книги из ГПНТБ / Сакулин В.П. Безопасность труда при монтаже и эксплуатации электроустановок

в этом случае усугубляется еще и потому, что возра­ стает приложенное к человеку напряжение.

Фактор напряжения в исходе электротравмы. Непо­ средственно воздействует на организм электрический ток. Какую же роль в исходе электротравмы имеет на­ пряжение? В опытах над животными ученые устано­ вили, что смертельный исход резко возрастает при напряжении в пределах 50—200 В. Как уже отмеча­ лось, объясняется это тем, что при напряжении 45 — 50 В начинается пробой кожи, который с увеличением напряжения до 200 В полностью завершается. При по­ вышении напряжения от 200 до 800 В процент смер­ тельных исходов остается почти неизменным и вновь возрастает при дальнейшем увеличении напряжения.

Имеющиеся сведения о роли напряжения в исходе электротравмирования позволяют ученым утверждать, что напряжение определяет величину поражающего тока и поэтому оказывает исключительно большое влияние на исход электротравм.

Сравнительная опасность постоянного н перемен­ ного токов п токов различных частот, действие импульс­ ного тока на организм. О том, что переменный ток бо­ лее опасен, чем постоянный, известно давно. Вместе с тем установлено следующее. Постоянный ток до 6 мА почти не ощутим. Ток 8—15 мА вызывает зуд, ощуще­ ние нагрева. При токе 20 мА появляются судороги в мускулах предплечья. При переменном токе 3 мА уже возникает слабый зуд, человек чувствует неприят­ ное действие тока. Ток 12 мА вызывает судороги в мышцах предплечья. Дальнейшими исследованиями было обнаружено, что переменный ток начинает ощу­ щаться уже при 0,8 мА, а при 3,5 — 4,5 мА появляется боль. Ток 15 мА вызывает сокращение мышц рук, и освободиться из-под тока невозможно (табл. 1).

■ Фибрилляция сердца у подопытных животных на­ ступала при 10—15 В переменного и при 50—55 В по­ стоянного тока.

Установлено также, что при воздействии постоян­ ного тока сопротивление тела выше, а поэтому он ме­ нее опасен при напряжениях, не вызывающих про­ боя кожных покровов. Кроме того, момент включения в цепь постоянного тока воспринимается как толчок (или удар), но затем прохождение тока даже замет­ ной силы переносится без неприятного ощущения,

10

Переменный ток воспринимается более болезненно, так как его воздействие характеризуется повторными знакопеременными толчками. Кроме того, мгновенное

значение переменного тока в 1/2

раза

больше, чем по­

стоянного.

Т а б л и ц а

1

Характеристика

воздействия электрического тока

на организм человека

в зависимости

от рода и величины тока

Ток, мА

Характер действии

переменный ток частотой

постоянный ток

50—СО Гц

0,6-1,5

Начало

ощущения —легкое

Не ощущается

2 - 3

дрожание

рук

»

Сильное

дрожание пальцев

J*

5 - 7

рук

Зуд,

ощущенію нагрева

Судороги в руках

можно

8—10

Руки

трудно,

ио

Усиление

ощущения

на-

оторвать

от

электродов.

грева

Сильные

боли

в пальцах

20-25

и кистях

рук

мгно-

Еще

большее

усиление

Руки

парализуются

веиио, оторваться от элек-

пагрсва. Иозиачнтель-

тродов невозможно. Спль-

ные

сокращения мышц

ные

боли,

затрудняется

РУК

50-80

дыхание

Начало

Сильное

ощущение

на-

Паралич

дыхания.

трепетания

желудочков

грева.

Сокращение

сердца

мышц

рук,

судороги,

90-100

Паралич дыхания. При дли­

затрудненное

дыхание

Паралич дыхания

тельности

3 с и более па­

ралич

сердца,

трепетание

3000

желудочков

сердца

Нет сведении

Паралич

дыхания и

и более

при

воздействии

дольше

0,1 с.

Разрушение

тканей

тела

Меньшая опасность постоянного тока при неболь­ ших напряжениях отражена в ПУЭ (1-7-26). Так, для помещений с повышенной опасностью за безопасный принимается переменный ток 36 В и эквивалентный ому по безопасности постоянный ток 110 В. Одиако опасность постоянного и переменного токов с ростом напряжения изменяется. При напряжении до 220 В более опасным является переменный ток, а при напря­ жении выше 500 В опаснее постоянный ток.

