192 (Расчетно-практические работы по БЖД)

Федеральное агентство по образованию

Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова

Кафедра прикладной экологии и безопасности труда

Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности»

Роздин И.А., Вареник О.Н., Хабарова Е.И.

РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

ПО БЕЗОПАСНОСТИ (ОХРАНЕ) ТРУДА

(учебно-методическое пособие)

Москва 2005

www.mitht.ru/e-library

2

ББК 30.69 УДК 66.013.8+577.4

Роздин И.А., Вареник О.Н., Хабарова Е.И.

Расчетно-практические работы по безопасности (охране) труда Учебно-методическое пособие М.: МИТХТ, 2005. – 40 с.

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ в качестве учебного пособия для студентов 4 курса дневного и вечернего отделения всех специальностей.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для выполнения студентами расчетных работ на занятиях по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности».

При работе с данным учебно-методическим пособием рекомендуется пользоваться учебным пособием: Роздин И.А., Хабарова Е.И., Вареник О.Н. Безопасность производства и труда на химических предприятиях – М.: Химия, КолосС, 2005. – 254 с.: ил.

Рецензенты:

д.э.н., проф. Сухорукова С.М. (МИТХТ, кафедра эколо- го-экономического анализа технологий)

к.т.н., доц. Шилов А.А. (Московский государственный горный университет, кафедра инженерной защиты окружающей среды)

© МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2005

www.mitht.ru/e-library

	3
	СОДЕРЖАНИЕ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ	...................................................................................4

Расчетно-практическая работа № 1. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА…………………………………………………………………………..5

Цель работы......................................................................................................	5
Введение...........................................................................................................	5
1.1. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сетях с
различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу	8
электроустановки, находящейся под напряжением........................................

1.1.1. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети

с изолированной нейтралью.........................................................................

9

1.1.2. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети

с глухозаземленной нейтралью ..................................................................	10
1.1.3. Выбор схемы сети..............................................................................	12
1.2. Определение силы тока, проходящего через тело человека, в сетях с
различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу	12
электроустановки при наличии защитного заземления................................
Порядок выполнения работы.........................................................................	15
Задание к работе № 1......................................................................................	17
Вопросы для проверки...................................................................................	18
Расчетно-практическая работа № 2. ОЦЕНКА ВЗРЫВОПОЖАРО-
ОПАСНЫХ ПРОЦЕССОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МЕЛКОДИСПЕРС-	19
НЫЕ ТВЕРДЫЕ ВЕЩЕСТВА....................................................................
Цель работы....................................................................................................	19
Введение.........................................................................................................	19
2.1. Определение категории помещения по взрывопожарной опасности в	27
соответствии с НПБ 105-03............................................................................
2.1.1. Обоснование расчетного варианта....................................................	27
2.1.2. Расчет избыточного давления взрыва...............................................	28
2.1.3. Категорирование помещения по взрывопожароопасности..............	29
2.2. Оценка безопасности (опасности) технологического процесса с	32
использованием мелкодисперсных твердых веществ...................................
Порядок выполнения работы.........................................................................	35
Задание к работе № 2......................................................................................	35
Вопросы для проверки...................................................................................	39

www.mitht.ru/e-library

4

Общие положения

Развитию химической промышленности сопутствует постоянный рост энерговооруженности труда. На химических предприятиях значительная часть электрооборудования установлена в цехах с химически активными и взрывоопасными средами. Персонал, обслуживающий это оборудование, в ряде случаев находится в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность, присутствие токсичных и взрывоопасных веществ).

Так, для безопасного, надежного и экономного использования электроэнергии установлены определенные требования к помещениям, в которых находится электрооборудование (отсутствие условий, создающих опасность: влажность > 75%, токопроводящая пыль, температура воздуха > 35оС и т.д.) и к электрооборудованию в зависимости от условий эксплуатации (соответствие уровням и видам взрывозащиты).

Между тем, в оборудовании по переработке горючих порошков часто взрывоопасные пылевоздушные смеси содержатся постоянно при нормальном ходе технологического процесса, и то, что на этих производствах взрывы происходят, не столь часто, можно объяснить лишь тем, что для инициирования взрывов пыли требуются весьма мощные источники энергии. Поэтому профилактика взрывов в таких производствах направлена на недопущение мощных электрических искр, открытого пламени, перегрева деталей машин и т.д. Анализ показывает, что изо всех взрывов в промышленности только 10% связано с взрывами пыли, однако это, как правило, наиболее тяжелые по материальному ущербу и количеству человеческих жертв аварии.

