Основные меры защиты человека от поражения

1. Обеспечение недоступности токоведущих частей установки, находящихся под напряжением.

2. Устранение опасности поражения током достигается применением малых напряжений.

3. Использование двойной изоляции.

4. Защитное заземление.

5. Защитное зануление.

6. Защитное отключение.

Недоступность токоведущих частей может быть обеспечена рядом способов: изоляцией токоведущих частей; размещением их на недоступной высоте; ограждением установки.

Применение малого напряжения используется при работе с переносным ручным электроинструментом, дрелью, переносной лампой, где в результате длительного контакта человека с корпусом оборудования повышается опасность поражения током в случае нарушения изоляции. Для устранения этой опасности необходимо инструмент питать напряжением не выше 42 В.

Двойная изоляция – это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной, которая защищает человека от действия тока в случае нарушения рабочей изоляции.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления это устранение опасности поражения человека электрическим током при появлении напряжения на оборудовании т.е. при замыкании фазы на корпус. Принцип действия защитного заземления - это снижение напряжения прикосновения до безопасных значений. Защитное заземление применяется в трехфазной цепи с изолированной нейтралью с напряжением до 1000 В и выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

а) R1 = R2 = R3=1000k; r₃ = 4 Ом; U_пр = I_змr₃ = (3U_фr₃)/(3r₃ + R)=(3U_ф/R)r₃=

=(660*4*10^-3)/10³ = 0.024 В; r₃ << R;r₃ – сопротивление заземления

б) r₀ = r₃ ≈ 4 Ом; U_пр = I_зм r₃ = (U_ф r₃)/(r₀ + r₃) = (220*4)/(4+4)= 110 В;

r₀ – сопротивление зануления.

Однако применение защитного заземления в трехфазной электрической цепи с заземленной нейтралью не снижает потенциал установки в аварийном режиме до безопасного, т.к. контурный ток протекает через малые сопротивления и. Поэтому большой ток в этом случае используют для подключения защитного отключения. Различают искусственные и естественные заземлители. В свою очередь искусственные заземлители бывают выносные (или сосредоточенные) и контурные (распределенные). Выносные заземлители размещаются вне площадки с оборудованием. Используются при малых токах замыкания на землю в установках до 1000 В. Преимущество данного типа заземлителя это возможность выбора места размещения электродов в земле с наименьшим сопротивлением. Контурные заземлители размещаются по контуру рабочей площадки. Безопасность в этом случае обеспечивается выравниванием потенциала площадки путем соответствующего размещения одиночных заземлителей. Искусственные заземлители могут быть изготовлены из стальной трубы диаметром 5 см или уголка 60x60 мм длиной 2 м.

В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные трубы, кроме трубопроводов с газо и взрывоопасными веществами; металлические части зданий, имеющие соединения с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенные под землей. Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования повышенной опасности при переменном напряжении выше 42 В и постоянном напряжении выше 110 В.

Занулением называется преднамеренное соединение с нулевым защитным проводом нетоковедущих частей установки, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия зануления - это превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание с большим током, способным обеспечить срабатывание схемы защиты и отключение установки от электрической цепи. Нулевой защитный проводник называется проводник, соединяющий зануляемые части установки с глухозаземленной нейтралью.

При разрыве нулевого провода между нейтралью и установкой, и наличием повторного заземления нейтрали, ток протекающий через человека будет равен

Ih = Ik r_n/ Rh = (U_ф r_n)/(r₀ + r_n)Rh = (220*4)/(4+4)*1 = 110 / 1= 110мА;

При отсутствии повторного заземления и обрыве нейтрали, ток протекающий через человека равен Ik = I h

Ih = Ik = U_ф/(Rh + r₀) = U_ф/Rh = 220/1 = 220 мА;

При наличии зануления ток будет равен

Ik' = U_ф/U_пред; R_пр – сопротивление предохранителя;

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения. Такая опасность может возникнуть при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела, повышении напряжения в сети, прикосновении человека к токоведущим частям приборов. При этом происходит повышение напряжения выше предельно допустимого, в результате чего срабатывает устройство защитного отключения (УЗО). Основными частями УЗО являются прибор защитного отключения и автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения состоит из датчика, представляющего реле максимального напряжения (РМН), с контактом 2; усилителя, предназначенного для усиления сигнала датчика, если он оказывается слабым; цепи контроля, служащая для проверки устройства отключения; вспомогательные элементы - это сигнальные лампы, измерительные приборы. Автоматический выключатель - это устройство, состоящее из катушки отключения КО с контактной группой 3, служащее для включения и выключения цепей, находящихся под нагрузкой.