Вопросы исследования зависимости опасности тока от частоты были всесторонне обсуждены на I Всесоюз-

II

ной конференция по профилактике и лечению электро­ травм (Москва, I960), где высказывалось мнение, что пока еще нет оснований снижать объем защитных ме­ роприятий в электрических установках, работающих при частотах в диапазоне от 50 до 500 Гц.

Известно, что лишь при частоте тока порядка де­ сятков и сотен килогерц он становится менее опасен. И это объясняется тем, что реакция нервной ткани от­ стает от частоты воздействия раздражителя, а при частоте 1 МГц, кроме ощущения тепла в части тела, к которой приложены электроды, человек не испыты­ вает иного раздражения.

Изучению воздействия на организм импульсных то­ ков, определению их безопасных величин посвящены работы многих авторов. В опытах над собаками ученые установили, что кратковременные импульсы продолжи­ тельностью до 40 мкс при 30 кВ и токах 100 А вызы­ вают временное увеличение частоты дыхания и повы­ шение артериального давления. При импульсах 30— 40 кВ дыхание прекращалось на 20—30 с. Импульсы 40—50 кВ при токах 200—300 А вызывали остановку дыхания в течение 30 мин и более, а при импульсах 68 кВ и токе 545 А животные погибали.

В опытах с крупным рогатым скотом (И. С. Стекольииков, А. А. Обух и И. Г. Смирнов), когда подача напряжения осуществлялась по схеме передние ноги — задние ноги кратковременными импульсами продол­ жительностью 40 мкс с амплитудой напряжения от 0,6 до 30 кВ, у животных замечались нестойкие временные расстройства нервной системы и органов кровообраще­ ния. Такую же реакцию организма вызывали ампли­ туды напряжения 42—56 кВ с подачей напряжения по схеме носовое зеркало — передние ноги. При этом же пути тока, но с амплитудой напряжения 74 кВ и при схеме передние ноги — задние ноги с амплитудой 96 кВ возникало нарушение ритма дыхания, расстрой­ ство сердечной деятельности.

Напряжение прикосновения с амплитудой до 21 кВ и шаговое напряжение до 700 В вызывали у животных слабую ответную реакцию. Животные начинали замет­ но реагировать на напряжение шага и напряжение при­ косновения при импульсах напряжения 300—350 В.

Опасными для жизни животного при импульсах продолжительностью воздействия 40 мкс являются: на­

12

пряжение прикосновения по схеме носовое зеркало — передние ноги 70—80 кВ при токе 160 А; напряжение шага по схеме передние ноги — задние ноги 90— 100 кВ при токе 200 А.

Критерии элсктробезопасмости. Часто за смертель­ ную величину тока принимают 0,1 А. При такой вели­ чине тока наступает фибрилляция сердца. Однако из­ вестно, что смертельный ток может быть значительно ниже. Первое ощущение действия переменного тока частотой 50 Гц возникает у человека при 0,8 мА, а то­ ки 12—15 мА являются неотнускающими, т. е. при данной величине тока человек не может самостоятель­ но оторваться от электрической цепи.

Исследованиями установлено, что для мужчин ве­ личина неотпускающего тока составляет 9 мА, для

женщин — 6 мА; по другим		данным (В. Е. Маной-
лов), — соответственно	11—12	и 7—8	мА; крайние
пределы — для мужчин	3—18	мА; для	женщин 2—
10 мА.

Если время прохождения тока ие превышает 1 с, то за допустимую величину тока принимается предельный ток фибрилляции желудочков сердца, который согласно исследованиям и рекомендациям Международного бюро труда составляет:

где t — время воздействия тока на человека (с). Учи­ тывая возможность появления опасных условий при поражении электрическим током, необходимо в каче­ стве сопротивления тела человека принять нижний ра­ зумный предел, а именно 500—600 Ом. Произведение допустимого тока на это сопротивление даст в резуль­ тате допустимое напряжение прикосновения.

