X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Основным опасным производственным фактором при эксплуатации электрооборудования и электроустановок является электрический ток.

Практически 25-30% случаев со смертельным исходом связаны с возникновением электрической дуги. Человек, оказавшийся на пути такого высокотемпературного теплового потока, неизбежно получает тяжелейшие ожоги, зачастую не совместимые с жизнью.

Чтобы избежать подобного, персонал, обслуживающий электроустановки, должен всегда помнить о профессиональных рисках и опасностях.

Человек, попавший под термическое воздействие дуги, как правило, не имеет шансов выжить, если он не был одет в специальный индивидуальный защитный комплект.

Электрическая дуга обладает огромной мощностью и в весьма короткий промежуток времени (секунды и доли секунды) выделяет в окружающее пространство такое количество тепловой энергии, которое представляет серьезную угрозу находящимся вблизи людям и оборудованию.

Количество энергии, исходящей от электрической дуги и приходящейся на единицу площади поверхности, сложным образом зависит от многих факторов: напряжения и силы длины тока, длины дуги, расстояния от дуги, продолжительности действия дуги, характера окружающего пространства (открытое или замкнутое).

Тепловое воздействие электрической дуги вызывает у человека ожоги, опасность которых в основном определяется интенсивностью такого воздействия. Тяжесть ожога зависит от глубины поражения тканей тела и размера пораженной поверхности, на неё влияют также возраст и психофизиологического состояния пострадавшего [2].

Степень ожога зависит от температуры, до которой нагревается поверхность тела под воздействием теплового потока, создаваемого излучением электрической дуги или связанного с высокой температурой окружающей среды. До некоторого предела защитные механизмы человеческого организма препятствуют повышению температуры поверхности тела. Однако с увеличением потока энергии терморегулирование нарушается, и температура кожи перестает быть постоянной. По достижении температуры 45° С начинается поражение кожи и ощущается сильное жжение, при температуре 50 °С скорость разрушения кожи увеличивается в 100 раз, а при температуре 75° С кожа разрушается практически мгновенно.

Обычная одежда под воздействием тепловой энергии, выделяемой электрической дугой, вспыхивает как факел, синтетические ее части вплавляются в кожу человека, принося невыносимые страдания, зачастую заканчивающиеся смертельным исходом. При этом оказать помощь пострадавшим сразу после возникновения дуги практически невозможно, так как все решают доли секунды. Хлопчатобумажные, вискозные и шерстяные ткани могут продолжать гореть на теле, увеличивая размеры и тяжесть ожогов. Полиэфирные и нейлоновые ткани одновременно воспламеняются и плавятся.

Защитная одежда электротехнического персонала должна быть комплексной.

Электротехнический персонал − сотрудники, имеющие права на обслуживание и ремонт электрических сетей и подстанций, должны быть одеты в высокотехнологичную спецодежду, имеющую защитные свойства от воздействия электрической дуги. И данное требование считается вполне обоснованными, ведь речь идет о человеческой жизни.

Комплект должен обеспечивать комплексную термостойкую защиту работающего (туловища, головы, рук и ног).

В комплект входят:

костюм (летний/зимний, мужской/женский) для защиты от воздействия электрической дуги из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами. Костюм состоит из куртки, брюк или полукомбинезона;

костюм (летний, мужской/женский) из термостойких материалов с постоянными защитными свойствами от воздействия электрической дуги и вредных биологических факторов (клещи и кровососущих насекомых) с сеткой наголовной – накомарником. Костюм состоит из куртки и брюк.

куртка-рубашка (мужская/женская) для защиты от воздействия электрической дуги из термостойких материалов с постоянными защитными свойствами;

куртка-накидка (мужская/женская) для защиты от воздействия электрической дуги из термостойких материалов с постоянными защитными свойствами;

куртка-накидка (мужская/женская) специальная летняя из термостойкого трикотажного полотна для защиты от летающих кровососущих насекомых;

подшлемник термостойкий (летний/зимний), выполненный из термостойких материалов с постоянными защитными свойствами;

перчатки термостойкие с постоянными защитными свойствами;

белье термостойкое (мужское/женское) из термостойкого трикотажа с постоянными защитными свойствами, состоящее из фуфайки/фуфайки-свитера и кальсон;

каска термостойкая с защитным экраном для лица с термостойкой окантовкой;

плащ термостойкий (мужской/женский) для защиты от воды;

обувь специальная (летняя/зимняя), для защиты от повышенных температур, механических воздействий на маслобензостойкой термостойкой подошве;

обувь специальная на термостойкой подошве для защиты от повышенных температур, нефти, нефтепродуктов, механических воздействий, клещи и кровососущих насекомых.

