Предельно допустимые уровни напряжения и тока. Предельно допустимые значения токов и напряжений прикосновения

ГОСТ 12.1.038-82*

Группа Т58

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

Occupational safety standards system. Electric safety.
Maximum permissible valuies of pickp voltages and currents

ОКСТУ 0012

Дата введения 1983-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.07.82 N 2987

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)


Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Примечания:

1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены исходя из реакции ощущения.

2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Примечание. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 3

Таблица 4

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79 .

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 - 6,7 кОм;

для табл.2 при времени воздействия

до 0,5 с - 0,85 кОм;

более 0,5 с - сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежу;

для табл.3 - 1 кОм;

для табл.4 при времени воздействия

до 1 с - 1 кОм;

более 1 с - 6 кОм.

Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25х25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Текст документа сверен по:
официальное издание
Система стандартов безопасности труда: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001

токов

В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (не аварийном) режиме работы электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения (U) и токов (I)при нормальном режиме работы электрооборудования

Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин.

Напряжение прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 о С) и влажности (более 75%) должны быть уменьшены в три раза.

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы производственных электроустановок с напряжением до 1000 В не должны превышать значений указанных в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы электроустановок

6.4. Обеспечение электробезопасности

Для предупреждения электротравматизма предусматривают защитные мероприятия двух видов :

от токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением при нормальном (не аварийном) режиме работы электрооборудования;

нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.

К мероприятиям первого вида относятся:

Изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, двойная, усиленная) является основным методом защиты. При U раб 10 3 В сопротивление изоляции R из 0,5 МОм; если U раб 10 3 В, R из 10 МОм;

Применение малых напряжений. Согласно ГОСТ 12.2.007-75 безопасным является переменное напряжение менее 42В и постоянное напряжение величиной менее 110В. В особоопасных помещениях U без 12В для f =50 Гц;

Укрытие токоведущих частей в сочетании с блокировкой;

Расположение токоведущих частей (проводов) на недоступной для соприкосновения высоте;

Использование специального инструмента;

Организационные мероприятия (вывешивание плакатов, инструктаж, допуск и т.п.).

К мероприятиям второго вида относятся защитное заземление оборудования, зануление и защитное отключение в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 :

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением. Его назначение: превращение «замыкания на корпус» в «замыкание на землю» с тем, чтобы уменьшить U пр или U ш до безопасных величин (выравнивание потенциала). Заземление бывает выносное или сосредоточенное (заземлитель находится за пределами площадки,на которой расположено оборудование) и контурное (одиночные заземлители размещены по контуру площадки,на которой находится электрооборудование). При контурном заземлении достигается максимальная безопасность работающих;

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установки. Принцип действия защиты занулением заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители, автоматические выключатели). Назначение заземления нейтрали – снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода при случайном замыкании фазы на землю;

Защитное отключение – это быстродействующее (0,2с) автоматическое отключение электроустановки при пробое фазы на корпус, снижающее сопротивление изоляции фаз относительно земли, при появление в сети более высокого напряжения и возникновении опасности поражения электрическим током.

Задания и порядок их выполнения

Задание №1. Оценить исправность двухфазного и трехфазного электродвигателя.

Порядок выполнения работы

Проверить работу вольтамперметра. Для этого включить прибор в сеть и дать ему прогреться (35 мин). Соединить клеммы друг с другом – при этом на табло должно высветиться малое сопротивление (несколько Ом). При разомкнутых клеммах прибор должен показывать максимальное сопротивление (20 кОм).

Нарисовать на бумаге верхнюю панель двухфазного (трехфазного) электродвигателя и наметить цифрами выходы обмоток. В 2-х фазном двигателе таких выходов четыре, в 3-х фазном – шесть. В обоих двигателях в середине находится вывод, соединенный с корпусом двигателя.

Попеременно переставляя клеммы вольтамперметра по выводам на панели электродвигателя записать показания прибора. Анализируя полученные результаты измерений, найти по минимальным значениям сопротивлений начало и конец первой обмотки, второй (третьей). Если сопротивление между началом и концом обмотки большое, это говорит о том, что обмотка двигателя разорвана, при малом сопротивлении обмотка исправна.

