Защита от механического травмирования и поражения электрическим током

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

На тему: "Защита от механического травмирования и поражения электрическим током"

План

1. Оградительные, предохранительные и тормозные устройства. Знаки безопасности

2. Классификация помещений по опасности поражения током

3. Способы защиты от поражения электрическим током

3.1 Применение малых напряжений

3.2 Электрическое разделение цепи

3.3 Защита от прикосновения к токоведущим частям установок

3.4 Защитное заземление

3.5 Защита от статического электричества

1. Оградительные, предохранительные и тормозные устройства. Знаки безопасности

Для защиты человека от механического травмирования применяют два основных способа:

· обеспечение недоступности человека в опасные зоны

· применение устройств, защищающих человека от опасного фактора.

Средства защиты от механического травмирования подразделяются на коллективные (СКЗ) и индивидуальные (СИЗ). СКЗ делятся на оградительные, предохранительные, тормозные устройства, устройства автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления, знаки безопасности.

Оградительные устройства предназначены для предотвращения случайного попадания человека в опасную зону. Они применяются для изоляции движущихся частей машин, зон обработки станков, прессов, ударных элементов машин и т.д. от рабочей зоны. Оградительные устройства могут быть стационарными, подвижными и переносными; могут быть выполнены в виде защитных кожухов, дверцей, козырьков, барьеров, экранов. Оградительные устройства изготовляются из металла, пластмасс, дерева и могут быть как сплошными, так и сетчатыми.

На рис. 1 показано стационарное сетчатое ограждение опасной зоны промышленного робота, а на рис. 2 - схема роботизированного участка.

Рисунок 1. Стационарное сетчатое ограждение промышленного робота

Предохранительные устройства предназначены для автоматического отключения машин и оборудования при отклонении от нормального режима работы или при попадании человека в опасную зону. Они подразделяются на блокирующие и ограничительные.

Блокирующие устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону. По принципу действия блокирующие устройства могут быть механическими, электромеханическими, электромагнитными (радиочастотными) фотоэлектрическими, радиационными. Имеются и другие менее распространенные виды блокирующих устройств (пневматические, ультразвуковые).

Широко применяется фотоэлектрическая блокировка, основанная на принципе преобразования в электрический сигнал светового потока, падающего на фотоэлемент. Опасную зону ограждают световыми лучами. Пересечение человеком светового луча вызывает изменение фототока и приводит в действие механизмы защиты или отключения установки. Фотоэлектрическая блокировка используется на турникетах метро.

Находит применение радиационная блокировка, основанная на применении радиоактивных изотопов. Ионизирующие излучения, направленные от источника, улавливаются измерительно-командным устройством, которое управляет работой реле. При пересечении луча измерительно-командное устройство подает сигнал на реле, которое разрывает электрический контакт и отключает оборудование. Действие изотопов рассчитано на работу в течение десятков лет, и для них не требуется специального ухода.

Ограничительные устройства -- это элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или несрабатывание) при перегрузках. К таким элементам относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с приводом, фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах и т.п. Элементы ограничительных предохранительных устройств делятся на две группы: элементы с автоматическим восстановлением кинематической цепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму (например, фрикционные муфты) и элементы с восстановление кинематической связи путем его замены (например, штифты и шпонки).

Тормозные устройства подразделяют по конструктивному исполнению на колодочные, дисковые, конические и клиновые. В большинстве видов производственного оборудования используют колодочные и дисковые тормоза. Примером таких тормозов могут являться тормоза автомобилей. Принцип действия тормозов производственного оборудования аналогичен. Тормоза могут быть ручные (ножные), полуавтоматические и автоматические. Ручные приводятся в действие оператором оборудования, а автоматические-- при превышении скорости движения механизмов машин или выхода за допустимые пределы иных параметров оборудования. Кроме того, тормоза можно подразделить по назначению на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.

Устройства автоматического контроля и сигнализации (информационные, предупреждающие, аварийные) очень важны для обеспечения безопасной и надежной работы оборудования.

Устройства контроля -- это приборы для измерения давлений, температуры, статических и динамических нагрузок и других параметров, характеризующих работу оборудования и машин. Эффективность их использования значительно повышается при объединении с системами сигнализации (звуковыми, световыми, цветовыми, знаковыми или комбинированными).

Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют:

· по назначению на информационные, предупреждающие, аварийные;

· по способу срабатывания на автоматические и полуавтоматические.

Для сигнализации применяются следующие цвета:

красный -- запрещающий

желтый -- предупреждающий

зеленый -- разрешающий

синий -- сигнализирующий

Видом информативной сигнализации являются различного рода схемы, указатели, надписи. Последние поясняют назначение отдельных элементов машин либо указывают допустимые величины нагрузок. Как правило, надписи делают непосредственно на оборудовании или табло, расположенном в зоне обслуживания.

Устройства дистанционного управления (стационарные и передвижные) наиболее надежно решают проблему обеспечения безопасности, так как позволяют осуществлять управление работой оборудования с участков за пределами опасной зоны.

