Теоретические основы охраны труда в сельском хозяйстве

* 1 этап - на стадии окончания пусконаладочных работ непосредственно (за 1- 2 дня) перед заполнением помещений животными;

* 2 этап - после заполнения помещений и содержания в них животных в течение одного месяца, т.е. в период, когда увлажнение пола стойл выделениями животных достигнет того состояния, которое имеет место в нормальном эксплуатационном режиме.

Если окажется, что измеренные на первом этапе значения напряжений прикосновения и шага в помещениях для животных превышают допустимые, размещать животных в таких помещениях категорически запрещается. В тех случаях, когда указанное превышение будет обнаружено на втором этапе, немедленно должны быть приняты меры по обеспечению надежного выравнивания электрических потенциалов путем прокладки дополнительных элементов УВЭП.

Периодически контроль исправности УВЭП или проверку достаточности естественного выравнивания электрических потенциалов необходимо проводить:

при использовании в качестве элементов УВЭП оцинкованной стали - через каждый год эксплуатации животноводческого объекта;

при использовании в качестве элементов УВЭП неоцинкованной стали не реже одного раза в квартал.

При электрических измерениях без снятия напряжения с использованием выносных измерительных электродов необходимо выполнять следующие меры безопасности (для защиты от воздействия полного напряжения на элементе УВЭП при стекании с него тока однофазного короткого замыкания):

а) измерительная установка, а также отдельные элементы измерительной схемы (например, токовый и потенциальный электроды), на которых могут появиться опасные напряжения, должны быть ограждены;

б) на ограждении должны быть стандартные плакаты, предупреждающие об опасности поражения электрическим током;

в) у места испытаний должен быть выставлен наблюдающий.

Персонал, производящий измерения, обязан работать в диэлектрических ботах и резиновых перчатках, пользоваться инструментом с изолированными ручками. Производитель работ (руководитель испытаний) обязан лично проверить обеспечение мер безопасности. Запрещается проводить измерения на УВЭП во время грозы, дождя, а также в темное время суток.

При сборке измерительных систем следует соблюдать последовательность соединений проводов токовой и потенциальной цепи. Сначала необходимо присоединить провод к вспомогательному электроду (токовому или потенциальному) и лишь затем к соответствующему измерительному прибору.

Электроизмерения должны производиться бригадой состоящей не менее чем из трех человек в присутствии ответственных работников электротехнической службы хозяйства, которые и должны обеспечить подготовку рабочего места для проведения электроизмерений.

4.6. Исследование эффективности устройств выравнивания электрических потенциалов

При выполнении устройств выравнивания электрических потенциалов (УВЭП) наряду со снижением потенциала на металлоконструкциях, оказавшихся под напряжением, возникают и отрицательные явления, связанные с появлением потенциала на поверхности пола (земли) вокруг места стекания тока в землю. Возникающие при этом разности потенциалов отдельных точек цепи тока, в том числе точек на поверхности земли, могут достигать больших значений, представляющих собой опасность для человека (животного).

Значения потенциалов, их разностей и характер их изменений, а следовательно и обусловленная ими опасность поражения человека током, зависят от многих факторов: значения тока, стекающего в землю, конфигурации, размеров, числа и взаимного расположения электродов, составляющих групповой заземлитель, удельного сопротивления грунта и др. Воздействуя на некоторые из этих факторов, можно снизить разности потенциалов, действующие на человека, до безопасных значений.

С этой целью рассмотрим стержневой вертикальный заземлитель круглого сечения длиной l, м, и диаметром d, м, погруженный в землю так, чтобы его верхний конец был на уровне земли. С заземлителя стекает ток I_з, А. Необходимо найти выражения для потенциала точек на поверхности земли и для потенциала заземлителя.

Разбиваем заземлитель по длине на бесконечно малые участки длиной каждый dy и уподобляем их элементарным шаровым заземлителям диаметром dy, м.

С каждого такого участка в землю стекает ток, А,

dI_з= I_з dy/ l,

который обуславливает возникновение элементарного потенциала dц, В, в некоторой точке земли.

Нас интересует точка А на поверхности земли, отстоящая от оси стержневого заземлителя на расстоянии х, м.

Потенциал этой точки, обусловленный одним элементарным шаровым заземлителем, будет, В,

dц = dI_з с/ 2р m,

Учитывая, что расстояние от середины стержня до точки А по закону Пифагора m = v(xІ + yІ), и заменяя dI_з его значением, получаем:

dц = I_з с dy/ 2р lv (xІ + yІ),

Интегрируя это уравнение по всей длине стержневого заземлителя (от 0 до l), получим искомое уравнение для потенциала точки А, т.е. уравнение потенциальной кривой:

ц = I_зс/2р l ? (dy/ v(xІ + yІ)) = I_зс/2р l lnv((xІ + lІ+ l)/ x),

Потенциал заземлителя ц₃, В, будет при х = 0,5 d, м, т.е.