В связи с вышесказанным профилактика электротравматизма, а также взрывозащита внутри оборудования и производственных помещений относятся к наиболее актуальным.

www.mitht.ru/e-library

5

Расчетно-практическая работа № 1

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

Цель работы

1.Определить силу тока, протекающего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки, находящейся под напряжением.

2.Определить силу тока, проходящего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки при наличии защитного заземления.

Введение

С ростом энерговооруженности промышленных предприятий и дальнейшей электрификацией жизни возрастает число людей, контактирующих с электрооборудованием. В связи с этим возможность поражения людей электрическим током, как в производственных условиях, так и в быту, повышается, особенно если электротехническое оборудование неисправно или эксплуатируется с нарушением действующих правил. Кроме того, опасность поражения электротоком отличается от прочих производственных опасностей (токсичные вещества, нагретые поверхности, шум и т.д.) тем, что человек не в состоянии обнаружить ее дистанционно без специальных измерительных приборов.

Статистика производственного электротравматизма в качестве источников опасности называет:

аварийность технологического процесса (оборудова-

ния) – 36%;

ошибки (неправильные действия персонала) – 60%;

опасные природные явления (молнии) – 4%.

При анализе опасных условий труда, ведущих к электротравматизму, выделяют:

присутствие персонала в зоне действия опасного фактора;

www.mitht.ru/e-library

6

ошибочные (неправильные) действия персонала в опасных условиях труда;

опасный ток в цепи включения тела человека.

Тяжесть электротравм зависит от ряда факторов: силы протекающего тока, пути его прохождения, рода и частоты тока, напряжения, электрического сопротивления тела человека, длительности протекания тока, здоровья и индивидуальных особенностей человека, а также от окружающей среды и т.д.

Величина протекающего через тело человека тока является основным фактором, от которого зависит исход поражения. Наименьшее значение ощутимого тока, которое зависит от рода тока, состояния человека, вида включения его в цепь, называется пороговым ощутимым током. Для промышленной частоты 50 Гц его величина в среднем составляет 1 мА. При увеличении силы тока до 10-15 мА в мышцах рук возникают болезненные судороги, поэтому человек не способен контролировать их действие и самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника (электрода). Величина тока 10 мА на-

зывается пороговым неотпускающим током.

Существенное влияние на исход поражения электрическим током оказывает путь его прохождения в теле человека («петля» тока). В специальной литературе описано 15 путей, однако, наиболее вероятные пути протекания тока таковы: рука – рука (до 40%), правая рука – ноги (до 20%), нога – нога. В этом случае через сердце человека протекает от 0,4 до 7% общего тока.

Весьма значительное влияние на величину тока, проходящего через тело человека, оказывает полное электрическое сопротивление его тела, которое при сухой неповрежденной коже может колебаться в весьма широких пределах: от 103 до 105 Ом, а иногда и более. Оно является нелинейной величиной и зависит от ряда факторов: состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная), плотности и площади контакта с токоведущими частями, силы проходящего тока и приложенного напряжения, времени воздействия тока. При расче-

www.mitht.ru/e-library

7

те условий электробезопасности человека его полное электросопротивление Rчл принимают равным 1000 Ом.

Зная электросопротивление тела человека и интервал опасных для него токов, можно определить и интервал опасных напряжений. Так, для регламентированных значений порогового неотпускающего тока 10 мА и Rчл = 1000 Ом безопасным напряжением будет Uбез = Rч Iч = 10 В.

Окружающая среда и обстановка в помещении могут усилить или ослабить воздействие электрического тока, поскольку существенно влияют на сопротивление тела человека, изоляцию токоведущих частей. В соответствии с этим существует определенная классификация помещений по опасности поражения током. Производственные и бытовые помещения подразделяют на три класса: 1 – без повышенной опасности; 2 – с повышенной опасностью; 3 – особо опасные. Детальный анализ этих классов приведен в учебнике.

Для защиты человека от поражения электрическим током при работе с электроустановками применяются отдельно или в сочетании друг с другом различные технические способы, из которых отметим только:

-изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная);

-малое напряжение в электрических цепях;

-защитное заземление;

-зануление;

-защитные средства и предохранительные приспособления.

