Способы и средства защиты от поражения

Названия, сущность, примеры

Принцип защиты расстоянием

Защита расстоянием предполагает установление такого расстояния между человеком и источником опасности, при котором обеспечивается заданный уровень безопасности. Этот принцип основан на том, что действие опасных и вредных факторов ослабевает или полностью исчезает в зависимости от расстояния. Рассмотрим некоторые примеры реализации указанного принципа.

Санитарно-защитные зоны. Для защиты жилых построек, расположенных вблизи промышленных зон, от вредных веществ, повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, статического электричества, ионизирующих излучений и т.п. предусматриваются санитарно-защитные зоны – пространства между границей жилой застройки и объектами, являющимися источниками вредных факторов. Размеры санитарно-защитных зон устанавливаются в соответствии с санитарной классификацией предприятий, предусматривающей пять классов: I, II, III, IV, V, которым соответствуют размеры санитарно-защитных зон 1000, 500, 300, 100, 50 метров. Однако эти размеры могут быть увеличены или уменьшены при надлежащем технико-экономическом обосновании.

Защита от прикосновения к токоведущим частям электрических установок достигается, в частности, недоступным расположением токоведущих частей. Защита от ионизирующих излучений и электромагнитных полей также обеспечивается расстоянием.

Принцип экранирования

Принцип экранирования предполагает установку экранов (преград) между источником опасности и человеком. Такие экраны должны препятствовать попаданию опасных воздействий в гомосферу или ограничить возможность попадания человека в ноксосферу. Как правило, применяются разнообразные по конструкции экраны.

Принцип экранирования используется в средствах индивидуальной защиты (СИЗ) – очки, щитки и пр.

Принцип прочности

Естественная зависимость безопасности от прочности воплотилась в принципе прочности. Идея этого принципа проста: чем прочнее, тем безопаснее (в границах технической и экономической целесообразности).

Принцип прочности требует усиления способности материалов, конструкций и их элементов сопротивляться разрушениям и остаточным деформациям при различных воздействиях. Для реализации этого принципа используется так называемый коэффициент запаса прочности, представляющий собой отношение величины нагрузки, вызывающей недопустимые деформации или разрушения, к величине допускаемой нагрузки. Численные значения коэффициентов запаса прочности устанавливают с учетом характера действующих усилий и напряжений, свойств материалов и других факторов. Они регламентируются соответствующими правилами и принимаются во внимание при проектировании и эксплуатации сооружений, машин, механизмов, различного оборудования. Коэффициент запаса прочности имеет пределы. Значения коэффициентов зависят от конкретных условий. Например, для сосудов, работающих под давлением, они равны 1,5 – 3,25, для лифтовых канатов – от 8 до 25.

В процессе работы под влиянием всевозможных факторов прочность конструкций может уменьшаться, что приведет к снижению фактической величины коэффициента запаса прочности. Поэтому конструкции, для которых правилами установлены коэффициенты запаса прочности, должны периодически проверяться. Сроки проверки регламентируются нормативными документами.

Принцип слабого звена

Принцип слабого звена широко используется в технике для защиты от опасностей в случае разрушения конструкций и устройств. Создавая ослабленные элементы, которые разрушаются при определенных предварительно рассчитанных факторах, можно обеспечить сохранность конструкций и устройств в целом.

В качестве слабого звена, защищающего прочные элементы от неминуемого разрушения в экстремальных условиях их работы, используют противовзрывные и предохранительные клапаны, мембраны, легкоразрушаемые элементы здания и др.

Противовзрывные проемы. На ряде производств трудно полностью исключить опасность взрыва. Чтобы свести ущерб от возможного взрыва к минимуму, сохранить здание, в конструкции его предусматривают противовзрывные проемы такой площади, через которые в течение заданного времени (исключающего разрушение здания) можно снизить давление взрыва до безопасной величины. В качестве противовзрывных часто используют оконные и дверные проемы. Остекление для взрывоопасных зданий рекомендуется одинарное. Если площадь остекления не обеспечивает взрывостойкости, устраивают легкосбрасываемые или легкоразрушаемые покрытия и панели, масса 1 м² которых не должна превышать 120 кг. Отношение площади проемов к площади всего покрытия называют коэффициентом проемности, который принимается равным 0,6 – 0,7.

Противовзрывные клапаны. Для предотвращения разрушающего действия взрыва в аппаратах, газоходах, пылепроводах и других устройствах применяют противовзрывные клапаны различных конструкций, а также разрывные мембраны (пластинки) из алюминия, меди, асбеста и бумаги. Мембраны должны разрываться при давлении, превышающем рабочее давление не более чем на 25 %.

