Электробезопасность. Теория и практика

Москва — Вологда
Инфра-Инженерия
2017

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Теория и практика

В. К. Монаков, Д. Ю. Кудрявцев

© Монаков В. К., Кудрявцев Д. Ю., авторы, 2017 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2017

Электробезопасность: Теория и практика / В. К. Монаков,  
Д. Ю. Кудрявцев. — М.: Инфра-Инженерия, 2017. — 184 с.

Монаков В. К., Кудрявцев Д. Ю. 
М632

УДК  621.316.9.064.2
ББК  31.247 
    М   632

Рецензенты:
директор научно-технического инновационного центра  
энергосберегающих технологий и техники (НТИЦ ЭТТ)  
к. т. н. доц. А. Г. Вакулко.

В монографии изложены общие принципы организации системы электробезопасности 
в электроустановках жилых и общественных зданий, приведены сведения из ряда последних 
нормативных документов, регламентирующих устройство электроустановок и технические 
требования к электрозащитным устройствам. Рассмотрены виды поражений электрическим 
током, критерии электробезопасности, основные электрозащитные устройства, принципы 
их действия, правила применения, методы контроля и испытания этих устройств, приведены примеры их применения в различных электроустановках. Дополнительно представлены 
сведения по системам контроля изоляции и молниезащиты электроустановок. Также рассмотрены приемы оказания первой помощи при электропоражении.
Книга может быть использована в качестве учебно-справочного пособия при обучении, 
подготовке и переподготовке электротехнического персонала по теме обеспечения электробезопасности, также книга может быть полезна специалистам-электротехникам при выполнении работ по проектированию, монтажу, наладке и эксплуатации электроустановок жилых, 
производственных и общественных зданий с применением УЗО.
Нормативные материалы, приведенные в работе, должны представлять интерес для работников органов сертификации, испытательных лабораторий, специалистов проектных, 
электромонтажных, эксплуатационных организаций, работников различных энергетических 
служб, а также частных лиц, деятельность которых тем или иным образом связана с решением проблем электро- и пожаробезопасности в электроустановках жилых и общественных 
зданий.

ФЗ
№436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

ISBN 978-5-9729-0173-9

ISBN 978-5-9729-0173-9

ОгЛАвЛЕНиЕ

Глава 1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ......................................... 8
1.1. Основные определения ..................................................................... 8
1.2. Виды поражений электрическим током ....................................... 8
1.2.1. Электрические травмы ....................................................... 10
1.2.2. Статистика электротравматизма .............................. 14
1.2.3. Бытовой электротравматизм ......................................... 15
1.3. Токи поражения. Критерии электробезопасности  .................. 16

Глава 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ 
ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ........................  29
2.1. Факторы, определяющие вероятность 
поражения человека электрическим током ..............................  29
2.2. Электрозащитные меры .................................................................  34
2.2.1. Организационные меры защиты 
(для квалифицированного персонала) ..............................  34
2.2.2. Организационно-технические меры защиты ...............  34
2.2.3. Технические меры защиты  ................................................  34
2.3. Классификация помещений по степени 
опасности поражения людей электрическим током  ..............  39
2.3.1. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками  ..........  41
2.3.2. Классификация электротехнического 
и электронного оборудования по способу защиты 
от поражения электрическим током .............................  43
2.4. Системы заземления .......................................................................  48
2.5. Возможные варианты включения человека 
в электрическую цепь  ....................................................................  52
2.6. Меры, обеспечивающие недоступность для человека 
токоведущих частей электрооборудования  .............................  54
2.7. Меры, позволяющие снизить ток через 
тело человека до безопасного значения  ....................................  55
2.8. Сети, изолированные от земли (IT-сети) ..................................  57
2.8.1. Условия электробезопасности в IT-сетях .....................  57
2.9. Защитное заземление  .....................................................................  61
2.10. Стекание тока в землю .................................................................  65
2.11. Выравнивание и уравнивание потенциалов ..........................  74
2.12. Уравнивание потенциалов ..........................................................  76