Знаки безопасности могут быть запрещающими, предупреждающими, предписывающими, указательными, пожарными, эвакуационными и мед. назначения.

механический травмирование защита электрический

2. Классификация помещений по опасности поражения током

Поражение человека электрическим током возможно лишь при замыкании электрической цепи через его тело, иначе говоря, при прикосновении человека к сети не менее чем в двух точках.

Это происходит:

· при двухфазном включении в сеть;

· при однофазном включении в сеть или при контакте с токоведущими частями оборудования (клеммы, шины и т.п.);

· при контакте с нетоковедущими частями оборудования(корпус станка, кассовый аппарат и т.п.), случайно оказавшимися под напряжением из-за нарушения изоляции проводов (аварийный режим);

· при возникновении напряжения шага.

Ток I, протекающий через тело человека, равен

где U_пр - напряжение прикосновения, R_Ч - сопротивление тела человека.

Снизить ток можно либо за счет снижения напряжения прикосновения, либо за счет увеличения сопротивления тела человека, например при применении СИЗ.

При двухфазном включении U_пр=U_л, где U_л - линейное напряжение сети, равное 1,73 U_ф; U_ф - фазное напряжение. При однофазном включении

U_ф= U_пр

При аварийном режиме напряжение прикосновения определяется как разность потенциалов корпуса оборудования ц_К и земли ц_З, т.е.

Уменьшение U_пр в этом случае возможно либо за счет снижения ц_К, либо за счет увеличения ц_З (это используется при создании защитного заземления).

Напряжением шага рис. 3 называют напряжение между двумя точками, на которых одновременно стоит человек. Это возникает при падении оголенного провода на землю, при подходе к заземлителю в режиме стекания через него тока и т.п.

Рисунок 3. Напряжение шага

Значение напряжения шага U_ш определяется по формуле

где ц_З - потенциал в точке касания проводом земли, r - радиус проводника, а - расчетная длина шага, равная 0,8 м, х - расстояние от центра проводника (заземлителя) до ближней к заземлителю ноги человека.

Наибольшее напряжение шага возникает непосредственно около заземлителя и у точек касания проводов поверхности земли при их падении. Максимальное U_ш определяется по формуле:

Чем выше ц_З и меньше расстояние х, тем выше значение напряжения шага. Напряжение шага практически исчезает при расстоянии х более 20 м.

Для защиты от поражения электрическим током применяют следующие технические меры защиты:

· малые напряжения;

· электрическое разделение сети;

· контроль и профилактика повреждения изоляции;

· защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;

· защитное заземление;

· зануление;

· защитное отключение;

· применение индивидуальных защитных средств.

Все помещения подразделяются по степени опасности на три класса:

· без повышенной опасности;

· повышенной опасности;

· особо опасные.

Помещения без повышенной опасности -- это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами, т.е. в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям с повышенной опасностью и особо опасным.

Примером помещений без повышенной опасности могут выступать обычные конторские помещения, инструментальные кладовые, лаборатории, а также некоторые производственные помещения, в том числе цехи приборных заводов, размещенных в сухих, беспыльных помещениях с изолирующими полами и нормальной температурой.

Помещения повышенной опасности характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:

· сырости, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 70%, такие помещения называют сырыми

· высокой температуры, когда температура воздуха длительно (свыше суток) превышает +30 єС, такие помещения называют жаркими

· токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (например, угольная, металлическая и т.п.) в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.п., такие помещения называю пыльными с токопроводящей пылью

· токопроводящих полов - металлических, земляных, железобетонных кирпичных и т.п.

· возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с - другой

Примером помещения с повышенной опасностью могут служить лестничные клетн=ки различных зданий с проводящими полами, складские неотапливаемые помещения (даже если они размещены в зданиях с изолирующими полами и деревянными стелажами) и т.п.

Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий:

· особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100% (стены, пол предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), такие помещения называют особо сырыми

· химически активной или органической среды, т.е. помещения, в которых постоянно или в течении длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования, такие помещения называют помещениями с химически активной или органической средой

· одновременного наличия двух и более условий, свойственным помещениям с повышенной опасностью.

Особо опасными помещениями является большая часть производственных помещений, в том числе все цехи машиностроительных заводов, испытательные станции, гальванические цехи, и т.п. К таким помещениям относятся и участки работ на земле под открытым небом или под навесом.

3. Способы защиты от поражения электрическим током

3.1 Применение малых напряжений

Малое напряжение - это напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения человека электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. На практике применение очень малых напряжений ограничено шахтерскими лампами (2,5 В) и некоторыми бытовыми приборами (карманные фонари, игрушки). На производстве применяют напряжения 12 и 36 В.

В помещениях с повышенной опасностью для переносных электрических устройств рекомендуется применять 36 В, а ручные электролампы 12 В. Эти напряжения не обеспечивают полной безопасности, а лишь существенно снижают опасность поражения электрическим током.

Напряжения 12, 36 42 В применяют в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для использования ручного электрифицированного инструмента и т.п.

