Глава Х
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
§ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ
Обслуживание электрических установок относится к работам, выполняемым в условиях повышенной опасности. Эксплуатация электрооборудования с точки зрения техники безопасности существенно отличается от эксплуатации любого другого электротехнического вида оборудования.
Обычно угроза несчастного случая на неэлектротехническом оборудовании сопровождается некоторыми признаками, на которые могут реагировать органы чувств человека. Вид приближающегося транспорта, запах газа, вращающиеся части машины обычно помогают человеку принять необходимые меры предосторожности. Но для обнаружения на расстоянии электрического тока у человека нет специального органа чувств.
При обслуживании электроустановок ток и напряжение не проявляют внешних признаков, поэтому органы чувств человека не обнаруживают грозящей опасности. Электрический ток поражает внезапно. Здесь угроза дает о себе знать только после того, как человек оказывается под влиянием электрического тока. Иначе говоря, опасная ситуация обнаруживается слишком поздно, т. е. когда предотвратить поражение электрическим током практически оказывается невозможным. Из каждых 100 расследованных несчастных случаев, связанных с электрическим током, 90 заканчивается смертью пострадавшего.
В зависимости от значения тока и времени его воздействия, а также от ряда других причин электрический ток, проходя через тело человека, может вызвать просто неприятные ощущения, ожоги, обморок, судороги, прекращение дыхания и даже смерть.
По данным исследований, воздействие тока до 0,5 мА не ощущается человеком. Ощутимый ток 0,5—1,5 мА не поражает человека. Однако его действие может стать косвенной причиной несчастного случая (например, при работах на высоте).
При токе в 10—15 мА человек не может оторвать рук от электродов, не может самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим током. Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном, хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Такое состояние сердечных волокон дезорганизует работу сердца, оно останавливается и кровообращение прекращается. Ток в 100 мА считается смертельным. Однако следует иметь в виду, что опасность поражения током зависит не только от значения тока, проходящего через тело человека, но и от времени его воздействия. Продолжительность воздействия (несколько секунд) приводит к тяжелому исходу. Это объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока уменьшается сопротивление тела человека за счет таких реакций организма, как расширение сосудов кожи, повышенное потоотделение.
Значение тока в свою очередь зависит от приложенного напряжения и от сопротивления всех элементов цепи, по которой проходит ток, в том числе и от сопротивления тела человека. Сопротивление тела человека — величина постоянная. Оно
уменьшается при увеличении приложенного напряжения. Кроме того, исход поражения электрическим током во многом зависит также от физического и психического состояния человека. Так, электрическое сопротивление тела человека, находящегося в состоянии опьянения или нервного возбуждения, а также с дефектами кожного покрова, имеет меньшее значение, чем сопротивление тела здоровых людей, а значит, и вероятность поражения электрическим током будет большей. Сопротивление тела человека зависит также от окружающей среды, в которой человек находится: влажности и температуры окружающего воздуха, запыленности, загазованности и т. п. Последствия поражения электрическим током зависят также от квалификации персонала.
§2. УСЛОВИЯ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ
Действие электрического тока на человека сказывается при включении тела человека в электрическую цепь. Оно может иметь место как вследствие соприкосновения с токоведущими частями электроустановок, так и в случае прикосновения к металлическим нетоковедущим их частям, оказавшимся под напряжением из-за повреждения электрической изоляции.
Как показывает опыт, изучение причин производственного электротравматизма показывает, что около 60 % несчастных случаев произошло из-за непосредственного прикосновения к открытым токоведущим частям, нормально находящимся под напряжением (случайное прикосновение или в результате подачи напряжения на участок, где работают люди); более 25% — к металлическим частям оборудования, установок, нормально не находящимся под напряжением.
Прикосновения возможны двухполюсные (фаза—фаза) и однополюсные (фаза—земля) (рис. 123).
Следует отметить, что при прикосновении тока через тело человека (Iчел) помимо уже указанных факторов зависит не только от схемы внешней сети, но и от схемы включения тела человека с оставляющей, а также переходным сопротивлением ноги—земля.
