3.2. Практические условия возникновения электропоражений

3.2. Практические условия возникновения электропоражений

При анализе электротравматизма на объектах, подконтрольных органам Ростехнадзора, к сожалению, отсутствует систематизированный подход к выявлению и обобщению практических причин и условий возникновения электропоражений, имеющих в большинстве случаев скрытый характер.

Например, наиболее часто имеет место такая причина электропоражений на производстве, как прикосновение работников к корпусам обслуживаемого ими оборудования и конструктивно связанных с ними металлическим предметам (станины, фундаменты, конструкции зданий, трубы, и т. д.), которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним вследствие повреждения изоляции провода (кабеля).

В связи с этим вызывает тревогу тот факт, что немалый процент электропоражений приходится на неэлектротехнический персонал (технологических работников). Так, из общего числа электропоражений в 2001 г. (776) свыше 23 % (179 несчастных случаев) пришлось на неэлектротехнический персонал, а в 2002 г. из общего числа электропоражений (721) на неэлектротехнический персонал пришлось свыше 22 % (162 несчастных случая).

Под повреждением изоляции проводов и кабелей следует понимать не только и не столько их видимое механическое разрушение, которое можно устранить, сколько снижение сопротивления их изоляции, которое визуально не поддается контролю и вследствие этого является скрытым потенциальным фактором электропоражения.

Причины и практические условия возникновения электропоражений, несмотря на их значительное количество, можно объединить в следующие 5 групп:

прикосновение к оголенным токоведущим частям, находящимся под напряжением. При этом следует отличать проводящую часть электроустановки от ее токоведущей части. Проводящая часть – часть электроустановки, которая может проводить электрический ток. Токоведущая часть – проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник (но не защитный PEN – проводник);

прикосновение к корпусам электрооборудования и конструктивно связанных с ними металлическим предметам и сооружениям, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним вследствие повреждения изоляции проводов (кабелей). Указанные корпуса и металлические предметы в соответствии с терминологией, принятой в ПУЭ, относятся к открытым проводящим частям (ОПЧ). Открытая проводящая часть – доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. Открытую проводящую часть электроустановки не следует смешивать с понятием сторонняя проводящая часть, т. е. проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки;

прикосновение к отключенному, но электрически заряженному оборудованию (к конденсаторам, кабелям и т. п.);

нахождение в недопустимой близости от места замыкания провода (кабеля) на землю. Например, к оборванному проводу, одним концом лежащему на земле, запрещается приближаться на расстояние менее 8 м во избежание попадания под шаговое напряжение;

все поражения, связанные с действием электрической дуги и продуктов ее сгорания, а также с влиянием электрических и магнитных полей повышенной напряженности.

Прикосновение к ОПЧ может прямым или косвенным. Прямое прикосновение – электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением. Косвенное прикосновение – электрический контакт людей или животных с ОПЧ, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.

Защита от прямого прикосновения – защита для предотвращения прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Защита при косвенном прикосновении – защита от поражения электрическим током при прикосновении к ОПЧ, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции.

Не касаясь темы повышенной опасности действия электрического тока на организм человека, защитных мер по электробезопасности и других вопросов, которые освещены в нормативно-технических документах и специальной технической литературе, отметим, что в ПУЭ достаточно полно указаны меры защиты как от прямого прикосновения к токоведущим частям, так и от косвенного прикосновения.

Однако в нормах и правилах и в другой технической литературе недостаточно полно анализируются скрытые причины электропоражений при прикосновении к ОПЧ, в частности, износ и старение изоляции питающих проводов, кабелей, обмоток электродвигателей и др. Износ и старение изоляции проводов являются одной из наиболее «коварных» причин электропоражений.

Старение изоляции проводов определяется совокупностью целого ряда причин, в том числе срока службы изоляции, влияния параметров окружающей среды, условий эксплуатации и др. При неблагоприятном сочетании этих факторов возникает форсированное старение изоляции с резким ухудшением ее электрических свойств.

В соответствии с требованиями ПУЭ (п. 1.6.19 7-го издания) в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор (или резистор) нейтралью, в сетях переменного тока напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях постоянного тока с изолированными полюсами или изолированной средней точкой выполняется автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции фаз (или полюсов) ниже заданного значения с последующим контролем ассиметрии напряжения при помощи показывающего прибора.

Помимо этого, нормы и правила работы в электроустановках вполне обоснованно требуют периодических измерений изоляции проводов и кабелей, а потребители электрической энергии должны иметь соответствующий технический отчет о результатах проведения таких измерений (испытаний).

При анализе несчастных случаев целесообразно рассматривать их распределение по приведенным выше видам практических условий и причин возникновения электропоражений, что позволит применить конкретные меры по их предупреждению и устранению.

В некоторых случаях, например, при выборе и правильном исполнении того или иного защитного мероприятия в электроустановках и (или) их сочетаний недостаточный профессионализм электротехнического персонала может явиться (и часто является) причиной электропоражений.

Наглядным примером может служить выбор и исполнение одного из основных защитных мероприятий в электроустановках – заземления.

Заземление как защитное мероприятие в соответствии с требованиями ПУЭ предусматривает множество систем. В электроустановках напряжением до 1000 В различаются системы TN, TN-С, TN-S, TN-C-S, IT, TT. Существует несколько способов выполнения заземления (защитное заземление, зануление, их сочетания), которые зависят от способа заземления нейтрали электроустановки (глухозаземленная, эффективно заземленная, изолированная, заземленная через дугогасящий реактор или резистор), а также от наличия различных видов нейтральных и защитных проводников (N – нулевой рабочий проводник, РЕ – защитный проводник, который может быть заземляющим проводником, нулевым защитным проводником или защитным проводником системы уравнивания потенциалов, и PEN – совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник).