Опыты, проводившиеся над большой группой сель­ скохозяйственных животных, показали, что токи, вы­ зывающие смертельный исход, в зависимости от вре­ мени воздействия, находятся в следующих пределах: для телят — 0,2—0,25 А при продолжительности дей­ ствия тока более 6 с; молодых коров — 0,25—0,35 А при времени воздействия более 7 с; старых быков и ко­ ров средней упитанности — 0,3—0,4 А при времени воздействия более 10 с; для особо крупных живот­ ных — 0,35—0,5 А при времени воздействия более 12 с.

13

В 1965 г. комиссией Центрального научно-техниче­ ского общества энергетической промышленности (ЦЕНТОЭП) рекомендованы следующие критерии электробезопасности.

За верхнее пороговое значение неощущаемого тока

припят 1 мЛ. Такой ток может проходить через тело человека сколько угодно долго, не оказывая никакого воздействия на его организм.

За верхнее пороговое значение отпускающего тока

принято 6 мА. При такой величине тока человек еще может самостоятельно оторваться от проводника с то­ ком. Прп этом длительность протекания тока не дол­ жна превышать 30 с.

За верхнее пороговое значение нефибрилляционпого

тока в зависимости от длительности		воздействия (1 с
и менее) принимается: прп 1	с — 65	мА; 0,7 с — 75;
0,5 с - 100; 0,3 с - 175; 0,2 с -	250 мА.

Этп токи не могут рассматрпваться как обеспечи­ вающие полную безопасность и могут быть приняты в качестве практически допустимых с достаточно малой вероятностью поражения.

При установлении критериев электробезопасиостп исходят из особенностей травмирующего воздействия на организм синусоидального тока промышленной ча­

стоты	(50 Гц).
Прп определении опасности поражения токами иных
частот	предлагается	(А. П. Киселев)			коэффициент
ІІГ/, имеющий такие значения:
	/, Гц	30—100	200	300	400
	К 1	1	1,75	2,4	3,0
В этих случаях верхнее пороговое значение нефпб-
рплляционного тока,		/ Пф в	зависимости от времени

его воздействия и веса человека G предлагается опре­ делять по следующим формулам:

при длительности воздействия тока в течение 1—3 с

7нф = 0,37^(3,7(7 + 30) мА;

при длительности действия тока в течение 0,2—0,7 с

К,

Ліф = 0,23 — (3,7G+ 30) мА.

При промышленной частоте и времени воздействия тока 1 с верхнее пороговое значение нефибрилляцнонного тока (при весе человека около 50 кг), определен­ ное по приведенным формулам, будет составлять 65 мА,

14

что совпадает с рекомендациями Международного бюро труда. Однако при большем весе допустимый ток будет увеличиваться: при весе человека 70 кг и продолжи­ тельности действия тока 1 с он составит 78 мА, а при

весе	90 кг — 100 мА.	В связи с тем, что вес человека
не является одним		из основных факторов,	влияю­
щих	на исход электротравмы, необходимо		руковод­

ствоваться критериями электробезопасности, приня­ тыми ЦЕНТОЭП.

Пороговое значение неотпускающего тока мало за­ висит от изменений частоты в пределах 50—1000 Гц. В области частот, меньших 50 Гц, пороговое значение неотпускающего тока возрастает, и при постоянном токе, когда частота равна нулю, оно увеличивается в 3—5 раз.

На основании исследований, проведенных совет­ скими учеными и учеными других стран (США, ФРГ, ГДР), для сельскохозяйственных животных (крупный рогатый скот) рекомендуются следующие критерии электробезопасности по напряжению и времени дейст­ вия тока при частоте 50 Гц.

Верхнее пороговое значение напряжения, не вызы­ вающего нервного раздражения животного, не должно превышать 2 В при неограниченном времени сущест­ вования цепи поражения током.

Верхнее пороговое значение вреднодействующего напряжения прикосновения не должно составлять более 12 В при времени действия до 30 с.

Верхнее пороговое значение допустимого напряже­ ния прикосновения, при котором еще не наступает фиб­ рилляция, зависит от времени протекания тока и при частоте 50 Гц составит:

Длительность воз-	30 и	10	5	1	0,7	0,5	0,2
действия, с	более	20	30	80	100	120	180
Напряжение, В	12
Ток, мА	25	80	150	300	400	500	1000

В настоящее время доказано, что даже малые на­ пряжения, порядка 3—5 В, постоянно действующие на сельскохозяйственных животных, являются причи­ ной снижения их продуктивности (на 4—8%). Напря­ жение между автопоилкой и полом в стойле в течение суток может изменяться от 2 до 12 В, при этом животпые чувствуют себя очень неспокойно и во время дое­ ния неполностью отдают молоко.