Оглавление

2.13. Меры по ограничению длительности воздействия 
электрического тока на организм человека. 
Защитное зануление. Защитное отключение ........................... 78
2.14. Контроль изоляции, обнаружение повреждений  .................. 82

Глава 3. ЗАЩИТНОЕ ОТКЛюЧЕНИЕ — УЗО ............................................. 86
3.1. Назначение устройств защитного отключения ........................ 86
3.2. Принцип действия УЗО .................................................................. 99
3.3. Виды УЗО  .........................................................................................102
3.4. Применение различных видов УЗО  ..........................................103
3.5. Конструкция УЗО ...........................................................................116
3.6. Основные нормируемые параметры УЗО ................................119
3.7. Технические параметры типовых УЗО  .....................................121
3.8. Проектирование электроустановок 
с применением УЗО .......................................................................123

Глава 4. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ..............................................128
4.1. Общие сведения ..............................................................................128
4.2. Защита людей и оборудования 
от импульсных высоковольтных разрядов ..............................132
4.2.1. Устройства защиты от импульсных 
перенапряжений ...................................................................133
4.2.2. Защита зданий и сооружений любого 
назначения от импульсных перенапряжений ...............136
4.2.3. Зоны молниезащиты с точки зрения 
прямого и непрямого воздействия молнии  ....................137
4.2.4. Трехступенчатая схема включения 
защитных устройств  .......................................................139
4.2.5. Расчет токов молнии при прямом 
попадании в объект ............................................................140
4.2.6. Выбор типа применяемых УЗИП 
и схемы их установки  ........................................................143
4.2.7. Импульсное выдерживаемое напряжение  ......................143
4.3. Параметры защитных устройств  ...............................................147
4.4. Ограничитель перенапряжений 
АСТРО*ОПН-12/0,4 ......................................................................149

Глава 5. ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА .................................................151
5.1. Статистика пожаров ......................................................................151

Оглавление

5.2. Аварийные режимы электроустановок, 
приводящие к возгоранию .......................................................... 152
5.3. Основные причины возникновения аварийных 
пожароопасных режимов в электроустановках .................... 154
5.4. Горение, горючие вещества и материалы ................................ 154
5.5. Дуговое замыкание ........................................................................ 155
5.6. Проблема обнаружения дугового замыкания ........................ 157
5.7. Устройства защиты от дугового замыкания 
Ф-9211 и Ф-9212 ............................................................................. 160
5.8. Особенности оценки работоспособности УЗДЗ ................... 162
5.9. УЗО как противопожарное средство защиты ........................ 166

Глава 6. ПРИЕМЫ ОКАЗАНИЯ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ 
ПРИ ЭЛЕКТРОПОРАЖЕНИИ .......................................................  170

6.1. Освобождение человека от действия 
электрического тока .....................................................................  170
6.2. Диагностика ...................................................................................  171
6.3. Базовая сердечно-легочная реанимация (СЛР)
по принципу АВС .........................................................................  173

ввЕДЕНиЕ

Все более широкое использование электроэнергии во всех областях  
деятельности человека, рост энерговооруженности труда, увеличение количества электроприборов в быту и на производстве естественным образом, 
повлекли за собой повышение опасности поражения человека электри- 
ческим током.
Электрический ток не имеет каких-либо физических признаков или 
свойств, по которым человек мог бы его ощущать органами чувств до момента контакта, что усугубляет его опасность.
Техника безопасности в электроустановках (электробезопасность) — 
это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного воздействия электрического тока, 
электрической дуги и других факторов (пожар, взрыв и т. д.). 
Применяемые способы и средства защиты предназначены для обеспечения недоступности токопроводящих частей электроустановок, исключения возможности случайного прикосновения к ним, устранения опасности поражения при замыкании сети на корпус электрооборудования 
или землю, предотвращения ошибочных действий персонала в процессе 
работы.
Выбор способов и средств электрозащиты регламентирован государст- 
венными стандартами системы безопасности труда (ГОСТами ССБТ) [1, 6]  
и новыми государственными стандартами, разработанными на основе 
комплекса стандартов Международной электротехнической комиссии 
МЭК 264 «Электрические установки зданий» [14, 15].
В данном пособии приведены сведения о видах действия электрического тока на человека и электротравмах, изложены требования безопасности. 
Даны методики оценки опасности включения человека в различные 
цепи электрического тока, рассмотрены организационные и технические 
средства защиты и методы их расчета.