Каждое устройство защитного отключения в зависимости от параметра на которое оно реагирует может быть отнесено к устройствам, реагирующим на изменение напряжения корпуса относительно земли или на ток замыкания на землю. Это устройство является дополнительной мерой защиты к заземлению или занулению.

Рассмотрим УЗО, реагирующее на напряжение корпуса относительно земли. При замыкании фазного провода на корпус (в случае заземления или зануления) на нем появляется напряжение. Если это напряжение выше предельно допустимого напряжения, то срабатывает реле максимального напряжения, которое своим контактом 2 подключает катушку отключения КО. В свою очередь КО своими контактами 3 отключает установку от электрической цепи.

Средства защиты, применяемые в электроустановках.

В процессе эксплуатации электроустановок нередко возникают условия, при которых даже самое совершенное их выполнение не обеспечит безопасную работу, и поэтому требуются применение специальных средств защиты. Такими средствами защиты являются приборы и приспособления, которые делятся на три группы: изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Обеспечение пожаро и взрывобезопасности.

I. Общие сведения о процессах горения, пожарах, взрывах на производстве.

Горение это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла и света. Для возникновения горения требуется наличие трех факторов: 1) горючего вещества; 2) окислителя (обычно кислород воздуха); 3) источника загорания (импульс). Окислителями могут быть также хлор, фтор, бром, иод, окислы азота. В зависимости от свойств горючей смеси горения может быть гомогенным, при котором исходные вещества имеют одинаковые агрегатные состояния (горение газов) и гетерогенные (горение твердых и жидких веществ). Горение в зависимости от скорости распространения пламени может быть:

– дефлаграционным, порядка несколько метров в секунду;

– взрывным, порядка десятка метров в секунду;

– детонационным, порядка тысячи метров в секунду.

Пожарам свойственно дефлаграционное (нормальное)горение. Детонационное горение - это такое, при котором импульс воспламенения передается от слоя к слою смеси не за счет теплопроводности, а вследствие импульса давления. Давление в датационной волне значительно больше давления при взрыве, что приводит к сильным разрушениям.

Процесс возникновения горения подразделяют на несколько видов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание и взрыв. Вспышка – это быстрое горение горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов при внесении в нее источника зажигания. При этом для продолжения горения оказывается недостаточным то количества тепла, которое образуется при кратковременном процессе вспышки. Возгорание - это явление возникновение горения под действием источника зажигания. Воспламенение - это возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остается холодной. Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости тепловых реакций в веществе, приводящее к возникновению горения в отсутствие источника зажигания. Окисление происходит вследствие соединения кислорода воздуха и постоянного нагрева вещества за счет тепла химической реакции окислителя. Самовозгорание или самовоспламенение - это самопроизвольное появление пламени. Взрыв - (взрывное горение) это горение вещества, сопровождающееся крайне быстрым выделением большого количества энергии, вызывающей нагрев продуктов сгорания до высоких температур.

Причины пожаров на предприятиях.

Предприятия радиоэлектронной и машиностроительной промышленности отличаются повышенной пожарной опасностью, так как их характеризует сложность производственных процессов, значительное количество легковоспламеняющих и горючих жидкостей, сжиженных газов, твердых горючих материалов. Основная причина пожаров на предприятиях является нарушение технологического процесса.

Основы защиты от пожаров определены стандартами (ГОСТ 12.1.004 "Пожарная безопасность" и ГОСТ 12.1.010-76 "Взрывобезопасность"). Этими стандартами допускается такая частота возникновения пожаров и взрывов, что вероятность их возникновения не превышает 10^-6

Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные. Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин, правильное содержание зданий, территорий, противопожарный инструктаж рабочих и служащих.

К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве электроустановок, электропроводок, отоплении, вентиляции, освещении.

Мероприятия режимного характера - это запрещение курения в не установленных местах, производства сварных и огнеопасных работ в пожароопасных помещениях.

Эксплуатационными мероприятиями являются профилактические осмотры, ремонты и испытания технологического оборудования.

Противопожарные меры при проектировании предприятий.

Здания считаются правильно спроектированы, если наряду с решением функциональных, санитарных и других технических требований обеспечены условия пожарной безопасности. В соответствии с ГОСТом все строительные материалы по возгораемости подразделяются на три группы:

– несгораемые, которые под действием огня и высоких температур не возгораются и не обугливаются (металлы и материалы минерального происхождения);

– трудносгораемые, которые способны возгораться и продолжать гореть при воздействии постороннего источника возгорания (конструкции из древесины покрытые огнезащитным составом);

– сгораемые, которые способны самостоятельно гореть после удаления источника возгорания.