ц_з = I_зс/2р l ln v((0,5dІ + lІ+ l)/ 0,5d),

Здесь 0,5d << l, следовательно, первым слагаемым под корнем можно пренебречь. Тогда это уравнение примет вид:

ц_з= I_зс/ 2р l ln4l/ d.

По условиям безопасности заземление, каким является по существу УВЭП, должно обладать сравнительно малым сопротивлением, обеспечить которое можно путем увеличения геометрических размеров одиночного заземлителя (электрода) или применением нескольких параллельно соединенных между собой электродов, именующихся в совокупности групповым заземлителем.

Элементарный подсчет показывает, что второй путь во много раз экономнее по затрате металла и другим условиям. Кроме того, при нескольких электродах можно выровнять потенциальную кривую на территории, где они размещаются, что в ряде случаев, в том числе и при выполнении УВЭП, играет решающую роль в обеспечении безопасности.

При бесконечно больших расстояниях между электродами группового заземлителя поля растекания токов вокруг них практически не взаимодействуют, т.е. ток каждого электрода проходит по «своему», отдельному участку земли, в котором ток других заземлителей не проходит. В этом случае вокруг каждого электрода возникают самостоятельные потенциальные кривые, взаимно не пересекающиеся. При этом потенциалы всех электродов равны между собой, даже если электроды имеют разные размеры, а следовательно, через них проходят токи разного значения и их потенциальные кривые имеют разную форму.

При малых расстояниях между электродами группового заземлителя поля растекания токов как бы накладываются одно на другое, а потенциальные кривые электродов взаимно пересекаются и, складываясь, образуют непрерывную суммарную потенциальную кривую группового заземлителя.

В результате поверхность земли на участках между электродами приобретает некоторый потенциал. При этом форма суммарной потенциальной кривой зависит от расстояния между электродами, их взаимного расположения, числа, формы и размеров.

Поскольку электроды группового заземлителя связаны между собой электрически, они имеют одинаковый потенциал, являющийся потенциалом группового заземлителя.

Совершенно очевидно, что потенциал каждого электрода группового заземлителя состоит из собственного потенциала, обусловленного стеканием через него тока, и потенциалов, наведенных на нем полями других электродов, т.е.

где ц₀₁ - собственный потенциал первого электрода, В; n - количество электродов; ц_н - потенциал, наведенный на первом электроде одним из соседних, В; он определяется по уравнению потенциальной кривой этого соседнего электрода с учетом расстояния между ними.

Так, если наводимым электродом является полушар радиусом r, то наводимый потенциал ц_н на другом электроде любой формы определяется уравнением:

ц_н = ц₀r/ x,

где ц₀ - собственный потенциал полушара, В; х - ближайшее расстояние от центра полушара до поверхности электрода, на котором определяется ц_н, м.

В общем случае собственные потенциалы электродов не равны между собой, как не равны и потенциалы, наводимые другими электродами. Однако сумма собственного и всех наведенных на электроде потенциалов для всех электродов одинакова и равна ц_гр.

Если групповой заземлитель состоит из одинаковых электродов, размещенных по вершинам правильного многоугольника, то у электродов одинаковыми оказываются токи, стекающие через них в землю, а следовательно, и собственные потенциалы ц₀ и сумма наведенных на каждом из них потенциалов ? ц_н. В этом случае уравнение может быть записано так:

ц_гр = ц₀ + ? ц_н.

Если одинаковые электроды группового заземлителя расположены на одинаковых расстояниях один от одного (а это может быть только при двух электродах или трех, размещенных в вершинах равностороннего треугольника), то у них оказываются одинаковыми не только собственные потенциалы ц₀, но и потенциалы, наводимые каждым из них на другие электроды ц_н. Для этих частных случаев уравнение принимает вид:

ц_гр = ц₀ + ( n- 1) ц_н,

Напряжение прикосновения будет:

U_пр = ц_з- ц_ос,

где ц_ос - потенциал основания, на котором стоит человек (животное).

Или

U_пр = ц_з б₁,

где б₁ - коэффициент, называемый коэффициентом напряжения прикосновения или просто коэффициентом прикосновения, учитывающим форму потенциальной кривой:

б₁ = (1- ц_ос / ц_з) ? 1.

Ток, стекающий в землю через человека (животное), стоящего на земле, полу и другом основании, преодолевает сопротивление не только тела человека (животного), а и сопротивление этого основания, вернее, тех его участков, с которыми имеют контакт подошвы ног человека (животного).

Сопротивление основания, на котором стоит человек (животное), правильней назвать сопротивлением растеканию тока основания ног; нередко это сопротивление именуют также сопротивлением растекания основания или сопротивлением растекания ног человека (животного).

Все положения, рассмотренные выше, справедливы для случаев, когда сопротивление растеканию основания, на котором стоит человек (животное), равно нулю. В действительных условиях это сопротивление не равно нулю и в ряде случаев имеет большое значение.

