15.
Устройство, принцип действия и расчет защитного заземления. Схема устройства. Сравнительные условия электробезопасности при заземленном и незаземленном оборудовании.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).
Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
Рассмотрим два случая. Корпус электроустановки не заземлен. В этом случае прикосновение к корпусу электроустановки также опасно, как и прикосновение к фазному проводу сети.
Корпус электроустановки заземлен (рис.1). В этом случае напряжение корпуса электроустановки относительно земли уменьшится и станет равным:
Напряжение прикосновения и ток через тело человека в этом случае будут определяться по формулам:
где a1- коэффициент напряжение прикосновения.
Уменьшая значение сопротивления заземлителя растеканию тока RЗ, можно уменьшить напряжение корпуса электроустановки относительно земли, в результате чего уменьшаются напряжение прикосновения и ток через тело человека.
|
|
Заземление будет эффективным лишь в том случае, если ток замыкания на землю IЗ практически не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя. Такое условие выполняется в сетях с изолированной нейтралью (типа IT) напряжением до 1 кВ, так как в них ток замыкания на землю в основном определяется сопротивлением изоляции проводов относительно земли, которое значительно больше сопротивления заземлителя (рис.1).
Рис.1. Схема сети с изолированной нейтралью (типа IT) и защитным
заземлением электроустановки
В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется, т.к. оно не эффективно (рис.2).
Рис.2. Схема сети с заземленной нейтралью и защитным заземлением
потребителя электроэнергии
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное заземляющее устройство (рис. 3) характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным.
Рис.3. Выносное заземляющее устройство
Существенный недостаток выносного заземляющего устройства – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей или на части защищаемой территории коэффициент прикосновения a1=1. Поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения Uпр.доп (с учетом коэффициента напряжения прикосновения, учитывающего падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек, a2):
|
|
где Iз – ток, стекающий в землю через заземляющее устройство; rз – сопротивление растеканию тока заземляющего устройства.
Кроме того, при большом расстоянии до заземлителя может значительно возрасти сопротивление заземляющего устройства в целом за счет сопротивления заземляющего проводника.
Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.).
Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях:
- при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;
- при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли;
- при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п.
Контурное заземляющее устройство (рис. 4) характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным.
|
|
Рис. 4. Контурное заземляющее устройство
Безопасность при распределенном заземляющем устройстве может быть обеспечена не только уменьшением потенциала заземлителя, но и выравниванием потенциалов на защищаемой территории до таких значений, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых. Это достигается за счет соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.
Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них.
По действующим нормам с незаземленными нейтралями могут работать сети 6 кВ при токах менее 30 А, 10 кВ при токах менее 20 А, 15—20 кВ при токах менее 15 А, 35 кВ при токах менее 10 А. Однако, исходя из опыта эксплуатации, а также исследований опасности воздействия дуг, возникающих при замыкании на землю, и перенапряжений, предельными для сетей с незаземленными нейтралями следует считать токи 20 А при 6 кВ, 15 А при 10 кВ и 5 А в блочных схемах генератор — трансформатор (на генераторном напряжении) и сетях 3—35 кВ, где повышены требования к электробезопасности (торфоразработки, шахты и т. п.).
Силы и средства для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте
Характерными особенностями железнодорожного транспорта являются:
• большая масса подвижного состава (общая масса грузового поезда составляет 3 – 4 тыс. тонн, масса пассажирского состава – около 1 тыс. тонн, масса одной цистерны – 80–100 тонн);
• высокая скорость передвижения состава (до 200 км/час), а экстренный тормозной путь составляет несколько сотен метров;
• наличие на пути следования опасных участков дорог (мосты, тоннели, спуски, подъемы, переезды, сортировочные горки);
• наличие электрического тока высокого напряжения (до 30 кВ);
• влияние человеческого фактора на причины аварии (управление локомотивом, комплектование состава, диспетчерское обслуживание);
• многообразие поражающих факторов и возможность их комбинированных сочетаний.
Аварийно-спасательные и другие неотложные работы при ликвидации аварий на железнодорожном транспорте включают:
• сбор информации, разведку и оценку обстановки;
• определение границ опасной зоны, её ограждение и оцепление;
• проведение аварийно-спасательных работ с целью оказания помощи пострадавшим;
• ликвидацию последствий аварии (локализация источника чрезвычайной ситуации, тушение пожара и др.);
• аварийно-восстановительные работы на электрических сетях и коммуникациях.