При пожаре, конструкции могут нагреваться до высоких температур, прогорать, получать сквозные трещины, что может привести к распространению пожара в смежные помещения.

Способность конструкции сопротивляться воздействию пожара в течении определенного времени при сохранении эксплуатационных свойств, называется огнестойкостью. Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости, представляющим собой время в часах от начала испытаний конструкции по стандартному температурному режиму до появления в конструкции трещин, отверстий сквозь которые проникают продукты горения и пламя.

В зависимости от величины предела огнестойкости конструкции, здания подразделяют на пять степеней. Повысить огнестойкость здания можно облицовкой и отштукатуриванием металлических конструкций. Так при облицовке стальной колоны гипсовыми плитами толщиной 6 см предел огнестойкости повышается с 0,25 до 3 ч. Большое значение имеет защита деревянных конструкций штукатуркой из гипса, асбестоцемента и известково-цементной смеси. Другим эффективным средством огнезащитной обработки древесины является пропитка антипиринами (фосфорнокислый аммоний).

Зонирование территорий заключается в группировке в отдельные комплексы объектов родственных по функциональному назначению и пожарной опасности.

При этом помещения с повышенной пожарной опасностью должны быть расположены с подветренной стороны. Поскольку котельные, литейные цеха являются причинами возникновения пожаров, то их располагают с подветренной стороны по отношению к открытым складам с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ),сжиженных газов.

Для предупреждения распространения пожара с одного здания на другое между ними устраивают противопожарные разрывы. Количество передаваемого тепла от горящего объекта к соседнему зданию зависит от свойств горючих материалов, температуры пламени, величины излучающей поверхности, наличия противопожарных преград, взаимного расположения зданий, метеорологических условий. При определении противопожарных разрывов учитывают степень огнестойкости зданий.

Для предотвращения распространения огня используют противопожарные преграды. К ним относят стены, перегородки, перекрытия, двери, ворота, люки. Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 2,5 ч, а двери и окна с пределом огнестойкости не менее 1,2 ч. Перекрытия не должны иметь проемов и отверстий, через которые могут проникнуть продукты горения.

Огнетушащие вещества и аппараты пожаротушения.

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

1) изоляция очага горения от воздуха путем разбавления негорючими газами до концентрации, при которой горение затухает;

2) охлаждение очага горения;

3) интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени;

4) механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или воды;

5) создание условий огнепреграждения, т.е. таких условий при которых пламя не распространяется через узкие каналы.

При воздействии на очаг пожара воды происходит охлаждение или разбавление горючей среды, в результате чего снижается содержание кислорода. Однако вода находит ограниченное применение при тушении нефтепродуктов т.к. они всплывают на поверхность и продолжают гореть. В этом случае эффект тушения водой может быть повышен путем подачи ее в распыленном виде.

Для того, чтобы обеспечить тушение пожара в начальной стадии его возникновения, в большинстве зданий в водопроводной сети устанавливают внутренние пожарные краны.

К установкам водяного пожаротушения относят спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерная установка представляет собой разветвленную заполненную водой систему труб, оборудованную спринклерными головками. Выходные отверстия головок закрываются легкоплавкими замками, которые под воздействием определенной температуры (замки рассчитаны на 345, 414 и 455К⁰) расплавляются и вода из системы под давлением выходит из отверстий головки и орошает конструкции помещения (72, 93, 141, 182C⁰).

Дренчерное оборудование отличается от спринклерного тем, что дренчерные головки постоянно открыты (на них нет замков). Оно используется главным образом для создания водяных завес при пожаре. Воду в дренчерную сеть подают через автоматически открывающийся клапан при повышении температуры.

Производства с высокой пожарной опасностью не могут быть защищены от пожаров с помощью спринклерных и дренчерных установок вследствие их высокой инерционности. В таких случаях могут быть использованы быстродействующие автоматические установки водяного пожаротушения с клапанами БК и КБГЭМ. Кроме воды для тушения пожаров может быть использован углекислый газ. Обычно он находится в баллонах в сжиженном состоянии и может применяться для тушения в снегообразном состоянии в виде хлопьев с температурой -70⁰ С, а также в газообразном состоянии. В газообразном состоянии он применяется для тушения пожаров в закрытых помещениях, в снегообразном - для тушения в небольшой зоне горения. Концентрация углекислого газа в закрытом помещении может составлять 30%,что может вызвать отравление человека, поэтому необходимо применять защиту органов дыхания.

Азот применяется для тушения пожаров в закрытых помещениях и в таких же концентрациях, что и углекислый газ. Огнегасительные действия углекислого газа и азота сводятся к понижению концентрации кислорода в зоне горения.

