Средства защиты or поражения электрическим током
Заземление:
Одним из самых распространенных методов защиты человека от поражения электрическим током является использование заземления. Заземление - это соединение корпуса электроустановки проводником с очень небольшим электрическим сопротивлением «не более 4 Ом» с землей. При нарушении изоляции корпус установки окажется под напряжением, и ток через заземление начнет стекать в землю. При прикосновении человека к корпусу ток будет стекать в землю по двум ветвям цепи - через человека и через заземление.
Так как сопротивление человека намного больше сопротивления заземления «0,5 - 4 Ом», то через тело потечет значительно меньший ток, чем через заземление, то есть доля общего тока, стекающего через человека, будет мала. Это уменьшает опасность поражения электрическим током. Обязательное требование к заземлению - малое электрическое сопротивление заземляющего проводника. Однако следует помнить, что заземление может не обеспечить достаточной защиты, особенно при высоких напряжениях и если заземление выносное, то есть точка стенания тока в землю удалена от установки.
Ток от заземления растекается по земле по гиперболическому закону. Чем ближе к заземлителю, тем выше потенциал земли. Поэтому, если человек находится на заземлителе или рядом с ним, потенциал основания, на котором он стоит, практически равен потенциалу корпуса установки. При прикосновении рукой к корпусу напряжение, под которым будет находиться человек «разность потенциалов между рукой и ногами», приблизится к нулю, то есть ток пройдет через человека очень небольшой или равный 0. Такое заземление обеспечивает высокую степень электробезопасности и называется контурным.
Зануление и защитное отключение:
Кроме заземления для защиты от поражения электрическим током получили распространение такие методы, как зануливание и устройств защитного отключения. Зануление применяется в электрических септ, имеющих заземленный нулевой провод, и заключается в соединении металлических частей «например, корпуса» электрического прибора или установки с нулевым защитным приводом, который в свою очередь электрически соединяется с нулевым рабочим приводом.
Защитное отключение - это система защиты, обеспечивающим автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Работа защитного отключении заключается в следующем: чувствительный элемент «датчик» воспринимает значение контролируемого параметра сети и при отклонении этого параметр» от допустимого значения подает сигнал на автоматический выключатель, который отключает электроустановку или обеспечивает электросеть.
Основным элементом схемы является датчик, роль которого в данной схеме выполняет защитное реле «реле напряжения». Один контакт реле соединен с корпусом установки, а второй с выносным заземлением. При замыкании на корпус фазы он и защитное реле окажутся под напряжением, Если это напряжение превысит то, которое рассчитано «настроено» реле, оно срабатывает и размыкает цепь катушки питания, сердечник реле втягивается и размыкает цепь питания катушки автоматического выключателя. В результате электроустановка отключается от электросети, тем самым срабатывает защитное отключение, которое применяется в сетях с изолированной и заземленной нейтрально самостоятельно или в сочетании с заземлением или занулением.
К средствам индивидуальной защиты человека от поражении электрическим током относятся: диэлектрические перчатки; галоши; коврики; изолирующие подставки; монтерский слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками. Они увеличивают электрическое сопротивление цепи, в которую может быть включен человек, снижая величину тока, протекающего через него, до безопасной величины.
3ащита от статического электричества:
Каждый из нас наверняка сталкивался со статическим электричеством, Заряды статического электричества часто образуются на одежде, особенно у синтетических материалов. Когда в сухую погоду Вы снимаете одежду «рубашку, кофту, свитер» из синтетического материала слышится потрескивание, а в темное время - заметны искры. Электролизация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов, причем материалы, имеющих большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую - отрицательно.
Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. Чем больше сила и скорость трения, и больше различие электрических свойств, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. Например, электростатические заряды образуются на кузове двигающегося в сухую погоду автомобиля, если резина колес обладает хорошими изолирующими свойствами. И результате между кузовом и землей возникает электрическое напряжение, которое может достигнуть 10 кВ «киловольт» и привести к возникновению искры при выходе человека из автомобиля - разряд через человека на землю.
Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электролизация электропроводящих объектов.
Например, на металлических предметах «автомобилях и других», изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды. На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой.
Опасные и вредные факторы статистического электричества:
При прикосновении человека к предмету, несущему электрический заряд, происходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при разрядке токов небольшие и они очень кратковременны, поэтому электротравмы не возникают. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты. Кроме того, при образовании заряда с большим электрическим потенциалом вокруг них создается электрическое поле повышенной напряженности, которое вредно для человека.
При длительном пребывании человека в таком поле наблюдаются функциональные изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и других системах. Для человека, находящегося в электростатическом поле, характерна повышенная утомляемость, сонливость, снижение внимания, скорости двигательных и зрительных реакций. Наибольшая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может попадать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов. Так, удаление из помещения пыли из диэлектрического материала с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложений пыли. Появление искрового заряда в этом случае может привести к воспламенению или взрыву пыли. Известны случаи очень серьезных аварий на предприятиях в результате взрывов в системах вентиляции.
При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по | трубопроводам, сливе из цистерны или за счет плескания жидкости накапливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость. Для зашиты от статического электричества необходимо применять слабоэлектризующиеся или неэлектризующиеся материалы, устранять или ограничивать трение, распыление, разбрызгивание, плескание диэлектрических жидкостей. Устранение зарядов статического электричества достигается, прежде всего, заземлением корпусов оборудования Увлажнение воздуха является одним из наиболее простых и распространенных методов борьбы со статическим электричеством. Еще один распространенный метод устранения электростатических зарядов - ионизация воздуха, Образующиеся при работе ионизатора ионы нейтрализуют заряды статического электричества.