3.2 Электрическое разделение цепи

Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную электрическую емкость. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Если сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения , которые будут обладать небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения резко снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Область применения защитного разделения сетей - электроустановки напряжением до 1000В, эксплуатация которых связана с повышенной опасностью, например в передвижных установках, и т.п.

Контроль и профилактика повреждения изоляции -- важнейший элемент обеспечения электробезопасности. При вводе в эксплуатацию новых и вышедших из ремонта электроустановок проводятся приемосдаточные испытания с контролем сопротивления изоляции. На работающем оборудовании проводится эксплуатационный контроль изоляции. Контроль сопротивления изоляции осуществляет технический персонал с помощью мегометров.

3.3 Защита от прикосновения к токоведущим частям установок

Прикосновение к токоведущим частям всегда опасно даже в сетях до 1000 В и с хорошей изоляцией. Для исключения опасности прикосновения к токоведущим частям необходимо обеспечить их недоступность. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или недоступном месте. Ограждения применяют сплошные и сетчатые. Входные двери ограждений, защитные кожухи могут снабжаться блокировками различного вида. При напряжении свыше 1000 В опасно даже приближение к токоведущим частям. В электроустановках напряжение до 1000 В применение изолированных проводов уже обеспечивает достаточную защиту от напряжения при прикосновении. Изолированные провода, находящиеся под напряжением свыше 1000 В, опасны.

3.4 Защитное заземление

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. На рис. 4 показаны принципиальные схемы защитного заземления для сетей с изолированной (а) и заземленной (б) нейтралями.

Рисунок 4. Принципиальные схемы защитного заземления

Принцип действия защитного заземления -- уменьшение напряжения прикосновения при замыкании фазы на корпус за счет уменьшения потенциала корпуса электроустановки и подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленной установки. Заземление может быть эффективным только в том случае, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления.

В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В заземление не эффективно, так как ток замыкания на землю зависит от сопротивления заземления и при его уменьшении ток возрастает. Поэтому защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях свыше 1000 В как с изолированной так и с заземленной нейтралью.

К средствам индивидуальной защиты от поражения электрическим током относятся изолирующие средства, которые делятся на основные и дополнительные. Первые выдерживают длительное время действия напряжения, вторые - нет. В сетях с напряжением до 1000 В

К основным СИЗ относятся:

· Изолирующие штанги, изолирующие электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками.

К дополнительным СИЗ относятся:

· В сетях до 1000 В - диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки

· свыше 1000В - диэлектрические перчатки, боты, коврики, изолирующие подставки. СИЗ должны иметь маркировку с указанием напряжения, на которое они рассчитаны, из изолирующие свойства подлежат периодической проверке в установленные сроки.

3.5 Защита от статического электричества

Для защиты от статического электричества используют метод, исключающий или уменьшающий образование зарядов статического электричества, и метод, устраняющий заряды.

Метод, исключающий или уменьшающий образование зарядов. Этот метод наиболее эффективен и осуществляется за счет подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой с трением. По электроизоляционным свойствам вещества располагают в электростатические ряды в такой последовательности, при которой любое из них приобретает отрицательный заряд при соприкосновении с материалом, расположенным в ряду слева от него, и положительный - справа.

Например, один из таких рядов имеет следующий состав:

этилцеллюлоза, казеин, эбонит, ацетилцеллюлоза, стекло металлы, полистирол, полиэтилен, фторопласт, нитроцеллюлоза.

Чем дальше в ряду расположены материалы друг от друга, тем интенсивнее происходит образование зарядов статического электричества при трении между ними. Поэтому при создании машин необходимо материалы взаимодействующих между собой элементов машин выбирать одинаковыми или максимально близко расположенными в электростатическом ряду.

Например, пневмотранспорт полиэтиленового порошка желательно осуществлять по полиэтиленовым трубам.

Другим способом нейтрализации зарядов статического электричества является смешение материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования заряжаются разноименно.

Например, при трении материала, состоящего из 40% нейлона и 60% дакрона, о хромированную поверхность электризации не наблюдается.

Уменьшению интенсивности образования электростатических зарядов способствует снижение силы и скорости трения, шероховатости взаимодействующих поверхностей. С этой целью при транспортировании по трубопроводам огнеопасных жидкостей с большим удельным электрическим сопротивлением (например, керосина, бензина и т.п.) регламентируют предельные скорости перекачки. Например, для жидкостей с удельным сопротивлением с?10⁹ Ом *м скорость должна составлять не более 1,2 м/с при диаметре трубопровода до 200 мм.

Метод устранения зарядов. Основным приемом для устранения зарядов является заземление электропроводных частей технологического оборудования для отвода в землю образующихся зарядов статического электричества. Для этой цели можно использовать обычное защитное заземление, предназначенное для защиты от поражения электрическим током. Если же заземление используется только для отвода зарядов статического электричества, его электросопротивление может быть повышено до 100 Ом. При заземлении неметаллических элементов машин и оборудования на их поверхность наносят электропроводные покрытия, а тканевые материалы (например, фильтров) подвергают специальной пропитке, увеличивающей их электрическую проводимость. Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с элементов машин воздух в помещении, где они установлены, увлажняют.

Размещено на Allbest.ru