Воздействие электромагнитных нолей на биологические объекты

БиоЭМС

Исходя из семантики определения ЭМС, вопросы воздействия электромагнитных по­лей на человека и окружающую среду вхо­дят в круг задач, решаемых в рамках научно-технического на­правления «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств». Тем не менее, необходимо дать читателю краткие све­дения об основных фактах, известных к настоящему времени. Це­лесообразность, хотя бы краткого, рассмотрения этих вопросов определяется:

- расширяющимся использованием человечеством элект­ромагнитной энергии радиочастотных диапазонов в традици­онных и новых областях применения, в частности быстрым раз­витием смежного с радиоэлектроникой направления - микро­волновых технологий, основанных на целенаправленном воздей­ствии электромагнитной энергии СВЧ- и КВЧ-диапазонов на материалы и биологические объекты с целью заданного изме­нения их свойств;

- большим общественным интересом к вопросам безопасно­сти в условиях усиленного воздействия на них техногенных факторов, включая элек­тромагнитные поля и взаимодействие с электротехническими объектами различного назначения в производственных условиях и в быту.

Воздействие электромагнитных нолей на биологические объекты

Результаты воздействия электромагнитных полей на биоло­гические объекты, включая человека, определяются, по крайней мере, двумя обстоятельствами:

- при достаточно высокой интенсивности электромагнитно­го поля происходит нагрев тканей биологического объекта (теп­ловые эффекты);

- в процессах жизнедеятельности биологических объектов участвуют электромагнитные колебания, создаваемые органа­ми объектов с информационными целями. Эти колебания дей­ствуют в некоторых электрических цепях, образованных орга­нами объектов. Внешние электромагнитные поля индуцируют в них наведенные электрические токи, играющие роль помех для хода соответствующих биологических процессов (нетепловые эффекты).

Одной из особенностей такого рода воздействий является то, что до начала эры электричества и радиотехники (конца XIX - начала XX века) жизнь на Земле развивалась и эволюционирова­ла в условиях существования лишь слабых внешних электромаг­нитных полей, соответствующих естественным электромагнитным процессам. Деятельность человека привела не только к многократ­ному превышению естественного фона, но и к появлению еще бо­лее интенсивных электромагнитных полей, локализованных в от­носительно небольших пространственных областях.

Таким образом, мысль о том, что техногенные электромагнит­ные поля могут приводить к определенным изменениям в жизнедея­тельности отдельных организмов и биосферы в целом, не противоре­чит современным научным представлениям о мироздании. Вопросы воздействия электромагнитных полей на человека и биосферу нахо­дятся в сфере внимания специалистов, начиная с середины XX века. Изучение эффектов электромагнитных воздействий ведется в двух на­правлениях: непосредственное опытное исследование влияния ЭМП на конкретные биологические объекты и исследование хода биохи­мических процессов на клеточном уровне. Накопленные к настояще­му времени данные свидетельствуют о непосредственном влиянии ЭМП, в том числе радиочастотных диапазонов, на ход жизненных процессов любых биологических объектов.

Тем не менее, уровень знаний, достигнутый к настоящему вре­мени, не позволяет с полной уверенностью судить о результатах этих влияний во всем диапазоне интенсивностей и спектрального соста­ва электромагнитных полей. С другой стороны, наличие сведений об эффектах воздействия, к сожалению, создает почву для спекуля­ций со стороны средств массовой информации, а также поле для деятельности различного рода шарлатанов, предлагающих «сред­ства защиты» от якобы угрожающих последствий электромагнит­ных воздействий. Поэтому целесообразно рассмотреть истинное положени­е дел, а именно те факты, которые к настоящему времени установлены с высокой степенью достоверности.