Предохранительные клапаны. На паровых котлах, ресиверах (сборниках) для сжатого воздуха, различном технологическом оборудовании, трубопроводах, работающих под давлением, сосудах, работающих под изменяющимся давлением, устанавливают предохранительные клапаны. Число и размеры клапанов подбирают с учетом того, чтобы давление внутри котла, сосуда и т.п. не превышало расчетное более чем на 15 % при рабочем давлении <6 МПа и более чем на 10 % при давлении ≥ 6 МПа. При повышении давления в системе сверх допустимого предохранительный клапан открывается, при этом автоматически сбрасывается избыток рабочей среды и предотвращается авария. Когда давление снизится до нормальной величины, клапан автоматически закроется. По конструктивному исполнению предохранительные клапаны бывают пружинными и грузовыми.

Принцип слабого звена используется при устройстве молниеотводов, защитного заземления, для защиты от электрического тока и других опасностей.

Принцип недоступности

Принцип недоступности означает разделение тем или иным способом ноксосферы и гомосферы. Частный случай этого принципа – защита расстоянием. Принцип недоступности реализуется, например, в таких средствах защиты, как изоляция токоведущих частей или ограждения.

Недоступность к токоведущим частям обеспечивается устройством механических ограждений, блокировок и расположением токоведущих частей в недоступном месте. Оборудование, работающее при напряжении более 1000 В, должно иметь сплошное ограждение, которое в случае необходимости можно снять только при отключенном напряжении. Электрические провода могут не иметь изоляции, если они подвешиваются на высоте не менее 3,5 м от уровня пола. При конструировании ограждений следует стремиться к органическому соединению их с конструкцией машин.

Принцип флегматизации

Флегматизация – разбавление реагирующих веществ и материалов до значений, при которых не может происходить горение, снижение концентрации кислорода при введении в зону горения негорючих газов (например, азота, углекислого газа, водяного пара) или разбавление горючих веществ негорючими (например, этилового спирта водой). Используется при разработке безопасных режимов работы пневмотранспорта и другого технологического оборудования, а также при разработке режимов взрывоподавления и пожаротушения.

 

Способы и средства защиты от поражения

Электрическим током

Для обеспечения электробезопасности в соответствии с Правилами устройства электроустановок применяются следующие методы:

Обеспечение недоступности, ограждение и блокировка токоведущих частей. Эти средства применяют для защиты от случайного попадания в опасную зону или прикосновения человека к токоведещим частям электроустановок. Высота ограждений опасных зон в электроустановках, находящихся в помещениях, должна быть не ниже 1,7 м, а на открытых площадках не менее 2 м. Блокировка представляет собой устройство, которое допускает определенный порядок отключения или снятия напряжения с токоведещих частей, исключая тем самым возможность попадания человека в опасную зону. Электрическая блокировка применяется для автоматического отключения электроустановки при открывании дверей, снятии ограждения, других подобных работах, при которых открывается доступ к токоведущим частям, находящимся под напряжением, а также при приближении человека к опасной зоне.

Применение малых напряжений (<= 42 В). Малое напряжение (не более 42В) применяется для ручного инструмента, переносного и местного освещения в любых помещениях и вне их. Оно применяется также в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных для питания светильников местного стационарного освещения, если они расположены на высоте менее 2,5 м. Распространено в применении напряжение 36 В, а в замкнутых металлических емкостях должно применяться напряжение не более 12 В.

Электрическое разделение сетей на участки с помощью разделительных трансформаторов. Электрическое разделение сетей осуществляется через специальный разделительный трансформатор, который отделяет сеть с изолированной или глухозаземленной нейтралью от участка сети, питающего электроприемник. При этом связь между питающей сетью и сетью приемника осуществляется через магнитные поля, участок сети приемника и сам приемник не связываются с землей. Разделительный трансформатор представляет собой специальный трансформатор с коэффициентом трансформации, равном единице, напряжением не более 380 В, с повышенной надежностью конструкции и изоляции. От трансформатора разрешается питание не более одного приемника с током не более 15 А.

Защитное заземление корпусов оборудования. Заземлением называется соединение с землей нетоковедущих металлических частей электрооборудования через металлические детали, закладываемые в землю и называемые заземлителями, и детали, прокладываемые между заземлителями и корпусами электрооборудования, называемые заземляющими проводниками. Проводники и заземлители обычно делаются из низкоуглеродистой стали, называемой в просторечии железом.

Заземление предназначается для устранения опасности поражения человека электрическим током во время прикосновения к нетоковедущим частям, находящимся под напряжением. Это достигается путем снижения до безопасных пределов напряжения прикосновения и шага за счет малого сопротивления заземлителя. Областью применения защитного заземления являются сети переменного и постоянного тока с изолированной нейтралью источника напряжения или трансформатора.

Для заземления могут быть использованы детали уже существующих сооружений, которые называются естественными заземлителями:

- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;

- металлические трубопроводы, проложенные в земле, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и газов;

- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

- обсадные трубы скважин и т. д.