Следовательно, разность потенциалов ц_з - ц_ос, равная ц_зб₁, В, оказывается приложенной не только к сопротивлению тела человека (животного) R_h, Ом, но и к последовательно соединенному с ним сопротивлению основания R_ос, Ом, на котором стоит человек (животное), т.е.

ц_зб₁ = I_h (R_h + R_ос),

Заменив в этом выражении ток I_h, А, проходящий через человека (животное), его значением, получим:

ц_зб₁ = U_пр ( R_h + R_ос)/ R_h,

откуда напряжение прикосновения с учетом падения напряжения в сопротивлении растеканию основания, В,

U_пр = ц_зб₁ R_h/ (R_h + R_ос),

или

U_пр= ц_зб₁б₂.

Здесь б₂ - коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек (животное):

б₂ = 1/ (1+ R_ос/ R_h).

В области защитных устройств от поражения током - заземления, зануления и др. - интерес представляют в первую очередь напряжения между точками на поверхности земли (или иного основания, на котором стоит человек) в зоне растекания тока с заземлителя. В этом случае напряжением шага будет являться разность потенциалов ц_х, В, и ц_х+а, В, двух точек на поверхности земли (пола) в зоне растекания тока, которые находятся на расстоянии х и (х + а) от заземлителя, а одна от другой на расстоянии шага и на которых одновременно стоит человек (животное). Таким образом, напряжение шага будет, В,

U_ш = ц_х - ц_х+а ,

Напряжение шага представляет собой также падение напряжения в сопротивлении тела человека (животное), В,

U_ш = I_h R_h,

где I_h - ток, проходящий через человека (животного) по пути нога - нога, А;

R_h - сопротивление тела человека (животного), Ом.

Поскольку ц_х и ц_х+а являются частями потенциала заземлителя ц_з, разность их также есть часть этого потенциала. Поэтому мы вправе записать так:

U_ш = ц_зв₁,

где в₁ коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой:

в₁ = (ц_х- ц_х+а)/ ц_з< 1,

Напряжение шага при одиночном заземлителе зависит от формы потенциальной кривой, т.е. от типа заземлителя, и изменяется от некоторого максимального значения до нуля с изменением расстояния от заземлителя.

Максимальные значения U_ш и в₁ будут при наименьшем расстоянии от заземлителя, когда человек (животное) одной ногой стоит непосредственно на заземлителе, а другой - на расстоянии шага от него. Объясняется это тем, что потенциал вокруг заземлителя распределяется по вогнутым кривым и, следовательно, наибольший перепад оказывается, как правило, в начале кривой.

Наименьшее значения U_ш и в₁ будут иметь при бесконечно большом удалении от заземлителя, а практически за пределами поля растекания тока, т.е дальше 20 м. В этом месте U_ш ? 0 и в₁ ? 0.

Напряжение шага при групповом заземлителе меньше, чем при одиночном заземлителе, но также изменяется от некоторого максимального значения до нуля при удалении от электродов.

Максимальное напряжение шага будет, как и при одиночном заземлителе, в начале потенциальной кривой, т.е. когда человек (животное) одной ногой стоит непосредственно на электроде, а другой - на расстоянии шага от него.

Минимальное напряжение шага соответствует случаю, когда человек (животное) стоит на “точках” с одинаковыми потенциалами; в этом случае U_ш = 0.

Как и в случае напряжения прикосновения, разность потенциалов между двумя точками, на которых стоит человек (животное), т.е. ц_зв₁ = ц_х - ц_х+а, В, делится между сопротивлением тела человека (животного) и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит R?_ос, Ом.

В данном случае сопротивление основания складывается из двух последовательно соединенных сопротивлений растеканию ног человека (животного): R?_ос = 2R_н.

Следовательно,

ц_зв₁ = I_h(R_h+ R? _ос) = U_ш(R_h + 2R_н)/ R_h,

откуда напряжение шага, В,

U_ш = ц_зв₁ R_h/(R_h + 2R_н),

или

U_ш = ц_зв₁ в_2,

где в₂ - коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек (животное):

в₂ = 1/(1+ 2R_н/ R_h).

При выполнении УВЭП стержнями с разрежением к центру согласно указанию РД РБ 02150.00799 могут возникнуть ситуации, при которых выравнивание потенциалов может быть недостаточным для животных (человека), находящихся ближе к середине помещения фермы КРС.

Рассмотрим эти ситуации, пользуясь зависимостями, приведенными выше в данном параграфе и в § 4.4, на примере четырехрядного коровника на 200 голов привязного содержания размером 21 78 м; стойла шириной 1,2 м и длиной 1,9 м, имеются два кормовых прохода шириной 2,25 м и три навозных прохода - два пристенных шириной 1,3 м и один в середине помещения (по длине) шириной 2,5 м.