Глава 1. СИСТЕМА 
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

1.1. Основные определения

В межгосударственном стандарте ГОСТ 12.1.009-76 [1] даны следующие 
определения наиболее важных понятий рассматриваемой темы: 
Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опас- 
ного воздействия электрического тока, электрической дуги, электро- 
магнитного поля и статического электричества.
Электротравма — травма, вызванная воздействием электрического 
тока или электрической дуги.
Электротравматизм — явление, характеризующееся совокупностью 
электротравм.
Электротравматизм составляет значительную долю в общем числе несчастных случаев. 
Специалистам-электрикам и рядовым пользователям известно большое количество случаев гибели или тяжелого поражения людей от удара 
электрическим током или возгораний и пожаров, вызванных неисправностями электрооборудования и электропроводок. 
Электротравма — событие, характеризуемое определенным сочета- 
нием причинно-следственных связей между элементами системы «чело- 
век — электроустановка — среда». 
В данной системе человек является объектом, электроустановка — 
источником поражения, а среда оказывает влияние, как на человека, так 
и на электроустановку. Работу по предупреждению электротравматизма 
следует вести путем изучения свойств и взаимосвязи всех элементов этой 
системы с учетом их вероятностного характера и созданием комплекса  
защитных мероприятий. 

1.2. Виды поражений электрическим током 

В целом, по данным статистики, среди травм (рис. 1.1) на производстве 
с временной утратой трудоспособности количество электротравм — не 
превышает 2%. Однако среди травм с летальным исходом электротравмы 
занимают ведущее место — более 12%, то есть каждая седьмая смертельная 
травма вызвана электрическим током.

1. СиСтема электрОбезОпаСнОСти

Основные причины массовости смертельного электротравматизма 
можно сформулировать следующим образом:
• физиологическая несовместимость электрического тока и биологических процессов в организме;
• отсутствие внешних признаков опасности оголенных токоведущих  
частей или металлических конструкций, случайно оказавшихся под напряжением (отсутствуют дым, свечение и другие угрожающие признаки);
• недооценка многими работниками конкретной опасности при кон- 
такте с токоведущими частями.

Протекая через организм человека, электрический ток производит следующие действия:
• термическое действие;
• электролитическое действие;
• механическое действие;
• биологическое действие.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов,  
сердца, мозга и других органов, находящихся в цепи электрического тока, 
что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.
Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, в том числе и крови, что сопровождается значитель- 
ными нарушениями их физико-химического состава.

Рис.1.1. Виды поражений электрическим током

В. к. монаков, Д. Ю. кудрявцев

Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, 
разрыве и других подобных повреждений тканей организма, в том числе 
мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани 
и др., в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного 
взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови. 
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов.

1.2.1. Электрические травмы

Последствия воздействия электрического тока на человека

Многообразие действий электрического тока на организм приводит  
к различным электротравмам, которые можно свести к двум видам:
— местные электротравмы, когда возникает местное повреждение  
организма;
— общие электротравмы, когда поражается весь организм.
Примерное распределение несчастных случаев от электрического тока:
• 20% — местные;
• 25% — электрические удары;
• 55% — смешанные травмы.
Эти травмы часто сопутствуют друг другу, но они различны и должны 
рассматриваться раздельно.

Местные электротравмы

Местная электротравма — это ярко выраженное местное нарушение 
целостности тканей тела. Чаще это поверхностные повреждения (кожа, 
иногда связки и кости). Опасность местных травм зависит от места и степени повреждения тканей. Как правило, местные травмы излечиваются, 
работоспособность пострадавшего восстанавливается.
Характерные местные электротравмы — электрические ожоги, элек- 
трические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия. Большая часть поражений, а это 75% случаев поражений электрическим током сопровождается местными электротравмами.  
Из них:
• электрические ожоги — 40…50%;
• электрические знаки — 7…10%;
• металлизация кожи — 2…5%;