Защитное отключение сети за время не более 0,2 с при возникновении опасности поражения током. Устройство защитного отключения (УЗО) состоит из чувствительного элемента, реагирующего на изменение контролируемой величины, и исполнительного органа, отключающего соответствующий участок сети.

Чувствительный элемент может реагировать на потенциал корпуса, ток замыкания на землю, напряжение и ток нулевой последовательности, оперативный ток. В качестве выключателей могут применяться контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели с независимым расцепителем, специальные выключатели для УЗО.

Назначение УЗО — защита от поражения электрическим током путем отключения ЭУ при появлении опасности замыкания на корпус оборудования или непосредственно при касании тоговедущих частей человеком.

УЗО применяется в ЭУ напряжением до 1000 В с изолированной или глухозаземленной нейтралью в качестве основного или дополнительного технического способа защиты, если безопасность не может быть обеспечена путем применения заземления или зануления или если заземление или зануление не могут быть выполнены по некоторым причинам.

УЗО обязательно для контроля изоляции и отключения ЭУ при снижении сопротивления изоляции в ЭУ специального назначения, например, в подземных горных выработках (реле утечки).

Примером УЗО является защитно-отключающее устройство типа ЗОУП—25, предназначенное для отключения и включения силовых трехфазных цепей при напряжении 380 В и токе 25 А в системах с глухозаземленной нейтралью, а также для защиты людей при касании токоведущих частей или корпусов оборудования, оказавшихся под напряжением.

Зануление корпусов электрооборудования в сетях с глухозаземленной нейтралью. Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным кабелем. Токовой защитой являются: плавкие предохранители или автоматические рыле (выключатели), установленные пред потребителями энергии для защиты от токов короткого замыкания.

Зануление используется в электрических цепях напряжением до 1000В с заземленной нейтралью. Занулению подлежат те же металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые подлежат защитному заземлению (корпуса машин и аппаратов, баки трансформаторов и др.)

Выравнивание потенциалов корпусов электрооборудования. Как известно, напряжение прикосновения или шага получается тогда, когда есть разность потенциалов между основанием, на котором стоит человек, и корпусами оборудования, которых он может коснуться, или между ногами. Если соединить посредством дополнительных электродов и проводников места возможного касания телом человека, то не будет разности потенциалов и связанной с ней опасности.

Выравнивание потенциалов корпусов электрооборудования и связанных с ним конструкций и основания осуществляется устройством контурного заземлителя, электроды которого располагаются вокруг здания или сооружения с заземленным или зануленным оборудованием. Внутри контурного заземлителя под полом помещения или площадки прокладываются горизонтальные продольные и поперечные электроды, соединенные сваркой с электродами контура. При наличии зануления контур присоединяется к нулевому проводу.

Выравнивание потенциалов корпусов оборудования и конструкций осуществляется присоединением конструкций и всех корпусов к сети зануления или заземления.

Выравнивание потенциалов применяется как дополнительный технический способ защиты при наличии зануления или заземления в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных.

Применение выравнивания потенциалов обязательно в животноводческих помещениях.

Устройство выравнивания потенциалов осуществляется по проекту.

Применение защитных средств. Защитными средствами называются приборы, аппараты, переносные и перевозимые приспособления и устройства, а также отдельные части устройств, приспособлений и аппаратов, служащие для защиты персонала, работающего на электроустановках, от поражения электрическим током.

По назначению электрозащитные средства подразделяют на:

- изолирующие

- ограждающие

- вспомогательные

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от токоведущих частей электроустановки, находящейся под напряжением, а также от земли (корпуса судна), если человек одновременно касается токоведущих и заземляющих частей электроустановки. По степени надежности их делят на основные и дополнительные.

К основным изолирующим защитным средствам в установках напряжением до 1000В относят:

- диэлектрические перчатки

- клещи для смены предохранителей и токоизмерения

- слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками

- указатели напряжения

В электроустановках напряжением выше 1000В основными средствами защиты являются:

1) Изолирующие и измерительные штанги

2) Токоизмерительные клещи и указатели напряжения

3) Изолирующие съемные вышки и лестницы

К дополнительным относятся:

1) Диэлектрические галоши

2) Боты

3) Коврики

4) Изолирующие подставки на фарфоровых изоляторах.

Ограждающие устройства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением. К ним относятся щиты, барьеры, ограждения – клетки, а также временные переносные заземления, которые делают невозможным появление напряжения на отключенном оборудовании.

Вспомогательные средства защиты предназначены для защиты персонала от случайного падения с высоты (предохранительные пояса, когти, страхующие канаты), защитные очки, рукавицы, суконные и брезентовые костюмы и др.