Определить наличие замыкания обмоток на корпус электродвигателя. Для этого одну клемму вольтамперметра присоединить к корпусу электродвигателя (центральный вывод на панели двигателя), а другую к началу или концу обмотки. Если при таком присоединении прибор показывает большое сопротивление, это указывает на отсутствие замыкания обмотки на корпус двигателя. В противном случае – обмотка закорочена на корпус.

Сделать заключение об исправности двигателя: двигатель исправен, если все обмотки не разорваны (малое сопротивление между началом и концом обмотки) и отсутствует замыкание обмоток на корпус (большое сопротивление в системе обмотка-корпус).

Задание №2. Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и сопротивление изоляции 2-х фаз относительно земли в двухпроводной цепи.

Порядок выполнения работы

Установка состоит из панели, на которой находятся восемь гнезд. Каждая пара имитирует сопротивление изоляции проводника. Попеременно вставляя клеммы вольтамперметра в гнезда, записать показания прибора – сопротивление изоляции проводников.

Измерить сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли в 2-проводной сети. Для этого одну клемму вольтамперметра установить в гнездо «земля», а вторую, сначала в гнездо верхнего провода, а затем нижнего. Записать показания – сопротивление фаз относительно земли.

Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и изоляции фаз относительно земли (2 замера), путем сравнения полученных сопротивлений с нормативными по ПУЭ: R из 0,5 МОм приU1000 В и R из 10 МОм приU1000 В.

Задание №3. Оценить степень опасности однофазного включения человека в электрическую сеть с изолированной нейтралью источника питания. Установить исправность электрической сети, в которую включился человек.

Порядок выполнения работы

Подключить стенд к сети и включить тумблеры на передней панели установки. Записать показания миллиамперметра (мА), т.е. величины тока, проходящего через человека, и показания вольтметра, указывающего фазовое напряжение в сети. Оценить степень опасности такого тока для человека.

Рассчитать величину тока, проходящего через человека, при однофазном включении в исправную сеть с изолированной нейтралью источника питания [см. ур-е (6.3)]и в аналогичную сеть, работающую в аварийном режиме[см. ур-е (6.5)]. В расчетах сопротивление человека принять равным 1000 Ом, сопротивление изоляции фаз по ПУЭ: R из 0,5 МОм приU1000 В и R из 10 МОм приU1000 В.

Полученные значения токов сравнить с измеренной величиной на стенде и сделать вывод об исправности изоляции фаз относительно земли.

Задание №4. Определить на стенде сопротивление системы заземления, состоящей из соединительной полосы и одиночных заземлителей, и вид грунта, в котором эта системы расположена. Рассчитать, какое количество одиночных заземлителей, помещенных в найденный грунт (или иной – по заданию преподавателя), обеспечивают измеренное на стенде сопротивление заземляющей системы в целом.

Порядок выполнения работы

Измерить вольтамперметром сопротивление системы заземления в целом (см. схему не стенде).

Измерить сопротивление грунта, в котором находится эта система. Удельное сопротивление грунта ( гр, Омм) рассчитывается по формуле:

 гр = 2 . Ra,(6.10)

где R – показания прибора;

а – расстояние между стержнями (в расчёте принять 20м).

По табл.6.3 определить природу грунта.

Таблица 6.3

Удельное сопротивление грунта при влажности 10 – 20%

Таблица 6.4

Данные для расчёта сопротивления некоторых одиночных заземлителей, Ом.

5. Задаваясь количеством одиночных заземлителей найти сопротивление соединительной полосы по формуле (6.11) и коэффициентов экранирования соединительной полосы и одиночных заземлителей по формулам (6.12 и 6.13):

R п = ( гр /2l пол)ln(2l пол 2 /bh), (6.11)

где l пол -длина полосы, соединяющей одиночные заземлители (l пол = 1,05 . d . (n-1);

d - расстояние между одиночными заземлителями (d = l 2м);

b - ширина полосы (b = 0,05м);

h - глубина залегания полосы (h = 0,8м);

n - число одиночных заземлителей.

 пол = 0,25 + 0,75e  0.25 n ; (6.12)

 = 0,35 + 0,65е -0,1n . (6.13)

r з = 1/(n /R з + пол /R п), (6.14)

и сравнить полученное значение с измеренным на стенде.

7. Если расчетное сопротивление получилось больше измеренного, то количество одиночных заземлителей следует увеличить и расчет повторить.

8. Этот расчет следует проводить до тех пор, пока расчетное сопротивление будет равно измеренному на стенде. Это и будет требуемое количество одиночных заземлителей в общей системе заземления, которое обеспечит исправность системы, размещенной в найденный грунт.