При изучении причин поражения током необходи-

мо различать прямой контакт с токоведущими частями электроустановок и косвенный. Первый, как правило, возникает при грубейших нарушениях действующих Правил технической эксплуатации и правил техники безопасности электроустановок (ПТЭ и ПТБ), второй – в результате аварийных ситуаций, например при пробое изоляции.

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными. Однако наиболее распростра-

www.mitht.ru/e-library

8

ненными являются две: между двумя различными проводами – двухфазное включение и между одним проводом или корпусом электроустановки, одна фаза которой пробита, и землей – однофазное включение. Статистика показывает, что наибольшее число электротравм происходит при однофазном включении, причем большинство из них в сетях напряжением 380/220 В.

1.1. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сетях с различным режимом нейтрали при прикосновении человека к корпусу электроустановки, находящейся под напряжением

При однофазном включении человека в сеть (рис.1.1, 1.2) сила тока во многом определяется режимом нейтрали источника тока.

Нейтраль – это точка соединения обмоток трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через аппараты с большим сопротивлением (сеть с изолированной нейтралью), либо непосредственно соединенная с заземляющим устройством – сеть с глухозаземленной нейтралью.

Корпуса электрических машин, наружные поверхности электрического оборудования и другие металлические нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при замыкании на корпус.

Кроме того, при однофазном включении величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления изоляции проводов сети относительно земли, пола, на котором стоит человек, сопротивления его обуви (диэлектрических галош, бот) и некоторых других факторов.

www.mitht.ru/e-library

9

1.1.1. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети с изолированной нейтралью

В сети с изолированной нейтралью (рис.1.1) ток, проходящий через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

Рис.1.1. Однофазное включение человека в трехфазную сеть с изолированной нейтралью: a, b, c – фазы; Uф – фазное напряжение; Uл – линейное напряжение; Iчл – ток, протекающий через тело человека; Ia, Ib, Ic – токи, стекающие на землю через сопротивления изоляции фазы (токи утечки); Rа, Rb, Rc – сопротивления изоляции фаз a, b, c относительно земли; – обозначение пробоя на корпус (в данном случае с фазы а)

В этом случае, ток, проходящий через тело человека Iчл (А), может быть определен по формуле:

Iчл = Uф / (Rчл + Rоб + Rп + Ri/3)

(1.1)

где Uф – фазное напряжение, т.е. напряжение между началом и концом одной обмотки (или между фазным и нулевым проводом в случае глухозаземленной нейтра-

ли)), В;

Rчл – сопротивление тела человека, Ом; Rоб – сопротивление обуви, Ом;

Rп – сопротивление пола, Ом;

Ri – сопротивление изоляции одной фазы относительно земли, Ом (Ra = Rb = Rc = Ri).

www.mitht.ru/e-library

10

Рассмотрим две ситуации для сети с изолированной нейтралью.

Пример 1.1

При наиболее неблагоприятном варианте, когда человек имеет проводящую ток обувь (сырая или имеет металлические набойки, следовательно, Rоб = 0), стоит на токопроводящем полу (земляной или металлический, следовательно, Rп = 0) при Uф =220В, Rчл = 1 кОм и сопротивлении изоляции одной фазы относительно земли Ri = 90 кОм величина тока Iчл (А) составит:

Iчл = 220 / (1000 + 0 + 0 + 90000/3) = 0,007 А =

= 7 мА – ощутимый ток (безопасно для человека)

Пример 1.2

Если учесть, что обувь непроводящая (например, галоши, Rоб = 45 кОм), пол – деревянный, Rп = 100 кОм при Uф =220В, Rчл = 1

кОм и Ri = 90 кОм величина тока Iчл (А) в этом случае составит:

Iчл = 220 / (1000 + 45000 + 0 + 90000/3) = 0,00125 А =

= 1,25 мА – ощутимый ток (безопасно для человека)

Таким образом, в сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека – ощутимый и условия безопасности во многом будут зависеть от сопротивления изоляции проводов относительно земли.

1.1.2. Определение силы тока, протекающего через тело человека, в сети с глухозаземленной нейтралью

В сети с глухозаземленной нейтралью (рис.1.2) цепь тока, проходящего через человека, помимо сопротивлений тела человека, его обуви и пола, на котором он стоит, включает еще и сопротивление заземления нейтрали источника тока. При этом все эти сопротивления включены последовательно.

В этом случае Iчл (А) определяют по формуле:

Iчл = Uф / (Rчл + Rоб + Rп + R0)

(1.2)

где R0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

www.mitht.ru/e-library