При столкновениях, резкой остановке поезда и переворачивании вагонов пассажирского поезда типичными травмами пассажиров являются ушибы, переломы, сотрясения головного мозга, сдавливания.
В таких случаях аварийно-спасательные работы включают:
• проникновение в вагон через входные двери, оконные проемы и специально проделанные люки;
• поиск пострадавших, их деблокирование и эвакуацию;
• оказание первой медицинской помощи пострадавшим.
Особую опасность для пассажиров представляют пожары в вагонах. Пожар в пассажирском вагоне очень быстро распространяется по внутренней отделке, пустотам конструкции и вентиляции. Он может охватить один вагон за другим. Особенно быстро это происходит во время движения поезда, когда в течение 15–20 минут вагон полностью выгорает. Температура в горящем вагоне составляет порядка 950 °С. Время эвакуации пассажиров должно быть не более 2 минут. Пожар на тепловозах осложняется наличием большого количества топлива (5–6 т) и смазочных материалов (1,5–2 т).
В случаях, когда пассажирские поезда оказываются заблокированными снежными заносами, обвалами, камнепадами, лавинами, селевыми потоками, водой, задача спасателей сводится к обнаружению пострадавших, их освобождению и оказанию им помощи.
Как показывает опыт, для ликвидации последствий аварий на железнодорожном транспорте МПС России располагает достаточными силами и средствами (на 17 дорогах в состав их сил, предназначенных для ликвидации чрезвычайных ситуаций, входят 304 восстановительных и 369 пожарных поездов). Поэтому, если авария устраняется в течение суток, привлечение сил и средств РСЧС, как правило, не требуется. В то же время, если авария связана с десятками погибших и сотнями пострадавших, когда требуется проведение сложных спасательных работ по извлечению людей из завалов и разрушенных конструкций вагонов, тогда использование дополнительных сил необходимо.
Взаимодействие сил при таких чрезвычайных ситуациях крайне важно, так как, кроме чисто технических проблем (разборки завалов, тушения пожаров, восстановления железнодорожного пути и т.п.), приходится решать задачи с привлечением дополнительных сил. К таким задачам относятся: охрана общественного порядка; обеспечение работы пожарной и медицинской службы; опознание и идентификация погибших; розыск, оповещение, встреча и размещение родственников погибших; отправка оставшихся в живых с места катастрофы. Решение этих вопросов возлагается, как правило, на руководителей КЧС и правоохранительных органов.
При возникновении крупных аварий и катастроф на железнодорожном транспорте целесообразно назначать оперативную группу со следующими задачами:
• организация и непосредственное осуществление в районе катастрофы непрерывного мониторинга обстановки, оценки масштабов и прогнозирования дальнейшего её развития;
• выработка предложений и принятие решений по локализации и ликвидации последствий катастрофы, защите населения и окружающей среды в зоне чрезвычайной ситуации;
• привлечение к работам всех имеющихся в наличии сил и средств, подготовка предложений об использовании всех видов ресурсов;
• организация и контроль оповещения населения, планирование и организация эвакуации населения из зоны чрезвычайной ситуации.
Организация работ по спасению пострадавших при авариях на железнодорожных переездах осуществляется с учетом характера повреждения железнодорожного состава (автомобильного транспорта), характера поражения людей, наличия вторичных поражающих факторов, имеющихся технических средств, а также пожарной, химической и другой опасности грузов.
Основными видами аварийно-спасательных работ при авариях на железнодорожных переездах являются локализация и ликвидация воздействия вторичных поражающих факторов, поиск и деблокирование людей, оказание поражённым первой медицинской помощи и их эвакуация.
При больших объемах аварийно-спасательных работ или возникших пожарах по приказу начальника отделения или начальника железной дороги к месту происшествия направляются восстановительные и пожарные поезда, действующие по соответствующему плану. Начальник восстановительного поезда по прибытии на место происшествия отвечает за выполнение оперативного плана восстановления движения в части подъема вагонов, восстановления энергосетей и линии связи. Эти работы выполняются немедленно с одной или двух сторон полотна, а также вне полотна – тягачами, тракторами и другими тяговыми средствами.
