close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

43.Исследование электробезопасности ручных машин

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
В.С. Ванаев, А.Ф. Козьяков, В.В. Тупов
ИССЛЕДОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ РУЧНЫХ
МАШИН
Методические указания к выполнению лабораторной
работы по дисциплине «Безопасность
жизнедеятельности»
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 628.518(076)
ББК 65.247
В17
Рецензент Ю.В. Чижиков
В17
Ванаев В.С.
Исследование электробезопасности ручных машин : метод.
указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине
«Безопасность жизнедеятельности» / В.С. Ванаев, А.Ф. Козьяков, В.В. Тупов. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. –
13, [3] с. : ил.
Рассмотрен порядок исследования и оценки электробезопасности
при работе человека с ручной электрической машиной.
Для студентов всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 628.518(076)
ББК 65.247
Учебное издание
Ванаев Владимир Степанович
Козьяков Анатолий Федорович
Тупов Владимир Викторович
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
РУЧНЫХ МАШИН
Редактор Е.К. Кошелева
Корректор Л.Н. Петрова
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 18.12.2009. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Изд. № 104а.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
c МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Цель работы — ознакомление с предельно допустимыми значениями напряжений прикосновения и токов, а также с классификацией ручных электрических машин (РЭМ) по методу защиты
человека от поражения электрическим током; освоение методик
измерения тока утечки и сопротивления изоляции, характеризующих электробезопасность РЭМ, на примере машины класса II.
Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от
вредного и опасного воздействия электрического тока.
Ручная электрическая машина — машина с приводом от электрического или электромагнитного двигателя, являющегося ее неотъемлемой частью, предназначенная для выполнения технологических операций.
Используются РЭМ практически во всех отраслях промышленности, в строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте, а
также в научных лабораториях, испытательных подразделениях,
в быту и пр. На долю РЭМ приходится 60. . . 70 % общего объема выпускаемых ручных машин с различными приводами. При
эксплуатации РЭМ могут представлять потенциальную опасность
поражения электрическим током, приводящего в ряде случаев к
увечью человека или к летальному исходу.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Нормирование параметров электробезопасности
В соответствии с ГОСТ 12.1.038–82* [1] в качестве параметров
электробезопасности установлены предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело
человека.
Напряжение прикосновения — напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Предельно допустимые значения установлены для проектирования средств и способов защиты людей при взаимодействии их
с электроустановками производственного и бытового назначения
постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц и приводятся для двух режимов работы электроустановок: нормального
(неаварийного) режима и аварийного режима.
Значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл. 1.
Предельно допустимые значения приведены при продолжительности воздействий не более 10 мин в сутки и установлены, исходя
из реакции ощущения.
Таблица 1
Род тока, частота
Переменный, 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный
U, В
I, мА
2,0
3,0
8,0
0,3
0,4
1,0
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и
токов при аварийном режиме производственных электроустановок
не должны превышать значений, указанных в табл. 2.
При продолжительности воздействия электрического тока более 1 с значения, приведенные в табл. 2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и
токов при аварийном режиме бытовых электроустановок не должны превышать значений, указанных в табл. 3.
4
650
650
U, В
I, мА
U, В
I, мА
Переменный
400 Гц
Постоянный
550
650
U, В
I, мА
Переменный
50 Гц
500
500
340
400
0,01–0,08 0,1
Нормируемая
величина
Род тока,
частота
400
500
160
190
0,2
350
330
135
160
0,3
300
250
120
140
0,4
250
200
105
125
0,5
240
170
95
105
0,6
230
140
85
90
0,7
220
130
75
75
0,8
210
110
70
65
0,9
Предельно допустимые значения, не более,
при продолжительности t, с, воздействия тока
200
100
60
50
1,0
40
15
36
8
20
6
Свыше
1,0
Таблица 2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
Продолжительность
воздействия t, с
Нормируемые
Нормируемые
Продолжительность
величины
величины
воздействия t, с
U, B I, мА
U, B I, мА
От 0,01
до 0,08
220
220
От 0,5
до 0,6
40
40
0,08
0,1
200
200
0,6
0,7
35
35
0,1
0,2
100
100
0,7
0,8
30
30
0,2
0,3
70
70
0,8
0,9
27
27
0,3
0,4
55
55
0,9
1,0
25
25
0,4
0,5
50
50
Свыше
1,0
12
2
Значения напряжений прикосновения и токов установлены для
людей с массой тела от 15 кг.