Для правильного проектирования способов и средств защиты лю­дей от поражения электрическим током необходимо знать допустимые уровни напряжений прикосновения и значений токов, протекающих че­рез тело человека.

Напряжением прикосновения называется напряжение между дву­мя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U ПД и то­ков I ПД, про­текающих через тело человека по пути "рука – рука" или "рука – ноги" при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, согласно ГОСТ 12.1.038-82* приведены в табл. 1.

При аварийном режиме производственных и бытовых приборов и электроустановок напряжением до 1000 В с любым режимом нейтрали предельно допустимые значения U ПД и I ПД не должны превышать значе­ний, приведенных в табл. 2. Аварийный режим означает, что электроус­тановка неисправна, и могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмам.

При продолжительности воздействия более 1 с величины U ПД и I ПД соответствуют отпускающим значениям для переменного и условно неболевым для постоянного токов.

Таблица 1

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

в нормальном режиме работы электроустановки

Примечание. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выпол­няющих работу в условиях высоких температур (выше 25 С) и влажно­сти (отно­сительная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.

Таблица 2

Предельно допустимые значения напряжения прикосновения

и токов в аварийном режиме работы электроустановки

4. Электрическое сопротивление тела человека

Значение тока через тело человека сильно влияет на тяжесть элек­тро­травм. В свою очередь, сам ток согласно закону Ома определяется со­противлением тела человека и приложенным к нему напряжением, т.е. напряжением прикосновения.

Проводимость живых тканей обусловлена не только физическими свой­ствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процес­сами, присущими лишь живой материи. Поэтому сопротивление тела человека является комплексной переменной величиной, имеющей нели­нейную зависимость от множества факторов, в том числе от со­стояния кожи, окружающей среды, центральной нервной системы, фи­зиологиче­ских факторов. На практике под сопротивлением тела чело­века пони­мают модуль его комплексного сопротивления.

Электрическое сопротивление различных тканей и жидкостей тела человека не оди­наково: кожа, кости, жировая ткань, сухожилия имеют отно­си­тельно большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа, нервные волокна, спинной и головной мозг – малое сопротив­ле­ние.

Сопротивление тела человека, т.е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, в основном определя­ется сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоев: на­ружного (эпидермис) и внутреннего (дер­ма).

Эпидермис можно условно представить состоящим из рогового и росткового слоев. Роговой слой состоит из мертвых ороговевших кле­ток, лишен кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. Толщина этого слоя колеблется в пределах 0,05 – 0,2 мм. В сухом и незагрязненном состоянии роговой слой можно рассмат­ривать как пористый диэлектрик, пронизанный множеством протоков сальных и потовых желез и обладающий большим удельным сопротивле­нием. Ростковый слой примыкает к роговому слою и состоит в основ­ном из живых клеток. Электрическое сопротивление этого слоя благо­даря наличию в нём отмирающих и находящихся на стадии ороговения клеток может в несколько раз превышать сопротивление внутреннего слоя кожи (дермы) и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.

Дерма состоит из волокон соединитель­ной ткани, образующих густую, прочную, эластичную сетку. В этом слое находятся кровеносные и лимфатические сосуды, нервные оконча­ния, корни волос, а также потовые и сальные железы, выводные про­токи которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротивление дермы, являющейся живой тканью, неве­лико.

Полное сопротивление тела человека есть сумма сопротивлений тканей, расположенных на пути протекания тока. Основным физиоло­гическим фактором, определяющим величину полного сопротивления тела человека, является состояние кожного покрова в цепи тока. При сухой, чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении 15 - 20 В, колеблется от единиц до десят­ков кОм. Если на участке кожи, где прикладываются электроды, со­скоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1 – 5 кОм, а при удалении всего эпидермиса – до 500 – 700 Ом. Если под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей, которое составляет 300 – 500 Ом.

Для приближённого анализа процессов протекания тока по пути "рука – рука" через два одинаковых электрода может быть использован упрощённый вариант эквивалентной схемы цепи протекания электриче­ского тока через тело человека (рис. 1).