Эффекты влияния ЭМП на биологические эффекты можно, с некоторой долей условности, разделить на три группы:

- воздействия электромагнитных полей, приводящие к значи­тельному нагреву биологических тканей и необратимым орга­ническим поражениям, вплоть до гибели (назовем для краткости эти эффекты тепловыми органическими);

- воздействия электромагнитных полей, не вызывающие непосредственного (немедленного) нагрева тканей на значитель­ную величину, но приводящие к изменению функционирования биологического объекта в целом либо тех или иных его органов или систем. Указанные изменения имеют, преимущественно, ха­рактер функциональных расстройств либо органических измене­ний, развивающихся постепенно, в течение длительного срока при наличии продолжительных электромагнитных воздействий. Назо­вем условно эффекты этой группы тепловыми функциональными. Проявление их может быть различным: воздействия могут оказы­вать как ингибирующие эффекты (т.е. ухудшающие определенные жизненные показатели), так и стимулирующие, приводящие к их повышению;

- воздействие электромагнитных полей низкой интенсивности, не вызывающего сколь-нибудь заметного нагрева, но приводящее к изменениям в ходе процессов жизнедеятельности биологических объектов. Эффекты этого вида также могут приводить как к стиму­лированию тех или иных жизненных процессов, так и к угнетению их. Назовем эффекты этой группы нетепловыми (информационны­ми) соответственно стимулирующего и ингибирующего характера.

Конечный результат воздействия на биологический объект конкретного вида зависит от многих факторов:

1) вида объекта, его массы и состояния, а также внешних ус­ловий;

2) диапазона частот, а также спектрального состава и вре­менной структуры ЭМП;

3) продолжительности воздействия;

4) интенсивности электромагнитного поля.

В целях краткого рассмотрения существа достоверно установ­ленных фактов электромагнитных воздействий выделим две ситуа­ции в частотной области: диапазон СВЧ, УВЧ и более низких частот f <10...20 ГГц и диапазон КВЧ с частотами порядка f > 40 ГГц. Кроме того_; выделим три группы электромагнитных воздействий по признаку интенсивности электромагнитного поля: случай высо­коинтенсивных воздействий, характеризуемых плотностью потока мощности П > 10³... 10⁴ Вт/ м², случай воздействий средней интен­сивности - ориентировочно П = 10... 100 Вт/м², случай низкоинтен­сивных воздействий, не превышающих величины порядка П< 1...0,1 Вт/м². Сводка известных к настоящему времени достоверных фак­тов приведена в табл. 1.

 

Таблица 1 Сводка результатов, относящихся к воздействию ЭМИ различных диапазонов и интенсивностей

Уровень воздействия	Интенсивность
высокая	средняя	низкая
Диапазон СВЧ и ниже	Тепловые органические поражения	Функциональные нарушения: -ингибирующие: -стимулирующие	Отсутствие достоверно установленных эффектов
Диапазон КВЧ			Нетепловые эффекты: -ингибирующие; -стимулирующие

 

Рассмотрим кратко существо проявлений эффектов воздей­ствия при различных интенсивностях электромагнитных полей.

Высокоинтенсивные электромагнитные поля. Диапазон СВЧ и более низкочастотные диапазоны. Эффект воздействия, в основном, определяется фактом нагрева материалов под действи­ем электромагнитного поля. При высокой интенсивности воздей­ствующего поля результат вполне ожидаем: вследствие значитель­ного нагрева происходят необратимые изменения в биологических тканях, вплоть до термических ожогов и гибели организма. Интен­сивность электромагнитного поля, соответствующая необратимым органическим сдвигам, зависит от диапазона частот и различна для разных организмов. В качестве оценок порядка величины ин­тенсивности можно привести несколько цифр: интенсивность ЭМПв бытовой СВЧ-печи составляет величину порядка 10³...10⁴ Вт/м². Интенсивность поля порядка 400Вт/м² является смертельной для со­бак, а величина порядка 50Вт/ м² считается максимальной, при превышении которой в их организмах возникают необратимые из­менения. Различие воздействия ЭМП различных частотных диа­пазонов, безусловно, имеет место в отношении конкретного прояв­ления эффектов: при более высоких частотах происходит наиболь­шее поражение слизистых оболочек и кожных покровов, а при ме­нее высоких вследствие большей глубины проникновения - внут­ренних органов.