15

S 3

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

На оператора, обслуживающего высокочастотную установку, воздействуют проникающие в рабочую зону (помещение) электромагнитные волны, излучаемые вы­ сокочастотными элементами генераторов (конденсато­ ры, высокочастотные трансформаторы, фидерные ли­ нии, индукторы), если последние ие имеют защитного экранирования, как это предусмотрено Санитарными правилами * при работе с источниками электромагнит­ ных полей высокой и ультравысокой частоты.

Интенсивность	высокочастотного электромагнитного
поля оценивается	напряженностью его	составляющих:
электрической и	магнитной, которые	соответственно

выражаются в В/м и А/м.
иа	Измерения интенсивности высокочастотных					полей
	рабочих местах в	диапазоне		частот	100 кГц —
300	МГц осуществляются		прибором типа		ИЭМП-1, а
в диапазоне от 50 Гц		до	100 кГц — прибором			типа
ИЭМП-2.
	По данным клиники	Института		гигиены труда и

профзаболеваний АМН СССР (К. Никонова), электро­ магнитное поле высокой частоты обладает сравнительно слабым биологическим воздействием. Оно выражается в появлении головных болей, повышенной утомляемости, раздражительности, бессоницы, что свидетельствует об изменении функционального состояния центральной нервной я сердечно-сосудистой систем. Обычно эти от­ клонения наблюдаются у тех, кто работает длительное время, но в отдельных случаях они проявляются в пер­ вые годы работы при несоблюдении необходимых за­ щитных мер. Существенную роль здесь, видимо, иг­ рают индивидуальные особенности человека.

Механизм воздействия электромагнитного поля за­ ключается в следующем.

Энергия поля поглощается живой тканью (телом че­ ловека), и под действием этой энергии ионы тканей организма приходят в движение. Движение ионов со­ здает электрический ток в теле человека, который и

* Санитарные правила № 615—66, утвержденные Министер­ ством здравоохранения СССР в 1966 г.

воздействует на органы, вызывая в них функциональ­ ные изменения.

Тепловые проявления в зависимости от длины вол­ ны электромагнитных излучений обладают свойством избирательности. Максимальное нагревание спинномоз­ говой жидкости вызывают электромагнитные излучения с длиной волны 79 см, крови — 262 см, кожи — 548 см.

Длительное облучение большими дозами электро­ магнитной энергии может привести к полной или частичной утрате трудоспособности человека. Наиболь­ шему воздействию электромагнитных колебаний под­ вергаются органы с незначительной жировой прослой­ кой: головной и спинной мозг, глаза. Постоянное облучение сантиметровыми волнами (установки СВЧ) вызывает понижение кровяного давления, замедление пульса, тяжелое заболевание органов зрения — помут­ нение хрусталика (катаракта). Катаракта сильно по­ нижает зрение, вплоть до слепоты.

Вредность облучения возрастает с увеличением частоты электромагнитных колебаний. Известно, что энергия элекромагинтиых колебаний излучается им­ пульсами, или квантами, а энергия кванта зависит от ча­ стоты. Чем больше частота, тем выше энергия кванта.

Всвязи с профилактикой по воздействию электро­ магнитных полей особое значение приобретает норми­ рование предельно допустимых величии составляющих электромагнитного поля в рабочей зоне.

Взоне индукции электрическая напряженность не должна превышать 20 В/м, а магнитная — 5 А/м. Та­ кие воздействия человек может переносить безболез­ ненно при работе с высокочастотным нагревом в тече­ ние десятков лет.

Вволновой зоне нормирование производится в еди­ ницах плотности потока мощности электромагнитной энергии. При работе в зоне действия сантиметровых к дециметровых волн плотность потока мощности (при облучении в течение всего рабочего дия) не должна превышать 10 мкВт/см2, при облучении не более 2 ч за рабочий день — 100 мкВт/см2, а при облучении 15— 20 мин в течение рабочего дня — 1000 мкВт/см2, при обязательном пользовании защитными очками.