Рис. 1. Эквивалентная схема сопротивления тела человека

На рис. 1 обозначено: 1 – электроды; 2 – эпидермис; 3 – внутрен­ние ткани и органы тела человека, включая дерму; İ h – ток, протекаю­щий через тело человека; Ů h – напряжение, приложенное к электродам; R Н – активное сопротивление эпидермиса; C Н – ёмкость условного кон­денсатора, обкладками которого являются электрод и хорошо проводя­щие ток ткани тела человека, расположенные под эпидермисом, а ди­электриком – сам эпидермис; R ВН – активное сопротивление внутренних тканей, включая дерму.

Из схемы рис. 1 следует, что комплексное сопротивление тела человека определяется соотношением

где Z Н = (jС Н) -1 = -jХ Н – комплексное сопротивление емкости С Н;

Х Н – модуль Z Н; f , f – частота переменного тока.

В дальнейшем под сопротивлением тела человека будем подразу­мевать модуль его комплексного сопротивления:

. (1)

На высоких частотах (больше 50 кГц) Х Н =1/(C Н) << R ВН, и сопротивления R Н оказываются практически закороченными ма­лыми сопротивлениями емкостей C Н. Поэтому на высоких частотах со­противление тела человека z h в приближенно равно сопротивлению его внутренних тканей: R ВН z h в. (2)

При постоянном токе в установившемся режиме емкостные сопро­тивления являются бесконечно большими (при 
0 Х Н

). Поэтому сопротивление тела человека постоянному току

R h = 2R Н + R ВН. (3)

Из выражений (2) и (3) можно определить

R Н = (R h -z h в)/2. (4)

На основе выражений (1) – (4) можно получить формулу для вы­числения величины емкости C н:

, (5)

где z hf - модуль комплексного сопротивления тела на частоте f ;

C Н имеет размерность мкФ; z hf , R h и R ВН – кОм; f - кГц.

Выражения (2) – (5) позволяют определить параметры эквивалент­ной схемы (рис. 1) по результатам экспериментальных измерений.

Электрическое сопротивление тела человека зависит от ряда фак­торов. Повреждения рогового слоя кожи могут снизить сопротивление тела человека до величины его внутреннего сопротивления. Увлажнение кожи может понизить ее сопротивление на 30 – 50 %. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на ее поверхности минеральные веще­ства и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и жи­ровыми выделениями, становится более электропроводной, улучшает контакт между кожей и электродами, проникает в выводные протоки потовых и жировых желез. При длительном увлажнении кожи ее на­ружный слой разрыхляется, насыщается влагой и его сопротивление может уменьшиться в ещё большей степени.

При кратковременном воздействии на человека теплового облуче­ния или повышенной температуры окружающей среды сопротивле­ние тела человека уменьшается за счёт рефлекторного расширения кро­веносных сосудов. При более длительном воздействии наступает пото­отделение, в результате чего сопротивление кожи уменьшается.

С увеличением площади электродов сопротивление наружного слоя кожи R Н уменьшается, емкость С Н увеличивается, а сопротивление тела человека уменьшается. При частотах свыше 20 кГц указанное влияние площади электродов практически утрачивается.

Сопротивление тела человека зависит также и от места приложе­ния электродов, что объясняется различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желез на поверхности тела, неодинаковой степенью наполнения кровью сосудов кожи.

Прохождение тока через тело человека сопровождается местным нагревом кожи и раздражающим действием, что вызывает рефлекторное расширение сосудов кожи и, соответственно, усиленное снабжение ее кровью и повышенное потоотделение, что, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления кожи в данном месте. При небольших напря­жениях (20 -30 В) за 1 – 2 минуты сопротивление кожи под электродами может понизиться на 10 – 40 % (в среднем на 25 %).

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение его сопротивления. При напряжениях в десятки вольт это происходит из-за рефлекторных реакций организма в ответ на раздра­жающее действие тока (усиление снабжения сосудов кожи кровью, по­тоотделение). При повышении напряжения до 100 В и выше происхо­дят сначала локальные, а затем и сплошные электрические пробои рого­вого слоя кожи под электродами. По этой причине при напряжениях около 200 В и выше сопротивление тела человека практически равно сопротивлению внутренних тканей R ВН.

При ориентировочной оценке опасности поражения электрическим током сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм (R h = 1 кОм). Точное значение расчетных сопротивлений при разработке, рас­чёте и проверке защитных мер в электроустановках выбирается со­гласно ГОСТ 12.038-82*.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

Дата введения 1983-07-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.06.82 № 2987.

Ограничение срока действия снято по протоколу №2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)

Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Примечания :

1 Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействий не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.