Электромагнитные поля средней интенсивности. Диапазон СВЧ и более низкочастотные диапазоны. Многочисленные опыты на животных, а также результаты многолетних гигиенических наблю­дений лиц, подвергающихся по роду деятельности электромагнитным воздействиям, позволяют установить значительное количество фак­тов проявления биологических эффектов. Зафиксированы многочис­ленные факты, свидетельствующие о проявлениях эффектов угнета­ющего типа: в частности и у человека, и у животных зафиксированы различные функциональные нарушения: нервные расстройства, сни­жение эмоционального статуса, ухудшение памяти, снижение скоро­сти реакции и т.д. Наблюдались также нарушения сердечно-сосудистой системы - аритмия, сосудистые реакции. Следует подчеркнуть, что указанные нарушения у человека, как правило, наблюдались при интенсивности электромагнитного поля более 10...15 мВт/см² (100 Вт/м²), а у мелких подопытных животных (крыс, кроликов) - порядка 1 мВт/см². Существует предположение, что эффекты влия­ния ЭМП на ход процессов жизнедеятельности часто имеют в своей основе не столько «поломки» в органах и системах, сколько срывы процессов адаптации организмов к изменяющимся внешним услови­ям. Это предположение подтверждается рядом серьезных исследова­ний на подопытных животных и результатами наблюдений персона­ла радиолокационных станций.

Вместе с тем, ряд исследований отмечает наличие стимулиру­ющих эффектов воздействия электромагнитных полей УВЧ- и СВЧ- диапазонов. В частности, установлено стимулирующее действие СВЧ- облучения на развитие новообразований и лейкозов. Также отмеча­лись факты эндокринных нарушений, проявляющихся в уско­ренном половом созревании подопытных животных. Наконец, к числу достоверно установленных относится факт стимуляции по­севных свойств семян различных сельскохозяйственных растений. (Подтверждением является документ, выпушенный Министерством сельского хозяйства РФ: «Методические указания по обработке семян сельскохозяйственных культур электромагнитными полями СВЧ-диапазона» М.: Минсельхоз, 1992).

Подчеркнем еше раз, что значительная часть достоверно на­блюдавшихся эффектов как стимулирующего, так и угнетающего (ингибирующего) характера по отношению к человеку, наблюда­лась при интенсивности электромагнитного поля не менее величи­ны 1 10 мВт/см^:. В то же время имеются многочисленные факты

жалоб населения на «вредное» влияние электромагнитных полей, создаваемых базовыми станциями мобильной связи, передатчика­ми радио и телевидения и т.д. при объективно фиксируемых уров­нях электромагнитного поля, меньших на 2,,.3 порядка. В боль­шинстве подобных случаев истинная соматическая вредность воз­действия электромагнитных полей оказывается значительно мень­шей, чем психологические последствия гиперболизации опаснос­ти их воздействия*. Иными словами, во многих случаях результа­ты негативного влияния электромагнитных полей низкой и сред­ней интенсивности являются следствием самовнушения.

Низкоинтенсивные электромагнитные поля. Диапазон С В Ч и более низкочастотные диапазоны. К настоящему времени не име­ется объективных свидетельств возникновения эффектов воздей­ствия низкоинтенсивных электромагнитных полей диапазона СВЧ и менее высокочастотных, если плотность потока мощности не превышает нескольких десятков мкВт/см² (П < 0,5...0,1 Вт/м²). Указанные предельные значения принимаются как безопасные уровни, соответствующие отсутствию негативных воздействий на человека.

Определение пороговых значений интенсивности электромаг­нитного поля, соответствующих безопасности человека, имеет исключительно важное значение. Тем не менее, несмотря на мно­гочисленные результаты проведенных исследований, вопрос нельзя считать закрытым, так как невозможно:

- провести непосредственные экспериментальные исследова­ния в больших и неоднородных по составу группах людей;

- судить о результатах воздействия при наблюдении их ре­зультатов на относительно коротких временных интервалах, по­тому что возможные отдаленные результаты (через несколько по­колений) остаются вне возможностей для изучения;

- отделить в результатах наблюдений эффекты влияния элек­тромагнитных полей от влияния других и притом многочислен­ных, техногенных факторов.

Поэтому при определении уровней электромагнитных полей, соответствующих безопасности человека, приходится опираться на косвенные, менее точные методы, в том числе опыты на живот­ных. В результате проведенных исследований специалистами ус­тановлены предельные уровни электромагнитных полей для раз­личных диапазонов частот и групп населения.