4. Молния, природа и причины возникновения молнии
Молния - это искровой разряд статического электричестве, аккумулированного в грозовых облаках. В отличие от разрядов, образующихся на производстве и в быту, электрические заряды, накапливаемые в облаках, несоизмеримо больше. Поэтому энергия искрового разряда - молния и возникающих при этом токов очень велика и представляет большую опасность для человека, животных, строений. Молния сопровождается звуковым импульсом - громом. Сочетание молнии и грома называют грозой.
Гроза - это исключительно красивое природное явление. Как правило, после грозы улучшается погода, воздух становится прозрачен, свеж и чист, насыщен ионами, образующимися при разрядах молнии. Несмотря на это нужно помнить, что гроза в определенных условиях может представлять большую опасность для человека. Каждый человек должен знать природу грозового явления, правила поведения во время грозы и методы защиты от молнии. Гроза - сложный атмосферный процесс и ее возникновение обусловлено образованием кучево-дождевых облаков. Сильная облачность является следствием значительной неустойчивости атмосферы. Для грозы характерны сильный ветер, часто интенсивный дождь «снег», иногда с градом. Перед грозой «за час, два» атмосферное давление начинает быстро падать, вплоть до внезапного усиления ветра, а затем начинает повышаться.
Грозы можно разделить на местные, фронтальные, ночные, в горах. Наиболее часто человек сталкивается с местными, или тепловыми грозами. Водяной пар в восходящем потоке теплого воздуха на высоте конденсируется, при этом выделяется много тепла, и восходящие потоки воздуха нагреваются, По сравнению с окружающим восходящий воздух теплее, он увеличивается н объеме, пока не превратится в грозовое облако. В больших по размеру грозовых облаках присутствуют кристаллики льда и капельки воды. В результате их дробления и трения между собой и о воздух образуются положительные и отрицательные заряды, под действием которых возникает сильное электростатическое поле «напряженность электростатического поля может достигать 100 ООО В/м». И разница потенциалов между отдельными частями облака, облаками или облаком и землей достигает громадных величин. При достижении критической электрической напряженности в воздухе возникает лавинообразная ионизация воздуха - искровой разряд молнии.
Фронтальная гроза возникает, когда массы холодного воздуха проникают в район, где преобладает теплая погода. Холодный воздух вытесняет теплый, при этом последний поднимается на высоту 5--7 км. Теплые слои воздуха вторгаются внутрь вихрей различной направленности, образуется шквал, сильное трение между слоями воздуха, что способствует накоплению электрических зарядов. Длина фронтальной грозы может достигать 100 км. В отличие от местных гроз после фронтальных обычно холодает. Ночная гроза связана с охлаждением земли ночью и образованием вихревых токов нисходящего воздуха.
Гроза в горах объясняется разницей в солнечной радиации, которой подвергаются южные и северные склоны гор. Ночные и горные грозы носильные и кратковременные. Грозовая активность в различных районах нашей планеты различна. Мировые очаги гроз: остров Ява - 220 грозовых иней в году; Экваториальная Африка - 150; Южная Мексика - 142; Панама 132; Центральная Бразилия - 106. Россия: Мурманск - 5; Архангельск - 10; Санкт-Петербург - 15; Москва - 20. Как правило, чем южнее «для северного полушария Земли» и севернее «для южного полушария Земли», тем выше грозовая активность. Грозы в Арктике и Антарктике очень редки. Пи Земле в год происходит 16 миллионов гроз. На каждый м2 поверхности земли приходится 2-3 удара молнии в год. В землю чаще всего ударяют молнии из отрицательно заряженных облаков.
По виду молнии различаются на: линейные, жемчужные и шаровые. Жемчужные и шаровые молнии довольно редкое явление. Их характеристики: распространенная линейная молния, с которой многократно встречается любой человек, имеет вид разветвляющейся линии. Величина силы тока в канале линейной молнии составляет в среднем 60 - 170 кА, зарегистрирована молния с током 290 кА. Средняя молния имеет энергию Л0 кВт/час «900 МДж». Разряд развивается за несколько тысячных долей секунды; при столь высоких токах воздух в зоне канала молнии практически мгновенно разогревается до температуры 30000 - 33000°С. В результате резко попытается давление, воздух расширяется и возникает ударная волна, сопровождающаяся звуковым импульсом - громом. *Жемчужная молния - очень редкое и красивое явление. Появляется сразу после линейной молнии и исчезает постепенно. Чаще всего разряд жемчужной молнии следует по пути чиненной. Молния имеет вид 12 м друг от друга и напоминающих жемчуг, нанизанный на нитку. Жемчужная молния может сопровождаться исключительными звуковыми эффектами.
Шаровая молния также довольно редка. На тысячи обычных линейных молний приходится 2 -3 шаровых. Шаровая молния, как правило, появляется чаще к концу грозы, реже - после грозы. Может иметь форму шара, эллипсоида, груши, диска и даже цепи шаров. Цвет Молнии - красный, желтый, оранжево-красный. Иногда молния ослепительно белая с очень резкими очертаниями. Цвет определяется содержанием различных веществ в воздухе. Форма и цвет молнии могут меняться во время разряда. Измерить параметры шаровой молнии и смоделировать ее в лабораторных условиях не удалось. По всей видимости, многие наблюдаемые неопознанные летающие объекты «НЛО» по своей природе аналогичны или близки шаровой молнии.