Рис. 123. Прикосновение к сети с заземленной нейтралью:
а — двухполюсное; б — однополюсное
Рис. 124. Прикосновение к сети с изолированной нейтралью: а — двухполюсное; б — однополюсное при несовершенной изоляции; в — однополюсное при пробое на корпус; г — однополюсное при одновременном замыкании на землю одной из двух других фаз
В случае однополюсного прикосновения к одной из фаз сети при наличии одновременного замыкания на землю другой фазы, т. е. когда сопротивление изоляции этой фазы становится очень небольшим, человек оказывается под линейным напряжением, аналогично случаю с двухполюсным прикосновением (см. рис. 123),
Прикосновение к нетоковедущим металлическим незаземленным частям электроустановки, нормально не находящимся под напряжением, но вследствие нарушения электрической изоляции оказавшимся под напряжением, также может быть опасным, так как часть тока замыкания на землю проходит через тело человека (рис, 124),
Из сказанного следует, что в установках до 1000 В с изолированной нейтралью безопасность их обслуживания обеспечивается только при сравнительно небольшой протяженности сети, от которой зависит значение емкости, и высоким уровнем сопротивления изоляции фаз относительно земли. Последнее условие может быть выполнено путем непрерывного контроля изоляции, своевременного и быстрого отыскания и устранения мест повреждения квалифицированным персоналом.
На предприятиях, где сети разветвленные и имеют большую протяженность, а следовательно, и большую емкость, система с изолированной нейтралью теряет свое преимущество, так как снижается сопротивление участка фаза — земля.
Наиболее опасной является схема двухполюсного прикосновения, так как к телу человека на наиболее опасном для организма участке (рука—рука) прикладывается линейное напряжение, которое обусловливает максимальный ток Iчел.
Случаи двухполюсного прикосновения бывают значительно реже, чем однополюсного.
Поражения электрическим током происходят в основном при однополюсном прикосновении к частям электроустановки, находящимся (или оказавшимся) под напряжением. При однополюсных прикосновениях в исходе поражения немаловажную роль играет режим работы нейтрали.
Рассмотрим сеть с изолированной нейтралью (см. рис. 124). При прикосновении к одной из фаз сети с изолированной нейтралью последовательно с сопротивлением человека оказываются включенными сопротивления изоляции и емкости относительно земли двух других фаз. В этом случае проходящий через тело человека ток по величине будет ограничиваться включенным последовательно с человеком эквивалентным сопротивлением изоляции фаз, состоящим из активной и емкостной составляющей. С точки зрения электробезопасности в таких случаях предпочтение должно отдаваться сети с заземленной нейтралью (особенно в электроустановках до 1000 В).
В этих сетях при однополюсном прикосновении ток проходит через тело человека, землю и заземленную нейтраль, создавая таким образом цепь замыкания через сопротивление человека (рис. 124, б). Человек оказывается включенным не под линейное, а под фазное напряжение.
В сетях выше 1000 В вследствие большой емкости между проводами и землей защитная роль изоляции полностью утрачивается, т. е. при таких напряжениях для человека становится одинаково опасным прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Буровые установки в отношении поражения обслуживающего персонала электрическим током являются особо опасными. Особенно это усугубляется при бурении электробуром по системе питания два провода — труба, когда одна из фаз питающего трансформатора присоединяется к корпусу кольцевого токоприемника.
Согласно ПУЭ безопасность электроустановок обеспечивается следующими мерами защиты.
- Надлежащей, а в отдельных случаях повышенной (или двойной) изоляцией.
- Недоступностью токоведущих частей, для чего применяются ограждающие устройства или электрические и механические блокировки.
- Заземлением или занулением корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Заземление частей электроустановки и корпусов электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением,— одна из наиболее распространенных мер защиты в сетях с изолированной нейтралью до 1000 В и в сетях 1000 В вне зависимости от режима работы нейтрали источника питания. Оно защищает от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической изоляции могут оказаться под напряжением. Заземлением называется преднамеренное соединение с заземляющим устройством частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением. Заземляющее устройство—это заземлители и заземляющие проводники.
Рис. 125. Заземление электроприемника
Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющие проводники — это металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем.
Как видно из рис. 125, человек, прикоснувшись к заземленному корпусу, оказавшемуся под напряжением, образует цепь корпус — человек — земля, параллельную цепи замыкания. Ток замыкания пойдет по обеим параллельным ветвям и распределится между ними обратно пропорционально их сопротивлениям. Поскольку сопротивления ветви корпус — земля во много раз меньше сопротивления ветви человек — земля, через человека будет протекать ток безопасной величины.
Занулением (рис. 126) называется преднамеренное электрическое соединение металлических элементов электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут в процессе эксплуатации оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтралью источника питания с помощью нулевого рабочего или защитного провода;
- Выравниванием потенциалов (применяется на подстанциях напряжением выше 1000 В, в сельском хозяйстве, в жилых помещениях в ванных комнатах), заключающимся в приближении точек с различными потенциалами к потенциалу заземлителя.
- Надежным и быстродействующим автоматическим защитным отключением.
- Понижением напряжения до 42 В и ниже (местное и ремонтное освещение, переносный электроинструмент).
- Предупредительной сигнализацией, подписями и плакатами.