2 Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25°С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Примечание . Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

Таблица 3

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 4

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3.-1.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79.

1. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 – 6,7 кОм;

для табл.2 при времени воздействия

до 0,5 с -0,85 кОм;

более 0,5 с – сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежа;

для табл.3 – 1 кОм;

для табл.4 при времени воздействия

до 1 с -1 кОм;

более 1 с – 6 кОм.

Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25´25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ПРИЛОЖЕНИЕ

(справочное)

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

(Измененная редакция, Изм. № 1).

токов

В соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (не аварийном) режиме работы электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения (U) и токов (I)при нормальном режиме работы электрооборудования

Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин.

Напряжение прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 о С) и влажности (более 75%) должны быть уменьшены в три раза.

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы производственных электроустановок с напряжением до 1000 В не должны превышать значений указанных в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме работы электроустановок

6.4. Обеспечение электробезопасности

Для предупреждения электротравматизма предусматривают защитные мероприятия двух видов :

от токоведущих частей электроустановок, находящихся под напряжением при нормальном (не аварийном) режиме работы электрооборудования;

нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением при аварийном режиме работы электрооборудования.

К мероприятиям первого вида относятся:

Изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, двойная, усиленная) является основным методом защиты. При U раб 10 3 В сопротивление изоляции R из 0,5 МОм; если U раб 10 3 В, R из 10 МОм;

Применение малых напряжений. Согласно ГОСТ 12.2.007-75 безопасным является переменное напряжение менее 42В и постоянное напряжение величиной менее 110В. В особоопасных помещениях U без 12В для f =50 Гц;

Укрытие токоведущих частей в сочетании с блокировкой;

Расположение токоведущих частей (проводов) на недоступной для соприкосновения высоте;

Использование специального инструмента;

Организационные мероприятия (вывешивание плакатов, инструктаж, допуск и т.п.).

К мероприятиям второго вида относятся защитное заземление оборудования, зануление и защитное отключение в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 :

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением. Его назначение: превращение «замыкания на корпус» в «замыкание на землю» с тем, чтобы уменьшить U пр или U ш до безопасных величин (выравнивание потенциала). Заземление бывает выносное или сосредоточенное (заземлитель находится за пределами площадки,на которой расположено оборудование) и контурное (одиночные заземлители размещены по контуру площадки,на которой находится электрооборудование). При контурном заземлении достигается максимальная безопасность работающих;

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установки. Принцип действия защиты занулением заключается в превращении случайного пробоя фазы на корпус в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защиты (плавкие предохранители, автоматические выключатели). Назначение заземления нейтрали – снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого провода при случайном замыкании фазы на землю;

Защитное отключение – это быстродействующее (0,2с) автоматическое отключение электроустановки при пробое фазы на корпус, снижающее сопротивление изоляции фаз относительно земли, при появление в сети более высокого напряжения и возникновении опасности поражения электрическим током.

Задания и порядок их выполнения

Задание №1. Оценить исправность двухфазного и трехфазного электродвигателя.

Порядок выполнения работы

Проверить работу вольтамперметра. Для этого включить прибор в сеть и дать ему прогреться (35 мин). Соединить клеммы друг с другом – при этом на табло должно высветиться малое сопротивление (несколько Ом). При разомкнутых клеммах прибор должен показывать максимальное сопротивление (20 кОм).

Нарисовать на бумаге верхнюю панель двухфазного (трехфазного) электродвигателя и наметить цифрами выходы обмоток. В 2-х фазном двигателе таких выходов четыре, в 3-х фазном – шесть. В обоих двигателях в середине находится вывод, соединенный с корпусом двигателя.

Попеременно переставляя клеммы вольтамперметра по выводам на панели электродвигателя записать показания прибора. Анализируя полученные результаты измерений, найти по минимальным значениям сопротивлений начало и конец первой обмотки, второй (третьей). Если сопротивление между началом и концом обмотки большое, это говорит о том, что обмотка двигателя разорвана, при малом сопротивлении обмотка исправна.

Определить наличие замыкания обмоток на корпус электродвигателя. Для этого одну клемму вольтамперметра присоединить к корпусу электродвигателя (центральный вывод на панели двигателя), а другую к началу или концу обмотки. Если при таком присоединении прибор показывает большое сопротивление, это указывает на отсутствие замыкания обмотки на корпус двигателя. В противном случае – обмотка закорочена на корпус.