Высокочастотные электромагнитные источники для защиты обслуживающего персонала экранируют. Экраны выполняются в виде сплошных металлических листов

17

или сеток, закрывающих источники электромагнитных
излучений и снижающих до допустимой величины
интенсивность излучений. Для этих же целей исполь­
зуются интерференционные и поглощающие покрытия.
В зависимости от конструкции генераторов приме­
няют общее или поблочное экранирование. В первом
случае экран устанавливают на расстоянии 8—10 см
от генераторного шкафа, а пульт управления и зака­
лочный индуктор выносят за экран. Наиболее часто
применяют поблочное экранирование, при котором от­
дельные высокочастотные элементы (конденсаторы, по­
нижающие высокочастотные	трансформаторы,	фидер­
ные линии, индукторы) экранируют раздельно. Все
экраны должны иметь хороший электрический контакт
с заземляющим устройством, выполняемым при по­
мощи медной шины.
Материалом для экранирования могут служить ме­
таллические листы толщиной не меиее 0,5 мм или сет­
ки с ячейками не более 4 ■4 мм из металла, обладаю­
щего высокой электропроводностью и магнитной прони­
цаемостью (медь, алюминий, латунь, малоуглероди­
стая сталь). Для предотвращения паразитных наводок
высокочастотным электромагнитным нолем в проводах
электрической сети, в водопроводных трубах, в трубах
и радиаторах отопительной системы необходимо вы­
полнять защитные мероприятия: устанавливать высоко­
частотные фильтры у мест ввода проводов электриче­
ской сети в помещение, делать проводку экранирован­
ным проводом с обязательным заземлением экрана,
водопроводные трубы и трубы системы отопления за­
землять через специальное заземляющее устройство, не
связанное с заземлением электроустановок промыш­
ленной частоты.
Экранирующие камеры	из металлических	листов
или металлических сеток выполняют так, чтобы был
надежный контакт между пластинами или сетками. Со­
единения между листами металла и сеткой сваривают,
припаивают или применяют точечную сварку с шагом
5—10 см.
Помимо сплошных металлических и сетчатых экранов,
используют эластичные, поглощающие и прозрачные.
Эластичные экраны предназначены для изготовле­			із
ния экранных штор, драпировок, чехлов и специаль-
ной одежды (комбинезонов,	халатов, капюшонов), за-

18

щііщатощих персонал от излучения. Материалом для таких экранов служит хлопчатобумажная ткань, в ко­ торую вплетаются тонкие металлические нити, обра­ зующие сетку с ячейками размером 0,5 • 0,5 мм. Диа­ метр проволоки 0,08 — 0,53 мм. Хлопчатобумажная ткань с мпкропроводом сохраняет свои защитные ха­ рактеристики при относительной влажности воздуха до 98% и температуре окружающей среды в пределах от —40 до +100°.

Ткань можно стирать, гладить и шить на обычных швейных машинах.

Поглощающие экраны изготавливают из пористой резины, наполненной карбонильным железом с впрессо­ ванной латунной сеткой, или из ферритовых пластин, а также применяют поглощающие покрытия, выпол­ ненные на основе поролона.

В последние годы исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что электромагнит­ ное поле сверхвысоких напряжений также отрицатель­ но воздействует па организм человека.

Медицинское обследование персонала, длительно работающего вблизи электроустановок сверхвысокого напряжения, показало, что электромагнитное поле про­ мышленной частоты вызывает у работающего рас­ стройство нервной и сердечно-сосудистой систем. У нпх возникает повышенная утомляемость, понижается кро­ вяное давление, падает частота пульса, в сердце воз­ никают резкие боли, сопровождающиеся сердцебиением

иаритмией.

Внашей стране уже несколько лет функционирует

ВЛ напряжением 750 кВ. В дальнейшем намечается строительство ВЛ постоянного тока на напряжение 1500 кВ и переменного тока — 1200 кВ. В связи с на­ блюдающейся тенденцией роста напряжения ВЛ, ис­ пользуемого для передачи на значительные расстояния больших мощностей, возникла необходимость . защиты обслуживающего персонала от электромагнитных полей сверхвысоких напряжений.

Вредное воздействие электрического поля на орга­ низм человека, находящегося вблизи электроустановки, определяется двумя факторами: биологическим воздей­ ствием электромагнитных излучений и возникновением электрических разрядов между человеком и токоведу­ щими частями и между человеком и металлическими