Указанные величины закреплены, в частности, в националь­ном нормативном документе: «Электромагнитные излучения ра­диочастотного диапазона. Санитарные правила и нормы» (СанПин 2.2.4/2.1.8.056-96. М: Госкомсанэпиднадзор, 1996). Нор­мативы безопасности включают два вида показателей - для населе­ния и лиц, по роду профессиональной деятельности связанных с элек­тромагнитными излучениями. В первом случае нормы безопаснос­ти устанавливают предельные значения напряженностей электри­ческого и магнитного полей для различных частотных диапазонов (рис. 1). Во втором случае - предельные значения их в зависимос­ти от диапазона частот и продолжительности воздействия, а также предельно допустимые уровни при кратковременном (менее пяти минут) воздействии. В порядке справки на рис. 2 приведены дан­ные о предельно допустимых уровнях ЭМ воздействий согласно нормативным документам РФ и рекомендациям ИРПА (International Radiation Protection Association) - Международная организация по защите от излучений, основанная с целью обобщения знаний об эффектах воздействия излучений различной природы на человека и выработки обоснованных нормативов безопасности).

Подчеркнем, что указанные уровни отражают достигнутый уровень знаний и не могут рассматриваться как истина в после­дней инстанции. По мере расширения представлений о природе и результатах влияния электромагнитных полей на человека нормы электромагнитной безопасности могут, разумеется, пересматри­ваться. В то же время сегодня не имеется серьезных данных, да­ющих основания сомневаться в объективности существующих нор­мативных показателей.

Воздействие ЭМП высокой интенсивности. Диапазон КВЧ. К настоящему времени данные объективных исследований воздей­ствия высокоинтенсивных электромагнитных полей на биологичес­кие объекты практически отсутствуют. Однако учитывая общий характер тепловых эффектов электромагнитных воздействий на различные материалы, можно ожидать наличие органических нарушений, связанных с выделением тепла в объекте облучения. Основное отличие ЭМП КВЧ от низкочастотных полей будет про­являться в глубине проникновения в биологические ткани и, соот­ветственно, в характере поражения, захватывающем в основном поверхностные покровы биологических объектов.

 

Рис. 1. Допустимые уровни напряженности электрического ноля для населения: ------- верхняя кривая - рекомендации ИРПА: - - - - - - согласно нормам России СанПин 2.2.4/2.1.8.056-96

 

 

Рис. 2. Предельно допустимые уровни напряженности электрического поля: - - - - рекомендации ИРПЛ; __________ - согласно нормам России

 

Воздействие ЭМП средней интенсивности. Диапазон КВЧ. Объективных данных о воздействии ЭМП средней интенсивности в настоящее время практически не имеется.

Воздействие ЭМП низкой интенсивности. Диапазон КВЧ. Несмотря на то. что изучение низкоинтенсивных электромагнит­ных воздействий ведет начато от 70-х годов XX века, к настояще­му времени проведены обширные исследования, результатом ко­торых является установление как объективной реальности суще­ствования значительных биологических эффектов, соответствую­щих воздействию на биологические объекты электромагнитных полей нетепловой интенсивности. Тепловое воздействие при этом практически отсутствует, действие электромагнитных полей име­ет иной характер, природа которого пока не получила исчерпыва­ющего объяснения. Наблюдаемые факты влияния на биологичес­кие объекты заключаются в том, что под влиянием электромаг­нитных полей имеют место либо эффекты стимулирования тех или иных процессов жизнедеятельности, либо, напротив, эффекты уг­нетения. В качестве примера на рис. 3 приведена эксперименталь­ная зависимость уровня биомассы хлебопекарных дрожжей Saccharomyces Cerevisiae в зависимости от частоты воздействую­щего электромагнитного поля. Из приведенных данных хорошо заметно наличие стимулирующих и ингибирующих эффектов.

Аналогичные эффекты - стимулирование процессов жизне­деятельности установлено для различных биологических объектов: микроорганизмов, растений, животных и человека. Накопление опытных данных уже позволило использовать указанные биоло­гические эффекты в практической деятельности.

Ограничимся двумя примерами. Во-первых, группой отече­ственных специалистов разработаны аппаратура и методики КВЧ-терапии, ставшей обычной практикой большого числа лечебных заведений страны. За разработку основ КВЧ-терапии группа спе­циалистов во главе с Н.Д. Девятковым удостоена в 2002 году Го­сударственной премии РФ. Во-вторых, группой специалистов КГТУ-КАИ и организаций лесного хозяйства РТ разработана и внедрена в хозяйственную практику лесхозов РТ методика пред­посевной обработки семян сосны и ели. Использование КВЧ-обработки приводит не только к повышению всхожести семян, но и к устойчивости молодых растений к инфекционным заболеваниям и неблагоприятным погодным факторам.