В коровнике должно быть смонтировано в каждом ряду по 13 стержневых заземлителей, в целом по зданию - n = 52. Длина каждого стержня l должна быть не менее 0,5 длины стойла, т.е. в нашем случае принимаем l= 1 м ( 1,9/2м). Диаметр стержней d выбирается с учетом удельного электрического сопротивления грунта (коррозийной активности грунта), а для существующих животноводческих помещений - d 12 мм при использовании неоцинкованной стали. Таким образом расчет выполняем при = 5,10,20,60,70,100,140 Омм со стержнями выравнивающего устройства из неоцинкованной стали диаметром 12…18 мм.

Для данного коровника на 200 голов получаем, что максимальное расстояние будет между пятым и шестым, восьмым и девятым стержнями каждого ряда, между которыми насчитывается по 6 стойл, т.е. а_6,8 = 7,2 м. Максимальное напряжение прикосновения и напряжение шага будет воздействовать на коров, стоящих посредине этих промежутков, а расстояние до задних ног коровы равно 4,1 м.

Предполагаем, что на металлоконструкции фермы попадает фазное напряжение (U_з = U_ф = 220 В) вследствие неэффективного срабатывания зануления при замыкании фазы на открытые проводящие части, или в нарушение требований безопасности при выполнении в коровнике электросварочных работ с неисправным устройством снятия напряжения при разрыве дуги (что наблюдается достаточно часто), а также в некоторых других случаях.

Ввиду сложности рассматриваемого группового заземлителя (УВЭП) с неравномерным шагом определить с приемлемой погрешностью коэффициенты напряжения прикосновения и шага ₁ и ₁ расчетным путем весьма затруднительно. Для этой цели воспользуемся опытными данными. Согласно [31, 47] принимаем ₁ = 0,14; ₁= 0,08. Коэффициенты ₂ и ₂ будут равны 1, так как ноги животного имеют непосредственный контакт с основанием (полом) на котором оно стоит, а копыта влажные (в отличие от человека в обуви) и сопротивлением R_ос можно пренебречь.

Таким образом получаем

_{1 2} = 0,14

_{1 2} = 0,08.

Полученные в результате расчета данные по проверке эффективности выравнивания электрических потенциалов с помощью стержневых заземлителей на примере коровника на 200 голов привязного содержания сводим в таблицу 4.3.

Как видно из таблицы 4.3, эффективность защиты животных от поражения электрическим током путем выполнения УВЭП из стержневых заземлителей с увеличением расстояния между ними от периферии к центру по арифметической прогрессии не всегда может быть обеспечена и при известных параметрах УВЭП зависит, в первую очередь, от удельного электрического сопротивления грунта в месте строительства. В частности, для принятых исходных данных получено, что напряжение прикосновения превышает допустимое значение (12В) при удельном электрическом сопротивлении грунта 60 Омм.

4.7 Обеспечение эффективности защиты при прямом прикосновении к токоведущим частям

В решении задачи обеспечения электробезопасности важную роль играет состояние изоляции электроустановок. При неудовлетворительном состоянии изоляции часто происходит ее повреждение, что приводит к коротким замыканиям и замыканиям на землю. При замыкании на корпус возникает опасность поражения людей электротоком, так как нетоковедущие части, к которым может прикоснуться человек, оказываются под напряжением. Для предотвращения такого состояния, когда может произойти замыкание и другие повреждения изоляции, приводящие к поражению людей и выходу из строя оборудования, производится контроль сопротивления изоляции и испытание ее повышенным напряжением.

Изоляция проводов (обмоток, шин и т.п.) выполняется из реальных диэлектриков, удельное сопротивление которых не равно бесконечности. Вследствие старения изоляции, увлажнения ее и других неблагоприятных условий удельное сопротивление снижается. Поэтому на каждом участке длины провода сопротивление изоляции имеет конечное сопротивление или проводимость, отличную от нуля. Кроме того, каждый участок длины провода имеет емкость относительно земли. Эти активные сопротивления и емкости распределены по всей длине провода. Для расчета установившегося тока через тело человека эти распределенные проводимости и емкости можно считать сосредоточенными.

В общем случае сопротивления изоляции и емкости фаз относительно земли несимметричны:

r₁? r₂? r₃

и

C₁? C₂? C_3.

Активные g₁= 1/r₁; g₂= 1/r₂; g₃= 1/r₃ и емкостные b₁ = щC₁; b₂ = щC₂; b₃ = щC₃ проводимости также несимметричны. Поэтому несимметричны и полные проводимости между каждой фазой и землей

Y₁? Y₂? Y_3,

где

Y₁ = g₁+ jb_1,

Y₂= g₂ + jb_2,

Y₃= g₃ + jb_3.

Проводимость между нейтралью и землей равна:

Y₀= g₀ + jb₀,

где g₀ - активная проводимость нейтрали относительно земли (активная проводимость компенсирующего устройства, трансформатора напряжения, включенного между нейтралью и землей, или изоляции нейтрального провода); b₀ - реактивная проводимость нейтрали относительно земли (емкостная - со знаком «плюс», индуктивная - «минус»).

