Безопасность жизнедеятельности

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
(ФГАОУ ВО РУТ(МИИТ), РУТ(МИИТ)

Кафедра: «Техносферная безопасность»

(название кафедры)

Авторы: Климова Д.В., к.тех.н, -

(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ CАМОСТОЯТЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Безопасность жизнедеятельности»

(название дисциплины)

Направление/специальность:. Системы обеспечения движения поездов

(код, наименование специальности /направления)

Профиль/специализация: Автоматика и телемеханика на железнодорожном
транспорте» (СА), «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного
транспорта» (СТ)

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: заочная

Москва 2024 г.

(1.1) – формулы, приведенные для объяснения решения задачи
(1.1*) – формулы, которые необходимо вычислить согласно исходным
данным своего варианта

Задание 3. Расчет тока, проходящего через человека при
однополюсном и двухполюсном прикосновении

Рассчитайте ток, проходящий через тело человека при однополюсном и
двухполюсном прикосновении к трехфазной сети переменного тока частотой
50 Гц. Рассмотреть случаи сети с заземленной (380/220 В) и изолированной
(380 В) нейтралью. Сопротивление изоляции проводов R_U3 = 300 кОм .
Емкость сети незначительна ( С«0 ). Параметры помещения взять из
таблицы 3.1. Сопротивление человека принять равным Ячел = 1,5 кОм .
Сопротивление заземления нейтрали R₀ = 4 Ом.

Таблица 3.1. Исходные данные к заданию 3

Методические указания к решению задачи

Согласно исходным данным и таблице 3.1 определяем сопротивление
пола R_п , кОм.

Таблица 3.1. Значения сопротивлений растеканию тока полов,
выполненных из различных материалов.

(Пример. Для мокрого бетонного пола ^{Rп = 0,1} к^Ом

Далее определяем сопротивление обуви R_об , кОм, согласно исходным

данным и таблице 3.2.

Таблица 3.2. Значения сопротивлений обуви

Материал Сопротивление обуви, кОм, при напряжении сети, В

(Пример. Для кожаной подошвы во влажном помещении в случае
однополюсного прикосновения к трехфазной сети с глухозаземленной
нейтралью R_o6 1 = 0,5 кОм, с изолированной нейтралью R_o6 2 = 0,2 кОм.)

Рассмотрим трехфазую сеть с глухозаземленной нейтралью. При
однополюсном прикосновении возможны два варианта (рис. 3.1).

Рисунок 3.1. Однополюсное прикосновение к сети
с глухозаземленной нейтралью

Рассмотрим первый вариант: человек прикасается к нулевому проводу
(рис. 3.1а). Как видно из рисунка, ток через тело человека не проходит:

1чел = 0 (3.1)

и такое прикосновение не опасно для человека.

Во втором варианте человек прикасается к фазному проводу
(однофазное прикосновение, рис. 3.21б).

В этом случае ток через тело человека определяется по формуле:

^Iчел

Uф

R о + Rn + R_o6 + RJ

(3.2*)

где U_ф - фазное напряжение, В, в данном случае 220 В;

R₀ - сопротивление заземления нейтрали, Ом;

R_п - сопротивление пола, Ом;

R_об - сопротивление обуви, Ом.
(Пример. Значение тока

^Iчел

Uф

R» + Rn + Ro6 + R^

Делаем вывод о

220

4 + 0,1-103 + 0,5-103 +1,5-103

= 0,105 А.)

действии тока согласно полученному значению и

данным таблицы 3.3.

Таблица 3.3.

Влияние значения тока на исход поражения

электрическим током

(Пример. Такое значение тока 105 мА частотой 50 Гц вызывает фибрилляцию
сердца, что является смертельным для человека.)

Далее рассмотрим двухполюсное прикосновение. При двухполюсном
прикосновении также возможны два варианта (рис. 3.2).

Рисунок 3.2. Двухполюсное прикосновение к сети
с глухозаземленной нейтралью

Рассмотрим первый вариант (рис. 3.2а). Человек прикасается к
нулевому проводу и к фазному проводу. В этом случае ток через тело
человека находится по формуле:

I

Uф

чел

R

(3.3)

чел

Значение тока I_чел

Uф

R

чел

220

1,5 -103

= 0,146 А.

Такое значение тока частотой 50 Гц тоже является смертельным для

человека.

Рассмотрим теперь второй вариант (рис. 3.2б) Человек прикасается к
двум фазным провода (двухфазное прикосновение). В этом случае ток через
тело человека находится по формуле:

^Iчел

U

лин

R^,
чел

(3.4)

где U_лин - линейное напряжение, в нашем случае 380 В.

U 380

Значение тока I = —лин =------ = 0,253 А.

чел R4e_n 1,5 -10³

Такое значение тока частотой 50 Гц также является смертельным для

человека.

Рассмотрим трехфазную сеть с изолированной нейтралью (рис. 3.3).

Рисунок 3.3. Однополюсное (а) и двухполюсное (б) прикосновение к сети
с изолированной нейтралью

При однополюсном (однофазном) прикосновении (рис. 3.3а) значение

тока, проходящего через тело человека зависит от сопротивления изоляции
R_из и емкости фаз относительно земли С . Если емкость сети незначительна

( С к 0 ), то ток, проходящий через тело человека, находится согласно
следующей формуле:

^Iчел

3 • U

лин

3 ■( Rn + R06 + Rчел )+R„’

(3.5*)

где R_из - сопротивление изоляции проводов, в нашем случае

(Пример. Посчитаем значение тока

R_U3 _ 300кОм

.