Механизмы биологических эффектов воздействия слабых ЭМП КВЧ-диапазона к настоящему времени не получили исчер­пывающего объяснения. Предполагается, что слабые электромаг­нитные процессы оказывают управляющее влияние на процессы информационного обмена на клеточном уровне. Косвенным под­тверждением этого предположения является то, что области час­тот, для которых наблюдаются выраженные эффекты, соответствуют областям резонансного поглощения радиоволн атмосферой (кислород, водород, пары воды). Эти же вещества, как известно, являются химической основой всего живого.

Нетепловые (низкоинтенсивные) воздействия электромагнитных полей на биологические эффекты имеют ряд специфических особенностей, отличающихся от эффектов, связанных с влиянием ЭМП СВЧ-диапазона. Во-первых, они проявляются при уровнях воздействующих электромагнитных полей, меньших на несколько порядков. В частности, стимулирующее воздействие на семена растений наблюдались при плотностях потока мощности, значи­тельно меньших величины 10мкВт/см², принимаемой за крите­рий допустимости уровня электромагнитного поля. Интересно отметить, что в ряде случаев исследователям не удалось даже установить нижнюю границу интенсивностей полей, при кото­рых наблюдаются биологические эффекты. С учетом гипотезы об информационном характере КВЧ-воздействий некоторые ав­торы высказывают предположение о том, что пороговые уров­ни имеют величину порядка уровня естественного электромаг­нитного фона, составляющего для диапазонов непрозрачности атмосферы величину порядка 10^-20 Вт/см².

В отличие от случаев воздействия электромагнитных полей бо­лее низкочастотных диапазонов, для случаев КВЧ-облучения харак­терна пороговая количественная зависимость достигаемого эффекта от продолжительности воздействия: эффект не наблюдается при ме­нее продолжительном времени воздействия и практически не изменя­ется при превышении времени обработки некоторого пороговым зна­чением. Наконец, эффекты КВЧ-воздействий имеют резонансный ха­рактер с чередованием полос частот, соответствующих эффектам сти­муляции и угнетения (рис. 3).

 

Рис. 3. Зависимость уровня биомассы дрожжей Bacillus Subtilis от частоты ЭМП

 

В заключение приходится констатировать, что сегодняшний уровень знаний о природе электромагнитных воздействий на био­сферу, включая человека, явно недостаточен для формулировки окончательных выводов, касающихся результатов указанных воз­действий. Не вызывают сомнения негативные эффекты, связанные с тепловым воздействием ЭМП высокой интенсивности. Также не вызывают сомнения факты нарушений жизнедеятельности при менее интенсивных воздействиях. Наибольшие сомнения относят­ся к определению безопасных уровней электромагнитных полей. Согласно принятой в РФ концепции безопасными являются воз­действия такой интенсивности, при которых не наблюдается ка­ких-либо биологических эффектов. Однако наличие или отсутствие эффекта воздействия определяется в рамках сегодняшних представ­лений, как уже отмечалось, далеких от полной ясности. Поэтому следует ожидать, что по мере расширения знаний о природе и фак­тах электромагнитных воздействий будут пересматриваться и нор­мативные уровни безопасных электромагнитных полей.

В качестве примера можно привести следующий факт. Рядом исследований было установлено, что воздействие электромагнит­ных полей УВЧ- и СВЧ-диапазонов приводит к большим биоло­гическим сдвигам, если указанные поля промодулированы по ам­плитуде низкочастотными сигналами. Это обстоятельство нашло отражение в нормативных документах США в виде рекомендации снижать допустимый уровень ЭМП при низкочастотной ампли­тудной модуляции определенной глубины.

1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВИДАМ ЗАЩИТ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМ БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

1.1. Общие требования

Электроустановки по условиям электробезопасности разделя­ются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроуста­новки напряжением выше 1000 В (по действующему значению на­пряжения).

Для защиты людей от поражения электрическим током при по­вреждении изоляции должна применяться, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: защитное заземление, защитное за- нуление, защитное отключение, использование электрического разделения сетей (разделяющих трансформаторов), изолирующих (непроводящих) помещений, зон и площадок, сверхнизкого (мало­го) напряжения, двойной или усиленной изоляции, уравнивания потенциалов, выравнивания потенциалов, применение электроза­щитных средств и др.