Следует отметить, что емкость фазных проводов зависит от их длины, диэлектрической проницаемости изоляции и ее толщины (для воздушной сети - от высоты подвеса проводов). Эти параметры для всех трех фаз приблизительно одинаковы и поэтому можно считать емкости симметричными, т.е. С₁=С₂=С₃=С и емкостные проводимости b₁= b₂= b₃= b. При выполнении этого условия:

,

Если к тому же симметричны и сопротивления изоляции (что бывает весьма редко) r₁= r₂= r₃= r, а значит, и проводимости g₁= g₂= g₃= g, то

,

В полных проводимостях Y₀= g₀ + jb₀ и Y= g + jb. Тогда ток через человека будет равен

.

В соответствии с ПУЭ и ПЭЭ сопротивление изоляции должно составлять не менее 10 МОм для цепей релейной защиты постоянного тока, 6 МОм для цепей защиты переменного тока, 2 МОм для вторичных обмоток измерительных приборов и двойной изоляции, 25 МОм для релейных аппаратов, 1 МОм для цепей автоматического электропривода, 0,5 МОм для силовых и осветительных сетей и статоров электродвигателей напряжением до 1000 В. Снижение значения сопротивления изоляции может быть вызвано различными дефектами. К ним относятся механические повреждения, разрывы, коррозия металла и др. Большая часть таких дефектов выявляется при измерениях с помощью мегомметров. Оборудование и кабели напряжением свыше 1000 В испытываются повышенным напряжением, преимущественно постоянного тока. Кратность испытательного напряжения по отношению к номинальному составляет 3 6 в зависимости от рода испытательного напряжения. Время приложения напряжения 5 15 мин.

Периодический контроль изоляции это измерение ее сопротивления при приемке электроустановки после монтажа и затем в установленные правилами сроки или в случае обнаружения дефектов. Измерение должно производиться на отключенной установке. При этом можно определить сопротивление изоляции отдельных участков сети, электрических аппаратов, трансформаторов, двигателей и т. п. Измеряется сопротивление изоляции каждой фазы относительно земли и между каждой парой фазных проводов на каждом участке между двумя последовательно установленными защитными аппаратами и на последнем участке сети. Сопротивление изоляции каждого участка в сетях напряжением до 1000 В должно быть не ниже 0,5 МОм на фазу. Для изоляции электрических аппаратов нормы другие, поэтому они от сети отключаются и измерение сопротивления их изоляции производится отдельно.

Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям, должна быть обеспечена недоступность последних посредством ограждения, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

Ограждения применяются как сплошные, так и сетчатые с размером ячеек сетки не более 25 х 25 мм. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек применяются в электроустановках напряжением до 1000 В. Использование съемных крышек, закрепляющихся болтами, не обеспечивает надежной защиты, так как зачастую крышки снимаются, теряются или используются для других целей, вследствие чего токоведущие части остаются на долгое время открытыми. Более надежны крышки, укрепленные на шарнирах, запирающиеся на замок или запор, открывающийся только специальным ключом или инструментом. Сетчатые ограждения имеют двери, запирающиеся на замок. Высота сетчатых ограждений в закрытых распределительных устройствах выше 1000 В не менее 1,7 м, в открытых 2,0 м.

Блокировки применяются в электроустановках, в которых часто производятся работы на ограждаемых токоведущих частях (испытательные стенды, установки для испытания изоляции повышенным напряжением и т. п.). Блокировки устанавливаются также в электрических аппаратах--- рубильниках, пускателях, автоматических выключателях и других устройствах, работающих в условиях с повышенными требованиями безопасности.

Блокировки по принципу действия разделяются на электрические и механические. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи специальными контактами, устанавливающимися на дверях ограждений, крышках и дверцах кожухов. Если управление электроустановкой производится дистанционно, то блокировочные контакты включаются в цепь управления пускового аппарата. Наиболее целесообразно применение для этой цели магнитного пускателя или контактора, так как блокировочные контакты при открывании дверей размыкают цепь катушки пускателя. При обрыве этой цепи электроустановка отключается так же, как и при открывании дверей. Это предотвращает возможность несчастного случая при неисправной цепи блокировки. Электроустановка не может быть включена при закрывании дверей, так как замыкания блокировочных контактов еще недостаточно, для включения электроустановки требуется нажать кнопку «пуск». Поэтому, если оператор вошел внутрь ограждения, он не может оказаться под напряжением при случайном закрывании дверей. Включение блокировочных контактов в силовую цепь не исключает этой возможности, и такая схема блокировки не должна применяться.

Блокировочные контакты, установленные в цепь отключающей катушки автоматического выключателя, при открывании дверей должны замыкать цепь катушки. При обрыве этой цепи замыкание контактов не приводит к отключению. При открывании дверей блокировка не срабатывает и человек может пройти за ограждение и попасть под напряжение. Для обеспечения безопасности необходимо, чтобы блокировочные контакты размыкались уже при незначительном растворе дверей (10 -- 15 см) и чтобы человек не мог проникнуть за ограждение при неразомкнувшихся контактах. Блокировочные контакты должны устанавливаться на обеих половинах двухстворчатых дверей, чтобы не было возможности включить электроустановку, оставив открытой одну из этих половин.