Сделать заключение об исправности двигателя: двигатель исправен, если все обмотки не разорваны (малое сопротивление между началом и концом обмотки) и отсутствует замыкание обмоток на корпус (большое сопротивление в системе обмотка-корпус).

Задание №2. Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и сопротивление изоляции 2-х фаз относительно земли в двухпроводной цепи.

Порядок выполнения работы

Установка состоит из панели, на которой находятся восемь гнезд. Каждая пара имитирует сопротивление изоляции проводника. Попеременно вставляя клеммы вольтамперметра в гнезда, записать показания прибора – сопротивление изоляции проводников.

Измерить сопротивление изоляции фазных проводов относительно земли в 2-проводной сети. Для этого одну клемму вольтамперметра установить в гнездо «земля», а вторую, сначала в гнездо верхнего провода, а затем нижнего. Записать показания – сопротивление фаз относительно земли.

Оценить исправность изоляции на 4-х проводниках и изоляции фаз относительно земли (2 замера), путем сравнения полученных сопротивлений с нормативными по ПУЭ: R из 0,5 МОм приU1000 В и R из 10 МОм приU1000 В.

Задание №3. Оценить степень опасности однофазного включения человека в электрическую сеть с изолированной нейтралью источника питания. Установить исправность электрической сети, в которую включился человек.

Порядок выполнения работы

Подключить стенд к сети и включить тумблеры на передней панели установки. Записать показания миллиамперметра (мА), т.е. величины тока, проходящего через человека, и показания вольтметра, указывающего фазовое напряжение в сети. Оценить степень опасности такого тока для человека.

Рассчитать величину тока, проходящего через человека, при однофазном включении в исправную сеть с изолированной нейтралью источника питания [см. ур-е (6.3)]и в аналогичную сеть, работающую в аварийном режиме[см. ур-е (6.5)]. В расчетах сопротивление человека принять равным 1000 Ом, сопротивление изоляции фаз по ПУЭ: R из 0,5 МОм приU1000 В и R из 10 МОм приU1000 В.

Полученные значения токов сравнить с измеренной величиной на стенде и сделать вывод об исправности изоляции фаз относительно земли.

Задание №4. Определить на стенде сопротивление системы заземления, состоящей из соединительной полосы и одиночных заземлителей, и вид грунта, в котором эта системы расположена. Рассчитать, какое количество одиночных заземлителей, помещенных в найденный грунт (или иной – по заданию преподавателя), обеспечивают измеренное на стенде сопротивление заземляющей системы в целом.

Порядок выполнения работы

Измерить вольтамперметром сопротивление системы заземления в целом (см. схему не стенде).

Измерить сопротивление грунта, в котором находится эта система. Удельное сопротивление грунта ( гр, Омм) рассчитывается по формуле:

 гр = 2 . Ra,(6.10)

где R – показания прибора;

а – расстояние между стержнями (в расчёте принять 20м).

По табл.6.3 определить природу грунта.

Таблица 6.3

Удельное сопротивление грунта при влажности 10 – 20%

Таблица 6.4

Данные для расчёта сопротивления некоторых одиночных заземлителей, Ом.

5. Задаваясь количеством одиночных заземлителей найти сопротивление соединительной полосы по формуле (6.11) и коэффициентов экранирования соединительной полосы и одиночных заземлителей по формулам (6.12 и 6.13):

R п = ( гр /2l пол)ln(2l пол 2 /bh), (6.11)

где l пол -длина полосы, соединяющей одиночные заземлители (l пол = 1,05 . d . (n-1);

d - расстояние между одиночными заземлителями (d = l 2м);

b - ширина полосы (b = 0,05м);

h - глубина залегания полосы (h = 0,8м);

n - число одиночных заземлителей.

 пол = 0,25 + 0,75e  0.25 n ; (6.12)

 = 0,35 + 0,65е -0,1n . (6.13)

r з = 1/(n /R з + пол /R п), (6.14)

и сравнить полученное значение с измеренным на стенде.

7. Если расчетное сопротивление получилось больше измеренного, то количество одиночных заземлителей следует увеличить и расчет повторить.

8. Этот расчет следует проводить до тех пор, пока расчетное сопротивление будет равно измеренному на стенде. Это и будет требуемое количество одиночных заземлителей в общей системе заземления, которое обеспечит исправность системы, размещенной в найденный грунт.