Аварии с железнодорожным пассажирским транспортом, приведшие к пожару, требуют применения для ликвидации их последствий специальных пожарных поездов, пожарных частей и поисково-спасательных подразделений.
При таких пожарах поражающими факторами являются: высокая температура, быстро распространяющийся открытый огонь и отравляющие вещества, возникающие в процессе горения.
Аварии железнодорожного транспорта, осуществляющего перевозку опасных грузов, могут приводить к пожарам, взрывам, химическому и биологическому заражению, радиоактивному загрязнению. Характерной особенностью этих чрезвычайных ситуаций являются значительные размеры и высокая скорость формирования очага поражения.
Мероприятия по спасению пострадавших в таких чрезвычайных ситуациях определяются характером поражения людей, размером повреждения технических средств, наличием вторичных поражающих факторов.
При спасении пострадавших в аварии при перевозке опасных грузов проводятся:
• разведка и оценка обстановки, определение границы опасной зоны и её ограждение;
• локализация и ликвидация последствий поражающих факторов;
• поиск пострадавших, обеспечение их средствами индивидуальной защиты и эвакуация из опасной зоны;
• оказание пострадавшим первой медицинской помощи;
• контроль содержания опасных веществ в воздухе, воде и почве.
При горении цистерн с горючими жидкостями необходимо немедленно организовать их тушение. В случае угрозы перекидывания огня на соседние составы или транспортные средства, горящие цистерны отводят в безопасное место, одновременно охлаждая и защищая соседние вагоны. Горящую цистерну нужно постоянно охлаждать водой, чтобы исключить вероятность взрыва. При горении паров жидкости над незакрытой горловиной цистерны закрывают крышку или набрасывают на нее кошму под защитой пожарных стволов.
Горящую растекшуюся жидкость тушат водой, пеной и абсорбционными материалами. Возможен отвод растекшейся жидкости по канавам или обвалование земли для направления жидкости в безопасное место.
Тушение баллонов со сжатым и сжиженным газом проводится из укрытия. Если нельзя ликвидировать факел горящего газа, то допускается его свободное выгорание.
В случае утечки и пролива химически опасных веществ ХОВ проводится локализация и обеззараживание источников химического заражения, следующими способами:
• при обеззараживании облаков ХОВ – постановка завес с использованием нейтрализующих растворов или рассеивание облаков воздушно-газовыми потоками;
• при локализации пролива ХОВ – обвалование пролива, сбор жидкой фазы ХОВ в приямки-ловушки; засыпка пролива сыпучими сорбентами; снижение интенсивности испарения покрытием зеркала пролива пленкой; разбавление пролива водой;
• введение загустителей;
• при обезвреживании (нейтрализации) пролива ХОВ – заливка нейтрализующим раствором или разбавление пролива водой с последующим введением нейтрализаторов; засыпка сыпучими нейтрализующими веществами или твердыми сорбентами с последующим выжиганием; снижение пролива и грунта, загущение с последующим вывозом и сжиганием.
В случае возникновения очага биологического поражения при аварии на железнодорожном транспорте:
• проводится бактериохимическая разведка и индикация бактериальных средств;
• устанавливается карантинный режим и обсервация;
• проводится санитарная экспертиза и контроль зараженности продовольствия, пищевого сырья, воды и фуража, их обеззараживание;
• осуществляются противоэпидемические, санитарно-гигиенические, лечебно-эвакуационные мероприятия.
При организации и проведении мероприятий по ликвидации очага биологического заражения необходимо учитывать: способность бактериальных средств вызвать массовые инфекционные болезни; способность некоторых микробов и токсинов сохраняться длительное время во внешней среде; наличие и продолжительность инкубационного периода; сложность лабораторного обнаружения возбудителя и длительность определения его вида; необходимость применения средств индивидуальной защиты.
В случае радиоактивного загрязнения территорий и технических средств основными мероприятиями по ликвидации их последствий являются:
• локализация и ликвидация источников радиоактивного загрязнения;
• дезактивация загрязненной территории и технических средств;
• сбор и захоронение радиоактивных отходов;
• выявление людей, подвергшихся радиоактивному облучению, их медицинское обследование санитарная обработка.
Работы в опасной зоне должны выполняться при условии постоянного дозиметрического контроля.
Время пребывания спасателей в опасной зоне зависит от мощности эквивалентной дозы облучения и определяется в каждом конкретном случае.