Механические блокировки применяются в рубильниках, пускателях, автоматических выключателях и т. п. В аппаратуре автоматики, вычислительных машинах, радиоустановках применяются блочные схемы. В общем корпусе устанавливаются отдельные блоки, соединяющиеся с остальным устройством штепсельным соединением. Когда блок выдвигается или удаляется со своего места, штепсельный разъем размыкается. Таким образом блок отключается автоматически при открывании его токоведущих частей.

Блокировки применяются также и для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях в распределительных устройствах и на подстанциях.

Расположение токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте позволяет обеспечить безопасность без ограждений. При этом следует учитывать возможность случайного прикосновения к токоведущим частям посредством длинных предметов, которые человек может держать в руках. Если к токоведущим частям, расположенным на высоте, возможно прикосновение с мест, редко посещаемых людьми (крыши, площадки и т. п.), то в этих местах должны быть установлены ограждения или приняты другие меры безопасности.

При эксплуатации электроустановок часто возникают ситуации, при которых даже самое совершенное исполнение установок не обеспечивает безопасности работающего и требуется применение специальных защитных средств или предохранительных приспособлений. Например, при операциях с коммутационными аппаратами -- выключателями, разъединителями и т. п. -- возможно появление напряжения на приводах этих аппаратов, поэтому необходимо применение защитных средств, изолирующих человека от привода (диэлектрические перчатки) или от земли (изолирующая обувь, специальная подставка и т. п.).

Отключенные токоведущие части могут оказаться под напряжением, поэтому при подготовке работ требуется предварительная проверка отсутствия напряжения на них соответствующими переносными приборами (указателями напряжения). При работах в электроустановках существует опасность потери ориентировки работающими. Для предотвращения этого следует предварительно обозначить специальными знаками (предупредительными плакатами) места, где могут производиться работы, и соседние с установкой участки, приближение к которым опасно; на токоведущих частях отключенной электроустановки существует опасность случайного появления напряжения, поэтому должны быть приняты меры, исключающие ошибочную подачу напряжения к месту работ и вместе с тем устраняющие опасность для работающих в случае появления напряжения.

Электрозащитные средства должны находиться в помещениях электроустановок в качестве инвентарного имущества. Они распределяются по местам хранения и это положение должно быть зафиксировано в списках, утвержденных главным энергетиком предприятия. Электротехнический персонал получает электрозащитные средства в индивидуальное пользование и отвечает за их правильную эксплуатацию и своевременную отбраковку. Все электрозащитные средства должны быть пронумерованы, храниться в специальных помещениях, шкафах, ящиках.

При эксплуатации средства защиты должны подвергаться периодическим и внеочередным испытаниям (после ремонта) согласно ПЭЭ и ПТБ.

Электрозащитные средства служат для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

Основные электрозащитные средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Дополнительные электрозащитные средства защиты сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами.

К электрозащитным средствам относятся:

изолирующие штанги (оперативные, для наложения заземления, измерительные), изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, указатели напряжения для фазировки и т. д.;

изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ под напряжением выше 1000 В и слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками для работы в электроустановках напряжением до 1000 В;

диэлектрические перчатки, боты, галоши, ковры, изолирующие накладки и подставки;

индивидуальные экранизирующие комплекты;

переносные заземления;

оградительные устройства и диэлектрические колпаки;

плакаты и знаки безопасности.

Кроме перечисленных электрозащитных средств при работах в электроустановках следует, при необходимости, применять такие средства индивидуальной защиты, как очки, каски, противогазы, рукавицы, предохранительные монтерские пояса и страховочные канаты.

Классификация защитных средств в зависимости от напряжения электроустановки приведена в табл. 4.4 и 4.5.

Предохранительные защитные средства предназначены для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых, механических воздействий.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение во время проведения ремонтных работ.

5.Основы пожарной безопасности

5.1 Физико-химические основы процессов горения и показатели пожаро- и взрывоопасности материалов и конструкций

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением тепла и лучистой энергии. Окислителями в процессе горения могут быть кислород, хром, бром, азотная кислота, бертолетова соль, перекись натрия и т. д. Чаще всего обычным окислителем в процессе горения является газообразный кислород, находящийся в воздухе.

Условиями для возникновения и протекания горения в этом случае является одновременное наличие следующих трех компонентов: горючее вещество, окислитель, источник воспламенения.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник воспламенения вызывает в ней реакцию горения. При установившемся горении источником воспламенения служит зона реакции.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными.

К химически однородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров или пылей с воздухом). Такое горение называют кинетическим.

К химически неоднородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела (твердые горючие материалы и жидкости). При таком горении кислород воздуха непрерывно диффундирует сквозь продукты сгорания к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным.

Во всех случаях для горения характерны три типичные стадии: возникновение, распространение, погасание пламени.