Кроме применения указанных выше защитных мер, безопас­ность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться выполнением следующих мероприятий:

- соблюдение соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей;

- применение блокировки аппаратов и ограждающих уст­ройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к то- коведущим частям;

- применение предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;

- применение устройств для снижения напряженности элек­трических и магнитных полей до допустимых значений;

- использование средств защиты и приспособлений, в том чис­ле для защиты от воздействия электрического и магнитного полей в электроустановках, в которых их напряженность превышает до­пустимые нормы.

Каждая система защиты от поражения электрическим током должна строиться исходя из следующих исходных данных, кото­рые включают три основных источника информации:

1) знания о физиологическом воздействии электрического тока, проходящего через тело человека и домашнего животного;

2) накопленный опыт на основе отчетов о смертельных пора­жениях;

3) подробные технические знания об устройствах, которые мо­гут быть использованы для защиты от поражения электрическим током, включая рассмотрение надежности, легкости выполнения, экономичности и соответствия действующим Правилам и Нормам.

Решение о том, что должно быть защищено, где защита необ­ходима, как защита должна быть выполнена, в большой степени зависит от характеристик окружающей среды.

Комнаты внутри административных зданий и сооружений имеют, как правило, нормальную среду обитания без условий по­вышенной и особой опасности. Тесные проводящие помещения, такие как подземные туннели, резервуары, требуют специального рассмотрения. При этом должны быть приняты во внимание уро­вень напряжения, в частности напряжение по отношению к земле, вид системы заземления электрической сети, требование к непре­рывности и бесперебойности электроснабжения.

Известно, что некоторые промышленные потребители не до­пускают перерывов электроснабжения по условиям безопасности.

Для распределительных систем с напряжением по отношению к земле, не превышающим 120 В, необходимость защитных мер меньшая, чем для систем с напряжением по отношению к земле до 240 В. При напряжении, не превышающем 120 В по отношению к земле (эти напряжения до сих пор используются в США и Японии), широко применяются переносные приборы класса 0 (приборы имеют только основную изоляцию и не имеют клемм для подклю­чения зануляющего проводника). В таких сетях могут быть исполь­зованы штепсельные розетки без зануляющих контактов тех же ти­пов, какие устанавливались в США до 1962 г. и каких еще много в жилых домах США, Японии и России.

В настоящее время в России используется большое количество электроустановок, изготовленных зарубежными фирмами для сво­их сетей. При их изготовлении не учитывались особенности элек­трических сетей России.

Кроме того, значительно увеличились мощности бытовых и переносных электроприемников. Для обеспечения электробезопас­ности в современных условиях должен использоваться иной под­ход к применению защиты от поражения электрическим током. Указанный подход предусматривает три уровня защиты (рис.1.1):

1) основную защиту;

2) защиту при повреждении изоляции и неисправностях, (ава рийных режимах работы) ЭУ;

3) дополнительную защиту.

Рис. 1.1. Трехуровневая система защиты от поражения электрическим током

 

1.2. Основная защита

Основная защита определяется как применение мер против прямого контакта. Основная защита обеспечивает это исключени­ем контакта между человеком и опасными токоведущими частями. Некоторые токоведущие части полностью покрыты изоляцией, ко­торая может быть удалена только в результате ее разрушения или разрушения самого защищаемого изделия. В других случаях ос­новная изоляция может быть удалена только с использованием специальных инструментов. Кроме того, от прямого контакта за­щищают оболочки.

В качестве основной защиты от прямого прикосновения при эксплуатации ЭУмогут быть применены (ПУЭ п.1.7.50):

- основная изоляция ТВЧ; размещение вне зоны досягаемости;

- ограждения и оболочки; установка барьеров;

- применение безопасного сверхнизкого (малого) напряжения (БСНН) или защитного сверхнизкого напряжения (ЗСНН),

а также другие технические средства и способы защиты от по­ражения электрическим током, такие как: цветовое обозначение ТВЧ и их маркировка; звуковая и световая сигнализации; электро­защитные средства; блокировки и др.