^Iчел

3 • U
лин

³ •( ^Rn + RO6 + R„ )+ R3

_ 3•380

^_ зДОЛО^+Озч^

= 0,0037 А.

Такое значение тока 3,7 мА частотой 50 Гц является ощутимым для

человека, но не опасным.

При двухполюсном (двухфазном) прикосновении (рис. 3.3б) значение
тока, проходящего через тело человека находится по формуле:

U

I _ лин

чел

чел

.

(3.6)

Находим значение тока:

U

I _ лин
чел _R
чел

380У _ 0,253 А.

1,5 •Ю³

Такое значение тока частотой 50 Гц является смертельным для

человека.

Задание 4. Расчет допустимого времени работ при
электромагнитном излучении

В открытом распределительном устройстве, где расположена
аппаратура с напряжением U = 500 кВ , питающаяся переменным током
промышленной частоты 50 Гц предстоит плановая работа на ряде участков с
повышенной напряженностью электрического поля. Работа будет
проводиться без применения защитных средств – экранирующих костюмов,
экранов. Продолжительность работы на участке A , где напряженность
электрического поля E_A , t_A = 60 минут ; на участке B , где напряженность
электрического поля E_B , t_B = 90 минут . Определить фактическое время
выполнения работ t_C для третьего участка C , где напряженность
электрического поля E_C , а также общее время выполнения работ.

Таблица 4.1. Исходные данные к заданию 4

Методические указания к решению задачи

К источникам ЭМП промышленной частоты относятся ЛЭП до 1150
кВ, ОРУ, коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики,
измерительные приборы.

Длительное воздействие таких полей приводит к расстройствам,
которые субъективно выражаются жалобами на головную боль, вялость,
расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность,
апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП
частотой 50 Гц характерны нарушения ритма и замедление частоты
сердечных сокращений, могут появляться функциональные нарушения в
ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови.

Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне
действия электрического поля, создаваемого током промышленной частоты
напряжением выше 400 кВ.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществляют по
предельно допустимым уровням напряженности электрического и
магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в
нем, и регламентируется СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в
производственных условиях»

В рабочей зоне, характеризующейся различными значениями
напряженности электрического поля, пребывание персонала ограничивается
предельным временем T_пред :

Т_ед= 8У— =8\ — + — + + 1, i = 1,- ,n (4.1*)
пред ^{, ,}

i=1 Ti кT1 T2 ^Tn J

где t_i и T_i , - фактическое и допустимое время (в часах) пребывания

персонала в конкретных зонах с напряженностью поля E1, —,E_n.

Таблица 4.2. Допустимое время пребывания в электрическом поле
промышленной частоты (50 Гц)

E - напряженность воздействующего электрического поля, кВ м .

Пребывание в электрическом поле напряженностью до 5 кВ/м
включительно допускается в течение всего рабочего дня.

Допустимое времяпребывания персонала T_i (ч) в электрическом поле
напряженностью 5 – 20 кВ/м в зонах напряженностью поля E_i кВ м
определяется согласно формуле:

T = ⁵⁰ - 2.
i _Ei

(4.2*)

Допустимое время Т может быть реализовано одноразово или дробно в
течение рабочего дня. В остальное время напряженность электрического
поля не должна превышать 5 кВ/м.

При Е = 20 – 25 кВ/м время пребывания персонала в электрическом
поле не должно превышать 10 минут.

Предельно допустимый уровень напряженности электрического поля
устанавливается равным 25 кВ/м.

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в
производственных условиях» в качестве предельно допустимых уровней
приняты следующие значения напряженности электрического поля:

• 0,5 кВ/м – внутри жилых зданий;

• 1 кВ/м – на территории жилой застройки;

• 5 кВ/м – в населенной местности, вне зоны жилой застройки, а также на
  территории огородов и садов;
• 10 кВ/м – на участках пересечения ВЛ с автомобильными дорогами I –
  IV категории;
• 15 кВ/м – в ненаселенной местности;

20 кВ/м – в труднодоступной местности и на участках специально
выгороженных для исключения доступа населения.

(Пример. Из формулы (4.2) определим допустимое время пребывания
персонала в зонах A, B, C:

50

ta =—2 = 3 ч;

^A 10

T = 50

B₈

T_c = ⁵⁰

C₆

- 2 = 4,25 ч;

- 2 = 6,33 ч.

Подставив полученные значения в формулу (4.1) и считая, что
пребывание в зоне действия поля не должно превышать 8 часов (Тпред = 8 ч),
находим искомое время пребывания персонала в зоне С :

8 = 8 / 1 + -1,5- +
^ 3 4,25

tc

6,33 у

откуда

t_c = 2 ч.

Таким образом время работы на участке С не должно превышать 2
часа, а общее время работы на всех трех участках не должно превышать

^tобщ = tA ⁺ tB ⁺ tC

1общ = 1 +1,5 + 2 = 4,5 ч.)