Приложение к разделу «Пожарная безопасность»

Таблица 5.12

Низшая теплота сгорания некоторых материалов

Горючий материал	QPH, МДж/кг	Горючий материал	QPH, МДж/кг	Горючий материал	QPH, МДж/кг
Сера	9,2	Сажа	15,6	Полиэтиленовый порошок	46,1
Сероуглерод	14,0	Глицерин	1,5	Древесина в изделиях	16,6
Древесная стружка	15,8	Ацетон	1,8	Хлопок	15,7

6. Электробезопасность

Все случаи поражения человека электрическим током являются результатом замыкания электрической цепи через тело или, иначе говоря, результатом прикосновения человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует напряжение. Опасность такого прикосновения оценивается, как известно, значением тока, проходящего через человека (I_ч), или же напряжением, под которым оказывается человекнапряжением прикосновения (U_пр). Это напряжение зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима её нейтрали и т.д.

Сила тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Человек начинает ощущать проходящий через него ток промышленной частоты 50 Гц относительно малого значения 0,5…1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током. Ток силой 10…15 мА вызывает сильные и непроизвольные судороги мышц, которые человек не в состоянии преодолеть, т.е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, отбросить от себя провод, оказываясь как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неотпускающим. При силе тока 20…25 мА у человека происходит судорожное сокращение мышц грудной клетки, затрудняется и даже прекращается дыхание, что может привести к смерти вследствие прекращения работы лёгких. Ток силой 100 мА является смертельно опасным, т.к. он в этом случае оказывает непосредственное влияние на мышцы сердца, вызывая его остановку или фибрилляцию (быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы), при которой сердце перестаёт работать.

Схемы включения человека в цепь тока могут быть различны. Однако наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя фазами и между одной фазой и землёй. Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землёй. Применительно к наиболее распространённым трёхфазным сетям первую схему принято называть двухфазным прикосновением, а вторую - однофазным.

Двухфазное прикосновение наиболее опасно, т.к. человек попадает под линейное напряжение, ток идёт по пути «рука – рука» и на его величину не влияют ни сопротивление обуви, пола, ни режим нейтрали сети и т.п. При таком включении ток, проходящий через человека (I_ч,А) (рис. 6.1,б; 6.2,б), находят по формуле:

I_ч = U_л / R_ч, (6.1)

где U_л - линейное напряжение (напряжение между фазными проводами сети), В;

R_ч – сопротивление тела человека, Ом (R_ч ~1000 Ом [30]).

Однако такой способ включения человека в электрическую сеть на практике встречается редко, чаще человек подключается к одной фазе сети.

Однофазное прикосновение является, как правило, менее опасным, чем двухфазное, т.к. на величину тока, проходящего через человека, влияет много факторов: меньшая величина напряжения, сопротивление обуви, пола, режим нейтрали источника питания и режим работы сети (нормальный или аварийный)[31].

Нейтраль это точка соединения обмоток трансформатора или генератора:

а) непосредственно присоединённая к заземляющему устройству (глухозаземлённая нейтраль);

б) не присоединённая к заземляющему устройству или присоединённая к нему через аппараты с большим сопротивлением (изолированная нейтраль).

В трёхфазной четырёхпроводной сети с глухозаземлённой нейтралью цепь тока, проходящего через человека, включает в себя кроме сопротивления тела человека (R_ч) ещё:

-сопротивление его обуви (R_об), которая составляет 25…5000 кОм для сухой обуви; 0,2…2 кОм - для влажной; для сырой обуви или обуви подбитой металлическими гвоздями R_об 0;

-сопротивление пола, на котором стоит человек (R_п). Сопротивление сухих полов достигает значения более 2 кОм; для влажных или пропитанных щелочами или кислотами- 4…50 Ом; для сырых или металлических полов R_п  0;

-сопротивление заземления нейтрали источника тока (R_о). Согласно /25/, R_о 10 Ом.

При этом все эти сопротивления включены последовательно. Ток, проходящий через человека (рис. 6.1,а), определяется по формуле:

I_ч = U_ф / (R_ч + R_об +R_п +R_о), (6.2)

где U_ф – фазное напряжение (напряжение между началом и концом одной обмотки питающего сеть трансформатора (генератора) или между фазным и нулевым проводами сети),В. U_ф = U_л/3.

Напряжение прикосновения (U_пр, В) будет равно:

U_пр = I_ч ^. R_ч = U_ф ^. R_ч / (R_ч + R_об +R_п +R_о), (6.3)

При аварийном режиме (рис. 6.1,в), когда одна фаза сети замкнута на землю, ток, проходящий через человека, будет равен:

I_ч = U_ф ^. (r_зм + R_о^. 3) / [(r_зм ^. R_о) + (R_ч+ R_об +R_п) ^. (r_зм + R_о)], (6.4)

где r_зм- сопротивление замыкания, Ом.

Напряжение прикосновения:

U_пр= U_ф ^. R_ч ^. (r_зм + R_о^. 3) / [(r_зм ^. R_о) + (R_ч+ R_об +R_п) ^. (r_зм + R_о)]. (6.5)

В трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека в землю, возвращается к источнику тока через сопротивление изоляции проводов сети, которое в исправном состоянии обладает большим сопротивлением. Для этого случая ток, проходящий через человека (рис. 6.2,а), определяется как:

I_ч = U_ф / (R_ч + R_об +R_п +R_из /3), (6.6)

где R_из – сопротивление изоляции фаз относительно земли, Ом. Согласно [30] R_из0,5 МОм для U_раб  1000 В или R_из 10 МОм для U_раб  1000 В.

Рис. 6.1. Опасность трёхфазных электрических цепей с глухозаземлённой нейтралью

В случае же аварии (рис.6.2,в), когда сопротивление одной из фаз относительно земли близко к нулю, ток, проходящий через человека, будет равен:

I_ч =3 ^. U_ф / (R_ч + R_об +R_п + r_зм), (6.7)

а напряжение прикосновения:

U_пр =3 ^. U_ф^. R_ч / (R_ч + R_об +R_п + r_зм). (6.8)

Рис. 6.2. Опасность трёхфазных электрических цепей с изолированной нейтралью

Замыкание провода на землю сопровождается растеканием тока в грунте (рис.6.3,а), что приводит к возникновению нового вида опасности - возможностью поражения человека электрическим током из-за попадания под напряжение шага (U_ш) или под напряжение прикосновения (U_пр).