В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:

гомогенное горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя. Скорость его определяется скоростью химической реакции. Такое горение может представлять собой взрыв или детонацию;

гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

горение взрывчатых веществ и порохов.

Явления самовоспламенения и самовозгорания веществ могут произойти:

а) при воздействии воздуха (бурые и каменные угли, торф, сено, листья, опилки);

б) при воздействии воды (калий, натрий, карбид кальция и т. д.);

в) вследствие биологических и химических процессов в массе вещества (жизнедеятельность микроорганизмов);

г) при взаимодействии друг с другом (хлор, бром, йод, ацетилен, водород, метан).

Вспышка быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Тление горение без свечения, обычно опознаваемое по появлению дыма.

Температура вспышки самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Температура воспламенения самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся возникновением пламенного горения.

Легковоспламеняющаяся жидкость. Способна самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеет температуру вспышки не выше 61 °С. К взрывоопасным относятся ЛВЖ, у которых температура вспышки не превышает 61 °С, а давление паров при температуре 20 °С составляет менее 100 кПа (около 1 ат).

Горючая жидкость. Способна самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеет температуру вспышки выше 61 °С. Горючие жидкости с температурой вспышки 61 °С относятся к пожарным, но нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше относятся к взрывоопасным.

Взрывоопасная смесь это смесь с воздухом горючих газов, паров ЛВЖ, горючих пыли и волокон. Нижний концентрационный предел воспламенения ее не более 65 г/м³ (при переходе составных смесей во взвешенное состояние). Она способна взорваться. Концентрация в воздухе горючих газов и паров ЛВЖ принята в процентах к объему воздуха, концентрация пыли и волокон в граммах на кубический метр к объему воздуха.

По пожарной опасности строительные материалы характеризуются следующими пожарно-техническими характеристиками: горючесть; воспламенение; распространение пламени по поверхности; дымообразующая способность; токсичность продуктов.

Горючесть - это способность строительных материалов к горению. По этой характеристике строительные материалы классифицируются на горючие Г и негорючие НГ.

По горючести строительные материалы подразделяются на: Г1 слабо горючие; Г2 умеренно горючие; Г3 нормально горючие; Г4 сильно горючие.

Воспламеняемость - способность вещества и материалов к воспламенению.

Процесс воспламенения - начало пламенного горения вещества под воздействием источника зажигания и после его удаления.

По воспламеняемости материалы подразделяются на: В1 трудновоспламеняемые; В2 умеренно воспламеняемые; В3 легковоспламеняемые.

Группы строительных материалов по воспламеняемости определяются в соответствии с ГОСТ 30402.

По строительным материалам, относящимся к легковоспламеняемым и горючим жидкостям, дополнительно устанавливаются следующие показатели: температура вспышки; температура самовоспламенения; концентрационные пределы распространения пламени; способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами.

Показателем токсичности продуктов горения является отношение количества горючего материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся газообразные продукты горения приводят к гибели 50 % подопытных животных.

По токсичности продуктов горения установлены следующие группы: Т1 малоопасные; Т2 умеренно опасные; Т3 высокоопасные; Т4 чрезвычайно опасные.

Дымообразующая способность - характеризует оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении. По этому показателю установлены следующие группы: Д1 - с малой дымообразующей способностью; Д2 - с умеренной дымообразующей способностью; Д3 - с высокой дымообразующей способностью.

Такая характеристика, как распространение пламени по поверхности определяется критической поверхностной плотностью теплового потока (величиной теплового потока, при которой прекращается распространение пламени) и подразделяется на четыре группы: РП1 не распространяющиеся; РП2 слабо распространяющиеся; РП3 умеренно распространяющиеся; РП4 сильно распространяющиеся.

Строительные конструкции - классифицируются: по пределу огнестойкости и по классам пожарной опасности.

Предел огнестойкости строительных конструкций характеризуется нормируемыми по времени признаками предельных состояний по потере несущей способности (R), целостности (Е), теплоизолирующей способности (I). Предельные состояния строительных конструкций определяются по ГОСТ 30247.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются (табл. 5.1) на: КО не пожароопасные; К1 мало пожароопасные; К2 умеренно пожароопасные; К3 пожароопасные.

Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрыво-пожарной и пожарной опасности производится в соответствии с НПБ 5 - 2000 (табл. 5.2).

Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений, или 200 мІ.

Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 мІ) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

- здание не относится к категории А;

- суммарная площадь помещений категории А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений, или 200 мІ.

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 мІ) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории В (В1 - В4), если одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категориям А и Б;

суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10 %, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь категорий А, Б и В в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 мІ) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

Здание относится к категории Г (Г1 - Г2), если одновременно выполнены два условия:

здание не относится к категориям А, Б или В;

суммарная площадь помещений категорий А, Б, В или Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 мІ).

Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.

Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 5.3. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям от высшей Ан к низшей Дн. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.

Для категорий А_н и Б_н:

горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.

