Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Ноксология

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

2.5. Чрезвычайные техногенные опасности

Локально действующие чрезвычайные опасности

Кроме рассмотренных выше опасностей, действующих длительно, в течение всего времени пребывания человека в опасной зоне на него могут оказывать воздействие и спонтанно возникающие травмоопасности, такие как электрический ток, движущиеся механические устройства, режущие и колющие предметы, падение с высоты и т.п.

Возникновение таких опасностей возможно при неправильной эксплуатации электрических сетей, средств транспорта, подъемно-транспортного оборудования, различного инструмента.

Возникновение чрезвычайных ситуаций в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газопроводов, систем теплоснабжения и т.п.).

В чрезвычайных ситуациях проявление первичных негативных факторов (обрушение конструкций, столкновение транспортных средств и т.п.) может вызвать цепь вторичных негативных воздействий (эффект "домино") – пожар, загазованность или затопление помещений, разрушение систем повышенного давления, химическое, радиоактивное и бактериальное воздействие и т.п. Последствия (число травм и жертв, материальный ущерб) от действия вторичных факторов часто превышают потери от первичного воздействия.

Электрический ток. Воздействие электрических сетей на человека и окружающую материальную среду многообразно. Значительную опасность представляют электрические сети для людей, оказавшихся в условиях непосредственного контакта с сетями.

При коротком замыкании в электрических сетях с образования электрической дуги возможно возникновение возгораний горючих веществ, приводящее к пожарам и взрывам, травмирование обслуживающего персонала и посторонних лиц, оказавшихся в зоне влияния дуги.

Опасность поражения человека электрическим током определяется прежде всего величиной тока , проходящего через тело человека. Его определяют по формуле

где – напряжение прикосновения; – сопротивление тела человека.

Прохождение тока может вызывать у человека раздражение и повреждение различных органов. Электрический ток оказывает действие на нервные клетки, кровеносные сосуды и кровь, сердце, головной мозг, органы дыхания и т.д. Наиболее часто встречаются: судороги, фибрилляция сердца, прекращение дыхания, паралич сердца и ожоги.

Минимальная величина тока, под которым возникает судорожное сокращение мышц, называют пороговым неотпускающим током. Его значение для переменного тока частотой 50 Гц лежит в пределах 6–16 мА. Дальнейший рост переменного тока частотой 50 Гц сопровождается следующими воздействиями:

Сила тока, мА

Воздействие

20-25

Паралич рук, дыхание затруднено

50-80

Паралич дыхания

90-100

Фибрилляция сердца

>300

Паралич сердца

Важными факторами, влияющими на результат воздействия электрического тока на человека, являются:

  • • род тока и частота;
  • • путь прохождения тока;
  • • время его действия;
  • • температура и влажность воздуха;
  • • состояние кожных покровов человека;
  • • другие.

В общем случае показано, что при напряжении до 500 В переменный ток опаснее постоянного, а при напряжении более 500 В опаснее постоянный ток. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц. Рост и уменьшение частоты снижают опасность его воздействия.

Путь прохождения тока многовариантен. Наиболее опасное воздействие наблюдается в случаях, когда ток проходит через сердце или мозг. Рост времени воздействия тока повышает опасность смертельного поражения. Длительные судороги мышц могут привести к остановке дыхания и сердца.

Сопротивление тела человека во многом зависит от состояния его кожных покровов. Если кожа увлажнена, имеет трещины, то ее сопротивление значительно уменьшается, достигая значений 650–1000 Ом и приближаясь к внутреннему сопротивлению, равному 650–800 Ом.

Опасность поражения человека электрическим током зависит от состояния и вида помещения, где применяются электрические сети и электроустановки. По опасности поражения током различают:

  • 1) помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;
  • 2) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий:
    • • сырости (относительная влажность длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;
    • • токопроводящих иолов (металлические, земляные, железобетонные и т.п.);
    • • высокой температуры, постоянно или периодически (более суток) превышающей +350°С;
    • • возможности одновременного прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования, с одной стороны, и к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п. – с другой. Сюда можно отнести, например, складские неотапливаемые помещения;
  • 3) помещения особо опасные, характеризующиеся одним из следующих признаков:
    • • особой сыростью (влажность близка к 100%);
    • • химически активной или органической средой, разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования;
    • • наличием одновременно двух или более условий повышенной опасности. К таким помещениям относится большая часть производственных помещений;
  • 4) территории размещения наружных электроустановок, которые по опасности поражения током приравниваются к особо опасным помещениям.