Для правильного выбора способа выполнения заземления и применения того или иного вида нейтрального и защитного проводников необходимо не только глубокое профессионально-техническое знание предмета, но также доскональное знание и умение правильно применять действующие нормы и правила работы в электроустановках (ПУЭ, ПТЭЭП, МПБЭЭ и др.).

Как правило, несчастный случай в электроустановке может произойти не из-за того, что в электроустановке или ее части отсутствует заземление, а из-за неправильного его исполнения, несоответствия сопротивлений заземляющих устройств нормативным значениям, из-за неправильного выбора способа выполнения заземления или недопустимого сочетания нескольких способов.

Рассмотренный пример показывает, как техническая проблема (неправильное исполнение и отсутствие периодических проверок заземляющих устройств) может перерасти в правовую, связанную с дисциплинарной, административной или даже уголовной ответственностью в зависимости от тяжести и последствий несчастных случаев в электроустановке.

К сожалению, до сих пор отсутствуют правовые нормы по выявлению причин и виновников возникновения аварийных ситуаций в электроустановках, а также экономический механизм определения реального ущерба.

Распределение несчастных случаев по видам оборудования, видам работ, уровням напряжения, времени суток, дням недели, месяцам и т. д., а также числа пострадавших по профессиям, возрасту, полу, приведенное в использованных источниках, хотя и является полезной информацией, но не дает возможности использовать эту информацию при разработке и применению на практике предупреждающих мер.

Очевидно, что одного только качественного анализа недостаточно для решения проблемы предупреждения электротравматизма. Например, информация о том, что «…доля травмированных мужчин возросла на 2 %…, или…наиболее часто несчастные случаи происходили в июле, по дням недели – в понедельник и среду…» и т. п., не является в данной ситуации значимой.

Решение проблемы электробезопасности требует научного подхода с применением специальных методов исследования и обработки полученной информации. Представляется перспективным, например, применение методов коррелляционного анализа, позволяющего произвести отбор наиболее значимых факторов по целому ряду показателей (например, по частоте возникновения поражений, тяжести и масштабу поражающих действий и т. д.). На основе результатов такого анализа можно построить соответствующие математические модели для выбора оптимальных средств защиты, оценки и прогнозирования их эффективности.

Наличие таких моделей будет способствовать более глубокому пониманию причин электротравматизма, совершенствованию системы их выявления и предупреждения.

При этом одного только качественного анализа режимных состояний и работоспособности большого количества защитных устройств, мероприятий и их сочетаний в электроустановках недостаточно; без количественной математической оценки такой анализ не позволяет найти даже приближенного оптимального решения.

Практика анализа режимных состояний и эффективности работы защитных устройств и мероприятий по обеспечению электробезопасности, включая оценку технико-экономических показателей (таких как капитальные затраты и эксплуатационные издержки на дорогостоящие системы заземления, устройства защитного отключения – УЗО, разделительные и понижающие трансформаторы и др.) приводит к выводу о невозможности оптимизации их применения только по одному критерию.

Таких критериев должно быть несколько, в том числе, например:

эффективность и безотказность работы;

наиболее удачное сочетание различных защитных мероприятий;

экономичность.

Первый показатель характеризует способность данного защитного мероприятия (устройства) выполнять функции, для которых оно предназначено. Второй показатель характеризует максимально возможную степень эффективности при минимальных затратах. Третий показатель характеризует уровень начальных (капитальных) затрат и эксплуатационных издержек.

Учет указанных факторов в математических моделях для решения задач обеспечения электробезопасности позволит повысить их практическую ценность.

Выбранные показатели удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к количественным критериям оптимизации, а именно:

характеризуют оптимальную эффективность и работоспособность защитного мероприятия (устройства);

являются количественными, поскольку могут быть выражены числовыми значениями;

имеют физический смысл, что дает возможность определить пределы и области оптимизации;

могут быть определены с достаточной точностью, т. е. с относительно малой дисперсией;

в достаточной мере и объеме описывают объект исследования и точно характеризуют его режимные состояния;

могут быть использованы на практике для решения задачи повышения уровня электробезопасности.

При минимальных затратах одновременно обеспечить максимальные значения этих показателей не представляется возможным; рост одного из них (например, безотказности) может иметь место при снижении другого (например, экономичности).

Предложенный подход к решению проблемы повышения уровня электробезопасности может оказаться результативным. В этом направлении в настоящее время проводятся определенные исследования.

На базе управления Ростехнадзора по г. Москве разработана информационно-аналитическая система «Энергоэффективность», включающая подсистему «Учет и анализ несчастных случаев в энергоустановках», которая обеспечивает сбор статистической информации о несчастных случаях на объектах, подконтрольных Ростехнадзору, с последующей аналитической обработкой полученных данных по 47 показателям.

В Московском институте энергобезопасности и энергосбережения появились первые перспективные теоретические разработки по статистическим оценкам количественных показателей и критериев обеспечения безопасности эксплуатации энергоустановок.

Благодаря большой многолетней работе Ростехнадзора по созданию и применению базы данных для учета и анализа несчастных случаев в энергоустановках в наличии имеются репрезентативные статистические данные. Это создает серьезные предпосылки для применения методов математической статистики для разработки практических мероприятий по выявлению и устранению причин электротравматизма.