Зараженная одежда, обувь, личные вещи направляются на дезактивацию или захоронение.
Планировка зданий железнодорожных объектов в зависимости от пожарной опасности размещающих в них производств. Требования, предъявляемые к путям эвакуации.
Пожарная опасность объектов определяется пожарной опасностью применяемых веществ и материалов, условиями их использования, параметрами и особенностями технологических процессов, пожарной нагрузкой (кол-вом теплоты, которая может выделиться при сгорании материалов, приходящихся на единицу площади поверхности пола объекта), а также объемно-планировочными и конструктивными параметрами самих объектов. Пожарная опасность веществв и материалов характеризуется их способностью к распространению пламени, концентрационными и температурными пределами воспламенения и др. показателями - вспышки температурой, температурами воспламенения, самовоспламенения и тления, склонностью к самовозгоранию, миним. взрывоопасным содержанием O2 в горючей смеси (MBCK), минимальной энергией зажигания и т. д. В зависимости от пожарной опасности объекта предусматриваются соответствующие меры профилактики и защиты.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г, Д в зависимости от количества и свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов, с учетом особенностей технологических процессов размещаемых в них производств.
Категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности предприятий и объектов железнодорожного транспорта определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с НПБ 105-95.
Согласно информации Минстроя и ГУГПС МВД Российской Федерации от 25/18 декабря 1995 г. (№ СП-601/13 и № 20/2.2/2449) "О применении НПБ 105-95 при проектировании" впредь до внесения соответствующих изменений в строительные нормы и правила при проектировании производственных, складских помещений и зданий следует руководствоваться следующими положениями при назначении противопожарных мероприятий, указанных в действующих нормах:
- к помещениям категорий В1, В2, В3 следует применять требования, установленные действующими СНиП для категории В. При этом для помещений категории В1 необходимо устанавливать более жесткие требования (на 20%) по нормируемым параметрам путей эвакуации и площади таких помещений (если эта площадь установлена нормами). Для помещений категории В3 допускается в обоснованных случаях эти требования (к площади и путям эвакуации) принимать менее жесткими (на 20%) по сравнению с действующими требованиями к категории В;
- к помещениям категории В4 следует применять требования, установленные действующими СНиП для категории Д;
- в помещениях, относимых в соответствии с утвержденными НПБ к непожароопасной категории Д (где применяются в технологии только негорючие вещества и материалы), их площади и параметры путей эвакуации не нормируются;
- в здании категории В при наличии помещений категории В1 допустимые его этажность или площадь пожарного отсека необходимо уменьшить на 25%.
Цех, отделение и участок являются административными единицами. Отделения и участки входят в состав цеха. Отделение может состоять из нескольких участков, а цех из нескольких отделений или участков. Отделения и участки могут размещаться в отдельных помещениях, выгороженных противопожарными преградами или в общем технологическом потоке цеха в пределах здания или пожарного отсека.
Проектирование производств, процесс создания комплекса технических документов, необходимых для обеспечения финансирования работ, заказа на строительные материалы и изготовление оборудования, строительства предприятия, монтажа приборов и оборудования, его пуска и вывода на заданную производительность. Производствава как объекты проектирования отличаются: многостадийностью получения целевого продукта; наличием вспо-могательных систем (тепло-, холодо- ч электроснабжения, подготовки сырья, обезвреживания и удаления отходов производства, автоматического регулирования, отопления и вентиляции, оборотного водоснабжения), обеспечивающих бесперебойное протекание основного технологического процесса; большой протяженностью и сложностью коммуникаций. В состав производства могут входить отделения приготовления и регенерации катализаторов, аналититические лаборатории, мех. служба, трансформаторные и распределительные подстанции, бытовые помещения. Для размещения основного производства, всех служб и коммуникаций сооружаются многоэтажные корпуса, трубопроводные эстакады и подземные каналы.
Проектирование каждой из перечисленных систем требует специальных знаний, опыта, навыков и поэтому подразделяется на относительно самостоятельные части: монтажно-технологическую, контроля и автоматизации производства, архитектурно-строительную, отопления и вентиляции, электротехническую, генерального плана и внешних инженерных коммуникаций, экономики производства, сметно-финансовую; при подготовке каждой из этих частей в них включаются мероприятия по охране природы, которые затем суммируются в спец. разделе расчетно-пояснительной записки проекта.