Для категории В_н:

интенсивность теплового излучения от очага пожара вещества и/или материалов, указанных для категории Вн, на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт·м?І

5.2. Методы тушения загораний и огнегасящие вещества

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

охлаждение очага горения или горящего материала ниже определенных температур;

изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода в воздухе путем разбавления негорючими газами до значения, при котором не может происходить горение;

замедление или полное прекращение реакции горения химическим путем /ингибирование/;

механический срыв пламени сильной струей газа или воды;

подавление горения взрывом;

создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы.

Наиболее эффективными огнегасящими веществами, используемыми в настоящее время, являются: вода, вода с добавками поверхностно активных веществ; пена; порошковые составы; негорючие газы; галоидированные углеводороды (галоны, хладоны).

Вода является наиболее дешевым и распространенным средством пожаротушения. Она охлаждает горящую поверхность (зону горения), а образующийся при этом водяной пар понижает концентрацию горючих газов и кислорода вокруг горящего вещества, изолирует вещество от зоны горения и тем самым способствует прекращению горения (на 1 литр воды образуется 1725 л пара).

Как средство пожаротушения вода применяется: в виде компактных и распыленных струй для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, создания водяных завес и охлаждения объектов вблизи очага пожара. Также используется для тушения загораний электроустановок и кабельных линий напряжением до 220 кВ. Однако при этом следует соблюдать следующие меры безопасности:

1. Тушение могут производить ствольщики из числа специально обученного персонала, имеющие не менее III квалификационной группы по электробезопасности.

2. Тушение может производиться только в открытых для обзора ствольщика местах.

3. Ствол должен быть заземлен при помощи гибкого медного провода с суммарным сечением не менее 16 ммІ.

4. Ствольщик должен работать в диэлектрических ботах и диэлектрических перчатках.

5. Вода должна иметь удельное электрическое сопротивление не менее 10 Ом.м.

6. Должны быть соблюдены безопасные расстояния до защищаемого объекта (табл. 5.4).

В тех случаях, когда к горящей электроустановке можно приблизиться со всех сторон, целесообразно осуществлять подачу распыленной воды по периметру пожара.

При тушении комбинированными составами по фронту пламени рекомендуется в зону горения первоначально подавать порошок, а затем распыленную воду. Подача порошка и распыленной воды может осуществляться и в сопутствующем потоке, что обеспечивает попадание в зону горения большей части сухого порошка. В результате этого уже на первых секундах тушения обеспечивается ингибирование пламени и снижение плотности тепловых потоков.

Вода со смачивателями (0,5-2,0% смачивателя) - для тушения плохо смачивающихся веществ и материалов (хлопок, сажа и т.п.).

Водяные эмульсии галодированных галодированных углеводородов (смесь воды с 5-10% бромэтила и др.) - для тушения твердых горючих веществ и материалов.

Воду не применяют лишь для тушения пожаров на складах с веществами, выделяющими при взаимодействии с водой горючие газы (карбид кальция, селитра), а также в случае возможности возникновения взрыва (калий, магний) и обильного выделения отравляющих веществ.

На промышленных предприятиях и в населенных пунктах в качестве источника пожарного водоснабжения используются естественные водоисточники (реки, озера). К ним устраивают подъезды, сооружают пирсы для забора воды мотопомпами или автонасосами через каждые 500 м.

Расстановка пожарных гидрантов на водопроводной сети должна обеспечивать пожаротушение любого обслуживаемого данной сетью здания (сооружения) не менее чем от двух гидрантов при расходе воды на наружное пожаротушение 15 л/с и более, от одного - при расходе воды менее 15 л/с. Напор у гидрантов не должен снижаться ниже 10 м.

Расход воды на внутреннее пожаротушение (число струй и минимальный расход на одну струю) зависит от высоты объекта здания или помещения, а для производственных зданий, кроме того, - от степени огнестойкости и категории пожарной опасности.

В производственных и общественных зданиях, а также в жилых зданиях повышенной этажности, устраивается внутреннее пожарное водоснабжение с пожарными кранами, укомплектованными рукавом и стволом.

Пожарные краны предназначены для отбора и подачи воды к месту пожара. Они устанавливаются на пожарных стояках с присоединенными к ним пожарными рукавами диаметром 51 или 66 мм и стволами с диаметром насадки 13, 16 или 19 мм. Длина сложенных в «скатку» или «гармошку» рукавов принимается 10, 15 или 20 м. Расход воды на пожаротушение 2,5 л/с с длиною компактной струи 6 м. Пожарные краны устанавливаются преимущественно у выхода из зданий и помещений в шкафах на высоте 1,35 м над полом.

Для подачи мощных водяных струй на высоту до 20 м применяются лафетные установки. Питание лафетных стволов осуществляется от сети противопожарного провода высокого давления, от автономных источников или от пожарных автомобилей. Расстояние между соседними лафетными стволами должно быть не более 60 м. На складах сжиженного газа лафетные стволы устанавливаются по периметру склада на расстоянии 60 м друг от друга и 15 м от резервуаров.

...