Опасность поражения человека электрическим током наступает вследствие:

  • • напряжения шага, которое равно напряжению между точками земли, обусловленному растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека. Численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека. Поле потенциалов на поверхности земли может возникнуть, например, при замыкании провода на землю в результате его обрыва, при стекании тока с заземлителя и т.п.;
  • • прикосновения к неизолированным токоведущим частям, когда человек одновременно находится в контакте с потенциалом земли или другой токоведущей частью иного потенциала (прямое прикосновение) или прикосновения к части электрического оборудования, которая находится под напряжением, вследствие повреждения изоляции, когда человек находится в контакте с потенциалом земли или другой проводящей частью оборудования иного потенциала (косвенное прикосновение);
  • • образования электрической дуги между токоведущей частью установки и человеком, что возможно в электрических установках напряжением свыше 1000 В.

Напряжение шага. Для анализа растекания тока в грунте принимаем, что ток стекает в грунт через одиночный заземлитель полусферической формы (рис. 2.33), грунт однородный и изотропный, его удельное сопротивление с во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя.

Тогда потенциал точки А на расстоянии х выразится зависимостью , а φ3 на заземлителе равно , где – ток, стекающий с заземлителя в грунт.

Растекание тока в грунте

Рис. 2.33. Растекание тока в грунте

Таким образом, потенциал па поверхности грунта распределяется по закону гиперболы (рис. 2.34). Максимальным потенциал будет при

Зону земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю, называют зоной растекания тока замыкания на землю. Зона растекания тока простирается, в среднем, па расстояние до 20 м от места замыкания на землю.

При расположении одной ноги человека на расстоянии х от упавшего провода заземлителя и ширине шага, которая обычно принимается за 1 м, получаем

где – коэффициент напряжения шага, который зависит от расстояния заземлителя и ширины шага (чем ближе к заземлителю и шире шаг, тем коэффициент больше).

Напряжение шага

Рис. 2.34. Напряжение шага

Электрический ток через тело человека, обусловленный напряжением шага, равен

где – сопротивление в цепи протекания тока через человека, состоящее из сопротивлений тела человека, обуви и опорной поверхности, на которой он находится.

Опасность поражения током в электрических сетях Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т.е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует напряжение (разность потенциалов). Опасность такого прикосновения зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей относительно земли.

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными (рис. 2.35). Наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя проводами (двухфазное включение) и между одним проводом и землей (однофазное включение). Во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей. Двухфазное включение – прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное, и поэтому через тело человека пройдет ток силой

Случаи включения человека в электрическую цепь

Рис. 2.35. Случаи включения человека в электрическую цепь:

а – двухфазное; б и в – однофазное (прямое и косвенное); Z – полное сопротивление фазы относительно земли

где – линейное напряжение, т.е. напряжение между фазными проводами сети; – фазное напряжение; .

Двухфазное включение является одинаково опасным в сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью. При этом изоляция человека от земли, например с помощью диэлектрического коврика, не уменьшит опасность поражения.

Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, чем двухфазное, поскольку напряжение, иод которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше будет и ток, проходящий через тело человека. Кроме того, на значение этого тока влияют режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.

Рассмотрим подробнее получившее широкое распространение трехфазные сети напряжением до 1 кВ при нормальном и аварийном режимах работы. Это сети трехпроводные с изолированой нейтралью и сети с глухо заземленной нейтралью.

В трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через тело человека, при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной работы определяют следующим выражением:

где r – сопротивление изоляции провода.

Из этого выражения следует, что с увеличением сопротивления изоляции опасность поражения током уменьшается. Поэтому очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние для своевременного выявления и устранения возникших неисправностей.

При аварийном режиме работы сети (рис. 2.36), когда возникло замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление , ее напряжение относительно земли снижается, поскольку ;

При этом напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся к исправной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью, будет значительно больше фазного и несколько меньше линейного напряжения. Таким образом, этот случай прикосновения опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме работы.

В трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью при нормальном режиме работы сети (рис. 2.37, а) ток, проходящий через тело человека, равен

где – сопротивление заземления нейтрали.

Как правило, Ом и , следовательно, без большой ошибки в расчетах можно пренебречь значением и считать, что человек оказывается практически под фазным напряжением , а ток . Ограничить силу тока, проходящего через человека, можно, увеличив сопро-

Прикосновение человека к проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме

Рис. 2.36. Прикосновение человека к проводу трехфазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме

Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью

Рис. 2.37. Прикосновение человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью:

а – при нормальном режиме; 6 – при аварийном режиме

тивление Rч, например, используя диэлектрическую обувь, диэлектрические коврики, изолирующие подставки.

Отсюда следует, что прикосновение к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью.

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети замкнута на землю через относительно малое сопротивление rзм (рис. 2.37, б), напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного. Таким образом, прикосновение к исправной фазе сети с заземленной нейтралью в аварийный период более опасно, чем при нормальном режиме.

Вышеприведенный анализ сетей напряжением до 1 кВ показывает, что в случае прикосновения к фазному проводу в период нормального режима работы сети более безопасной является, как правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период – сеть с заземленной нейтралью. Следовательно, сети с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции проводов. Такими являются малоразветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала, например сети электротехнических лабораторий.