Ответственность за пожарную безопасность в подразделениях и в подвижном составе несут их руководители, которые назначают лиц, ответственных за пожарную безопасность отдельных помещений или оборудования из числа ИТР, служащих, рабочих и обслуживающего персонала.
Путь эвакуации – это безопасный при эвакуации людей путь к эвакуационному выходу или месту размещения спасательных средств.
Выходы не являются эвакуационными, если в их проемах установлены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и турникеты. Калитки в распашных воротах могут считаться эвакуационными выходами.
Количество и общая ширина эвакуационных выходов из помещений, с этажей и из зданий определяются в зависимости от максимально возможного числа эвакуирующихся через них людей и предельно допустимого расстояния от наиболее удаленного места возможного пребывания людей (рабочего места) до ближайшего эвакуационного выхода.
Части здания различной функциональной пожарной опасности, разделенные противопожарными преградами, должны быть обеспечены самостоятельными эвакуационными выходами.
Число эвакуационных выходов из здания должно быть не менее числа эвакуационных выходов с любого этажа здания.
При наличии двух эвакуационных выходов и более они должны быть расположены рассредоточено.
Предельно допустимое расстояние от наиболее удаленной точки помещения, от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода, измеряемое по оси эвакуационного пути, должно быть ограничено в зависимости от класса функциональной пожарной опасности и категории взрывопожароопасности помещения и здания, численности эвакуируемых, геометрических параметров помещений и эвакуационных путей, класса конструктивной пожарной опасности и степени огнестойкости здания.
Эвакуационные пути не должны включать лифты и эскалаторы, а также участки, ведущие:
- через коридоры с выходами из лифтовых шахт, через лифтовые холлы и тамбуры перед лифтами, если ограждающие конструкции шахт лифтов, включая двери шахт лифтов, не отвечают требованиям, предъявляемым к противопожарным преградам;
- через «проходные» лестничные клетки, когда площадка лестничной клетки является частью коридора;
- по кровле зданий, за исключением эксплуатируемой кровли или специально оборудованного участка кровли;
- по лестницам 2-го типа, соединяющим более двух этажей (ярусов), а также ведущим из подвалов и цокольных этажей.
В общих коридорах, за исключением специально оговоренных в нормах случаев, не допускается размещать оборудование, выступающее из плоскости стен на высоте менее 2 м, газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями, а также встроенные шкафы, кроме шкафов для коммуникаций и пожарных кранов.
Общие коридоры длиной более 60 м следует разделять противопожарными перегородками 2-го типа на участки, длина которых определяется по СНиП 2.04.05, но не должна превышать 60 м.
Высота горизонтальных участков путей эвакуации в свету должна быть не менее 2 м, ширина горизонтальных участков путей эвакуации и пандусов должна быть не менее:
- 1,2 м — для общих коридоров, по которым могут эвакуироваться из помещений класса В1 более 15 чел., из помещений других классов функциональной пожарной опасности — более 50 чел.;
- 0,7 м — для проходов к одиночным рабочим местам;
- 1,0 м— во всех остальных случаях.
В любом случае эвакуационные пути должны быть такой ширины, чтобы с учетом их геометрии по ним можно было беспрепятственно пронести носилки с лежащим на них человеком.
В полу на путях эвакуации не допускаются перепады высот менее 45 см и выступы, за исключением порогов в дверных проемах.
В местах перепада высот следует предусматривать лестницы с числом ступеней не менее трех или пандусы с уклоном не более 1:6.
При высоте лестниц более 45 см следует предусматривать ограждения с перилами.
На путях эвакуации не допускается устройство винтовых лестниц и забежных ступеней, а также лестниц с различной шириной проступи и высотой ступеней в пределах марша и лестничной клетки.
Литература
1. Безопасность жизнедеятельности. Ред. С.В. Белов. Учебник для техникумов и вузов. - М.: Высшая школа, 2004.
2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: "Знак", 2000.
3. Особенности ликвидации последствий аварий на железнодорожном транспорте// https://www.arspas.ru/mchs/spravochnik/1/jda.php.
4. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений.
5. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".
6. ГОСТ 12.1.004-91.Пожарная безопасность.
7. СНиП 21-01. Противопожарные требования к путям эвакуации.