- Защитными средствами и приспособлениями (изолирующие штанги, диэлектрические перчатки и боты, изолирующие подставки, токоизмерительные клещи и т. д.).
Рис. 126. Зануление электроприемника
При рассмотрении и выборе перечисленных защитных мер следует иметь в виду, что ни одна из них не является универсальной. В каждом конкретном случае выбираются меры защиты, которые в заданных условиях более эффективны и надежны.
§ 3. ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОСТРАДАВШЕМУ ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
При нарушениях правил техники безопасности в электроустановках возможны случаи поражения человека электрическим током. Первой и неотложной мерой при поражении электрическим током является освобождение пострадавшего от соприкосновения с токоведущими частями, причем необходимо действовать чрезвычайно осмотрительно. Человек, освобождающий пострадавшего от действия тока, должен находиться на сухой деревянной доске, применять резиновые перчатки, галоши или сухие части одежды, так как иначе он сам может быть поражен электрическим током. Во многих случаях для освобождения пострадавшего от действия электрического тока достаточно приподнять его, чтобы отделить от земли.
Если пострадавший находится на опасной высоте, то при отключении линии он может упасть и получить более тяжелое увечье, чем от действия электрического тока. В этих случаях необходимо предотвратить падение пострадавшего. После того, как пострадавший освобожден от действия электрического тока и не дышит или еще дышит, но с трудом (редко, судорожно), следует немедленно начать искусственное дыхание и делать его непрерывно до появления признаков жизни или до прибытия скорой медицинской помощи.
Перед началом искусственного дыхания необходимо: быстро освободить пострадавшего от посторонних предметов, удалить вставные челюсти, если они имеются; обеспечить доступ чистого воздуха; удалить посторонних людей. Во время искусственного дыхания внимательно следят за лицом пострадавшего. Если он пошевелит губами или веками или сделает дыхательное движение, следует проверить, не сделает ли он самостоятельного вдоха.
Искусственное дыхание, после того как пострадавший начнет дышать самостоятельно, прекращают, если появляется пульс.
В настоящее время применяют способ искусственного дыхания «изо рта в рот». Пострадавшего кладут на спину, стоят с левой стороны, под затылок подводят левую руку, а правой надавливают на лоб. Это освобождает гортань пострадавшего для прохождения воздуха. Затем под лопатки пострадавшего кладут валик из свернутой одежды, и его рот освобождают от слизи, вытирая ее носовым платком, марлей или краем рубашки. Оказывающий помощь делает два-три глубоких вдоха и через марлю или платок вдувает воздух из своего рта в рот или нос пострадавшего. При вдувании воздуха через рот закрывают щекой нос у пострадавшего при вдувании через нос пострадавшему закрывают щекой рот. Сделав разовое вдувание воздуха, освобождают рот и нос пострадавшего, чтобы не мешать его свободному выдоху. В это время оказывающий помощь делает два-три глубоких вдоха и затем вновь повторяет вдувание воздуха в рот или нос пострадавшего. Частота искусственного дыхания должна быть 12—15 раз в 1 мин.
Если при вдохах грудная клетка пострадавшего не расширяется, следят за тем, чтобы нос (или рот) при вдохе были плотно закрыты, и проверяют положение головы (не закрыта ли гортань). Когда у пострадавшего появляются признаки самостоятельного вдоха, оказывающий помощь должен согласовать свой вдох со вдохом пострадавшего.
Если у пострадавшего не работает сердце (отсутствует пульс), параллельно с искусственным дыханием ему делают непрямой массаж сердца. Оказывающий помощь, находясь также с левой стороны пострадавшего, разогнув до отказа свою руку, кладет ладонь на нижнюю часть груди пострадавшего. Для проведения массажа требуется достаточное усилие, поэтому оказывающий помощь свою вторую руку кладет на первую и делает массаж двумя руками, согнувшись, чтобы к усилию рук добавлялась и масса тела. Он надавливает на грудь толчками (примерно один раз в 1 с и после каждого надавливания быстро снимает руки с грудной клетки, чтобы не мешать ее свободному выпрямлению. После трех-четырех надавливаний делают перерыв на 2 с. Во время этого перерыва второй человек, оказывающий помощь, делает вдувание изо рта в рот. Во время вдувания нельзя надавливать на грудь. Если оказывающий помощь не имеет помощника, при отсутствии у пострадавшего пульса он делает два-три глубоких вдувания в рот (или в нос), а затем в течение 15—20 с массирует сердце, затем вновь делает два-три глубоких вдоха и снова массирует.
Признаками возвращения сознания у пострадавшего являются пульсации крупных артерий, сужение зрачков, появление самостоятельного дыхания.