Основные защитные свойства комплекта выполняет костюм, который может дополняться курткой-рубашкой, курткой-накидкой, термостойким бельем, плащом (для обеспечения расчетного уровня защиты).

Одежда, входящая в состав комплекта, должна обеспечивать разноуровневую защиту в соответствии со следующей градацией:

1 уровень - 5 кал/см²;

2 уровень - 20 кал/см²;

3 уровень - 40 кал/см²;

4 уровень - 60 кал/см²;

5 уровень - 80 кал/см²;

6 уровень -100 кал/см².

Уровень защиты − величина, определяющая максимальное значение падающей энергии теплового потока электрической энергии, при котором защитная специальная одежда способна предохранять пользователя от ожогов 2 степени, выраженная в кал/см² (кал/см²=41,868 кВт·с/м или 1 кДж/м = 0,023885 кал/см²).

При этом эффективность многослойной защиты не соответствует арифметической сумме защитных свойств каждого слоя. Например, один из видов защитной ткани имеет порог защиты 6 кал/см², а двойной слой этой же ткани – 22 кал/см². А если надеть защитный костюм на 10 кал/см², а сверху куртку-накидку на 7 кал/см², то сработает защита только с максимальным показателем - 10 кал/см², т.к. нагрузка согласно физическим законам осуществляется именно таким образом.

Основным показателем защитных свойств комплекта от термического воздействия электрической дуги является способность ослаблять тепловое воздействие электрической дуги на кожу человека до уровня, который не сможет вызвать тяжелые ожоговые травмы. Этот показатель устанавливается экспериментально на основании результатов испытаний, проходящих в соответствии с требованиями методики МЭК(IEC) 61482.1 в аккредитованных лабораториях на специальной установке Arc-Man®.

В основе методики лежат подтвержденные мировым научным сообществом экспериментальные данные (эталонная кривая Столл), которые определяют предел физиологических способностей кожи человека противостоять воздействию теплового излучения до возникновения ожогов II степени. Кривая задает предельные значения скорости изменения температуры на поверхности кожи человека, которые не приведут к возникновению ожогов.

В основе методики лежат подтвержденные мировым научным сообществом экспериментальные данные (эталонная кривая Столл), которые определяют предел физиологических способностей кожи человека противостоять воздействию теплового излучения до возникновения ожогов II степени. Кривая задает предельные значения скорости изменения температуры на поверхности кожи человека, которые не приведут к возникновению ожогов.

Во время воздействия электрической дуги специальные калориметрические датчики замеряют температуру на поверхности манекена под одеждой. Полученные данные сравниваются со значением эталонной кривой Столл, обозначающей физиологический предел кожи человека, после которого возникает ожог II степени (рис 1). Если показания датчиков оказались выше кривой Столл, значит, у человека появился ожог II или III степени, что представляет опасность для его жизни. Если же данные расположились ниже – защитный комплект ослабил тепловое воздействие электрической дуги на кожу человека до уровня, который не может вызвать тяжелые ожоговые травмы.

Рис.1 Кривая роста температуры датчика в зависимости от времени

Термозащитные комплекты одежды подбираются в зависимости от расчета степени риска, связанного с возможным возникновением электрической дуги на этом предприятии, который может случиться в результате ошибочных оперативных переключений в электроустановках.

сила тока короткого замыкания (кА) – максимальные значения на шинах обслуживаемых распределительных устройств соответствующего класса напряжения;

номинальное линейное напряжение электроустановки (кВ);

время воздействия дуги (с);

расстояние до источника дуги (м) – расстояния к которым возможно приближение человека без риска пробоя воздушного промежутка между токоведущей частью и человеком (допустимые расстояния до токоведущих частей оборудования, находящихся под напряжением в соответствии с Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок);

расстояние между токоведущими частями (фазами) (м) – фактическое межполюсные расстояния (по проекту и конструктивному исполнению) электроустановок;

вид распредустройства.

Самая большая часть работы при исследовании опасных параметров дуговой вспышки приходится на сбор эксплуатационных данных электрооборудования [1].

Эти процедуры можно легко автоматизировать с помощью компьютерных программ, например Excel.

Правильный подбор и эксплуатация комплектов снижают степень риска, повышают шансы на выживание в аварийных ситуациях.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Каталог «Энергоконтракт» Индивидуальные защитные комплекты.

Сайт «www.intex-k.ru». Продукция. Комплекты для защиты от электрической дуги. Понятие электрической дуги.(http://www.intex-k.ru/?c=prod-duga-el)

Код для цитирования: Скопировать