В настоящее время находят применение огнегасительные составы на основе галоидированных углеводородов, представляющие собой газы и легкоиспаряющие жидкости. При введении их в зону горения происходит торможение химической реакции горения, и горение прекращается.

Для тушения пожаров при загорание ЛВЖ, а также твердых горючих веществ широко применяется огнегасительная пена. При тушении пена, покрывая горящее вещество, изолирует его от окружающей среды, препятствует проникновению горючих газов и паров в зону горения. В процессе разрушения пены образуется жидкая пленка, смачивающая горящее вещество. Химическая пена получается при взаимодействии серной кислоты или раствора ее солей с растворами солей угольной кислоты. В результате реакции выделяется двуокись углерода. С помощью пенообразователя получают устойчивую химическую пену, способную прилипать и удерживаться на горящем веществе.

Порошковые огнегасительные составы применяются для тушения небольших количеств различных горючих веществ, а также веществ и материалов при тушении которых нельзя применять другие огнегасительные средства. В процессе тушения порошки, равномерно покрывая горящее вещество, изолирует зону горения от горючего вещества, при этом выделение тепла прекращается.

Сухой, чистый и просеянный песок тушит пожар также, как водяной пар и инертные газы.

Аппараты для тушения пожара.

Для тушения пожара применяются огнетушители, переносные установки и приспособления. К ручным огнетушителям относятся пенные, углекислотные, углекислотнобромэтиловые и порошковые.

Пенные огнетушители широко используются для тушения пожара и обладают следующими достоинствами: простотой, легкостью, быстротой приведения огнетушителя в действие, выбрасыванием заряда жидкости в виде струи. Заряд пенного огнетушителя состоит из двух частей: кислотной и щелочной.

На предприятиях используется пенный огнетушитель ОХП-20. Продолжительность действия до 65с, дальность до 8м, масса 14,5кг. Огнетушитель приводится в действие поворотом рукоятки вверх до отказа, при этом открывается пробка колбы. Затем огнетушитель переворачивают головкой вниз, в результате чего кислота выливается в баллон и происходит химическая реакция. Образующийся углекислый газ в результате реакций вызывает вспенивание жидкости и создает в баллоне давление 880-1170 кПа, и жидкость в виде струи пены выбрасывается из баллона.

Кроме огнетушителей применяют стационарные и передвижные пеногенераторы, которые позволяют непрерывно получать химическую пену. Пеногенераторы типов ПГМ-50,ПГМ-100 применяют для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей ЛВЖ, и горючих жидкостей ГЖ.

Ручные огнетушители высоко кратной пены типа ОВП-5 и ОВП-10 заряжаются 5%-ным раствором пенообразователя ПО-1. При работе огнетушителя сжатая двуокись углерода выбрасывает раствор пенообразователя через насадку, образуя струю высокократной пены. Химические пенные и воздушно-пенные огнетушители нельзя применять для тушения пожара на электроустановках, находящихся под напряжением.

Углекислотные огнетушители предназначены для тушения пожаров на электроустановках, находящихся под напряжением. К ним относятся ОУ-2,ОУ-5,ОУ-8.Такой огнетушитель состоит из баллона, запорно-пускового вентиля, сифонной трубки, гибкого металлического шланга, диффузора (раструбаснегообразователя), рукоятки и предохранителя. Запорный вентиль имеет предохранительное устройство в виде мембраны, которое срабатывает при повышении давления в баллоне сверх допустимого. При повышении давления (повышении температуры окружающей среды) от 17600 до 20600 кПа срабатывает предохранительное устройство. Время действия огнетушителя 60с, дальность струи до 2м. Для приведения огнетушителя в действие, необходимо его расположить вблизи очага пожара, повернуть раструбснегообразователь в направлении огня, открыть поворотом маховика вентиль и направить углекислоту в очаг горения.

Углекислотно-бромэтиловый огнетушитель типа ОУБ-7 используется для тушения горящих твердых и жидких веществ, материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением. Он состоит из баллона емкостью 7л, заполненного бромистым этилом, двуокиси углерода, а также сжатым воздухом для выбрасывания огнегасящего вещества.

Порошковый огнетушитель ОПС-10 предназначен для тушения небольших очагов загорания щелочных материалов, кремнеорганических соединений. Он состоит из тонкостенного сварного корпуса емкостью 10л, крышки с предохранительным клапаном и сифонной трубкой, баллончиком для газа емкостью 0,7л, соединенного с корпусом при помощи патрубка, гибкого шланга с удлинителем и раструбом. Рабочее давление в корпусе 780 кПа. Порошок из корпуса огнетушителя через сифонную трубку выталкивается сжатым инертным газом, который давит на массу порошка сверху, проходит через его толщу и вместе с порошком выходит наружу.