Барьеры и физическое отделение (размещение токоведущих частей вне зоны досягаемости), звуковая и световая сигнализации, цветовое обозначение ТВЧ и их маркировка позволяют обеспечить защиту только от непреднамеренных контактов. Они не исключают возможности преднамеренного прикосновения и приближения к ТВЧ при обходе барьера или преодоления расстояния, предусмот­ренного пределами досягаемости, а также не принятия во внимание сигналов об опасности и цветовой маркировки. ' В качестве основной защиты при косвенном прикоснове­нии применяется (ПУЭ п. 1.7.51):

- защитное заземление; выравнивание потенциалов;

- уравнивание потенциалов, в том числе местное;

- автоматическое отключение питания, в том числе, с исполь­зованием устройств защиты от сверхтоков и устройств защиты, реагирующих на дифференциальный ток (УЗО-Д);

- двойная или усиленная изоляция; электрическое разделение сетей (разделяющий трансформатор);

- сверхнизкое (малое) напряжение;

- изолирующие (непроводящие) помещения, зоны и площадки, а также другие технические средства и способы защиты от по­ражения электрическим током, такие как: защитное зануление (система заземления TN, в том числе TN-C, TN-S, TN-C-S); элек­трозащитные средства; постоянный контроль сопротивления изоля­ции и др.

Повреждение основной защиты происходит двумя путями:

1. В результате повреждения оболочки или ее части становятся доступными для прямого прикосновения токоведущие части, нахо­дящиеся иод напряжением. Защита от таких видимых повреждений обеспечивается немедленным ремонтом поврежденного оборудо­вания.

2. Повреждение изоляции между токоведущими частями, нахо­дящимися под напряжением, и открытыми проводящими частями (ОПЧ). При повреждении основной изоляции доступные прикос­новениюОПЧ приобретают опасный потенциал, что может не со­провождаться появлением каких бы то ни было видимых для по­требителя признаков. Зашита при повреждении изоляции должна обеспечивать защиту от поражения электрическим током при кос­венном прикосновении в случае такого повреждения.

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения следу­ет применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток.

1.3. Защита при повреждении изоляции и неисправностях ЭУ

Защита при повреждении изоляции и неисправностях (ава­рийных режимах работы) ЭУ должна быть обеспечена посредст­вом устройства (с надлежащей изоляцией) автоматического отклю­чения или с помощью других мер защиты при повреждении изоля­ции.

Защита при повреждении (нарушении режимов работы ЭУ) может включать одну или несколько защитных мер:

- автоматическое отключение, в том числе, с использованием устройств защиты от сверхтоков и устройств защиты, реагирую­щих на дифференциальный ток (УЗО-Д);

- защитное зануление (система заземления TN);

- защитное заземление с использованием защитных устройств от перенапряжений и для отключения сверхтоков (системы зазем­ления ТТ или IT);

- постоянный контроль сопротивления изоляции (ПКИ);

- функциональное сверхнизкое напряжение (ФСНН) и др.

1.4. Дополнительная защита

Дополнительная защита от прямого прикосновения посред­ством использования устройств защитного отключения (УЗО) при­меняется в качестве защитной меры третьего и последнего уровня защиты для распределительных сетей в случае недостаточности или отказа основных видов защит (ПУЭ п. 1.7.50 и СП 31-110-2003 Приложение А). В настоящее время широкое распространение по­лучили УЗО-Д с током уставки не более 30 мА. Указанное УЗО бу­дет предотвращать возникновение вентрикулярной фибрилляции в результате протекания тока повреждения через тело человека. До­полнительная защита должна применяться для переносных прибо­ров, т.е. для сетей, питающихся от штепсельных розеток, или для сетей, проложенных в помещениях с повышенной опасностью.

Главная задача дополнительной защиты состоит в обеспечении защиты при случайном непреднамеренном прямом прикосновении к токоведущим частям или при косвенном прикосновении к ОПЧ ЭУ. Более того, дополнительная защита будет предотвращать смер­тельные поражения электрическим током и в том случае, когда за­щитный проводник оборван или неправильно присоединен, а также - при повреждении двойной изоляции, когда токи утечки (токи к.з.) малы и недостаточны для срабатывания автоматического вы­ключателя или перегорания плавкой вставки предохранителя.

Согласно современным взглядам электробезопасности полная система защиты должна быть представлена в виде трехступенчатой системы мер, каждая из которых готова действовать для защиты потребителей электроэнергии (см. рис. 1.1).