Сеть с заземленной нейтралью из условий безопасности следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влажности, агрессивной среды и пр.), нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции. Это, как правило, сети жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок.

Электрическая дуга. Она возникает при коротком замыкании, электрическом пробое воздушных зазоров и т.п. Температура дуги может достигать 7000°С, вызывая тяжелые ожоги и травмы. При контакте кожи человека с металлическими токоведущими частями оборудования, оказавшимся под высоким напряжением (1000 В и более), и возникают "электрические знаки", о которых говорилось выше.

Механическое травмирование. Как правило, такое травмирование происходит спонтанно и имеет весьма широкий спектр негативных воздействий на человека: от порезов и ушибов до летального исхода. Тяжелые случаи механического травмирования связаны обычно с техногенными авариями или со стихийными явлениями.

Механическое травмирование человека в производственных условиях и в быту возможно при:

  • • несанкционированном взаимодействии с различными устройствами и механизмами (конвейеры, роботы, подъемно-транспортное оборудование, средства транспорта, бытовая техника и т.п.);
  • • падении человека и различных предметов;
  • • поражении потоками вещества, ударной волной, фрагментами разрушающихся систем повышенного давления, тепловых и иных сетей и т.п.;
  • • контакте с режущими и колющими предметами, с шероховатыми и рваными поверхностями.

Основные опасности, возникающие при эксплуатации подъемно-транспортных машин и устройств:

  • • падение груза с высоты вследствие разрыва каната или неисправности грузозахватного устройства;
  • • разрушение металлоконструкции крана (тягового органа – в конвейерных установках);
  • • потеря устойчивости и падение стреловых самоходных кранов;
  • • спадение каната или цепи с блока, особенно при подъеме груза, кроме того, при раскачке блока возможно соскальзывание каната или цепи с крюка;
  • • при использовании ручных лебедок возможно травмирование как самим грузом, так и приводными рукоятками из-за самопроизвольного опускания груза;
  • • срыв винтовых, реечных и гидравлических домкратов, если они установлены на неустойчивом и непрочном основании или не вертикально (с наклоном), а также их самопроизвольное опускание;
  • • травмы при погрузке и разгрузке крупногабаритного груза на ручные безрельсовые тележки;
  • • действия механизмов, входящих в конструкцию подъемно-транспортных машин, обладающих комплексом механических опасностей, перечисленных выше.

Опасная зона подъемно-транспортных машин не является постоянной и перемещается в пространстве при пересечении всей машины или ее отдельных частей.

Несчастные случаи часто возникают на ленточных и цепных конвейерах, причем 90% несчастных случаев на них происходит в момент устранения на ходу конвейера неполадок вследствие захвата тела и одежды набегающими движущимися частями оборудования. Поэтому на работающем конвейере запрещается исправлять смещение (сбег) ленты и устранять ее пробуксовку, убирать просыпавшийся и налипающий материал, подметать под конвейером.

Источником серьезных механических травм может быть инструмент, как ручной (отвертки, ножи, напильники, зубила, молотки, пилы, рубанки и т.д.), так и механизированный (дрели, перфораторы, рубанки, пилы с электро- и пневмоприводом). Как правило, этими видами инструментов повреждаются пальцы и руки при их попадании в зону обработки материала, а также глаза, которые могут быть травмированы отлетающими из зоны обработки осколками, стружкой, пылью.

Другими причинами получения механических травм могут являться:

  • • падение на скользком полу, особенно в случаях, когда на полу есть пятна разлитого или вытекшего из оборудования масла и других жидкостей;
  • • падение с высоты или с неустойчивого основания, на котором стоит человек;
  • • воздействие роботов и манипуляторов при попадании человека в зону их действия;
  • • воздействие других, менее типичных причин, например разрушение емкостей, находящихся под давлением, падение предметов с высоты, обрушение строительных конструкций и т.д.

Системы повышенного давления. Значительную опасность для населения представляют бытовые газовые баллоны и трубы. Нарушение правил безопасности при эксплуатации газовых систем и их изношенность приводят к взрывам бытового газа, часто сопровождающимся разрушением строительных конструкций и гибелью людей.

Транспортные аварии. Эти аварии почти всегда имеют техногенное или антропогенно-техногенное происхождение. Большинство аварий обусловлено, как правило, ошибочными действиями людей. Так, по данным ИКАО, причины авиационных катастроф распределяются следующим образом:

  • 1) действия пилотов – 75–80%;
  • 2) неправильное управление полетом с земли – 3–6%;
  • 3) ошибки метеослужб – 5–6%;
  • 4) техническая неисправность самолетов – 10–12%;
  • 5) другие причины – 2–5%.

Транспортные аварии происходят внезапно, что делает их непредсказуемыми во времени.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>