводов молниеприемником служит металлическая сетка, присоединяемая токоотводом к заземлителю. Токоотвод – элемент молниезащиты, который служит для отвода токов молнии в землю и должен иметь наиболее кратчайший путь в землю. Рекомендуется, чтобы от точки приема молнии должно быть проложено не менее двух путей отвода тока молнии к заземлению(деление тока молнии на несколько ветвей снижает вероятность электромагнитных воздействий и импульсных пробоев). В качестве токоотводов приме-

няются токоотводы выполненые, как правило, из круглой оцинкованной