1.2. Классификация ручных электрических машин
Обеспечение надежной защиты человека от поражения электрическим током во время эксплуатации РЭМ является серьезной проблемой. К РЭМ предъявляют более жесткие требования по
электробезопасности, чем к стационарным электрическим установкам, поскольку первые эксплуатируются в менее благоприятных условиях, чем вторые. Эксплуатироваться РЭМ могут как
квалифицированным персоналом, так и лицами, не имеющими
специальной подготовки, при этом машины могут подвергаться
перегрузкам, ударам, резким перепадам температуры окружающей
среды, воздействию пыли, влаги, солнечной радиации и т. д. Вследствие этого РЭМ имеют собственную классификацию, отличающуюся от классификации всех электроустановок.
По типу защиты человека от поражения электрическим током
РЭМ подразделяют на классы I, II и III.
Машина класса I — РЭМ, в которой защиту от поражения
электрическим током обеспечивают основной изоляцией, а также дополнительными мерами безопасности, при которых доступные токопроводящие части соединены с защитным (заземляющим)
проводом таким образом, что не могут оказаться под опасным напряжением в случае повреждения основной изоляции.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Основная изоляция — изоляция частей РЭМ, находящихся под
напряжением, предназначенная для основной защиты от поражения электрическим током.
К дополнительным мерам, помимо защитного заземления, относятся также применение защитно-отключающего устройства и
обязательное использование средств индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, боты, коврики).
Машина класса II — РЭМ, в которой защиту от поражения
электрическим током обеспечивают как основной изоляцией, так
и дополнительными мерами безопасности (двойная и усиленная
изоляция) и которая не имеет защитного провода или защитного
контакта заземления.
Двойная изоляция — изоляция, включающая как основную, так
и дополнительную изоляцию.
Дополнительная изоляция — независимая изоляция, предусмотренная как дополнение к основной изоляции для обеспечения защиты от поражения электрическим током в случае повреждения
основной изоляции.
Усиленная изоляция — единая система изоляции частей РЭМ,
находящихся под напряжением, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная
изоляция.
Машина класса III — РЭМ, в которой защиту от поражения
электрическим током обеспечивают посредством ее питания безопасным сверхнизким напряжением и в которой не возникают
напряжения, превышающие безопасное сверхнизкое напряжение.
Безопасное сверхнизкое напряжение — номинальное напряжение между проводниками и между проводниками и землей, не
превышающее 42 В, или, в случае трехфазного питания, не превышающее 24 В между проводниками и нейтралью.
1.3. Обеспечение электробезопасности ручных электрических
машин на примере машин класса II
В настоящее время преимущественное распространение получили РЭМ класса II, для работы которых используется электрическая энергия переменного тока напряжением 220 В и промышленной частотой 50 Гц.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Степень поражения человека электрическим током зависит от
того, каким образом произошло включение человека в электрическую цепь. Различают две наиболее характерные схемы:
1) двухфазное включение — одновременное прикосновение человека к двум фазам (двум проводам). В этом случае человек попадает под наибольшее напряжение в сети — линейное;
2) однофазное (фазное) включение — прикосновение человека к
одной фазе (одному проводу) и к земле или к предмету, имеющему
электрическую связь с землей. В этом случае человек попадает под
фазное напряжение.
При исправном состоянии основной изоляции как однофазное,
так и двухфазное включение человека в электрическую сеть маловероятно. Наиболее вероятен травматизм при работе РЭМ, у
которой нет внешних признаков неисправности, но повреждена
изоляция внутри машины (аварийный режим). В этом случае есть
вероятность попадания человека под фазное напряжение. Но даже
при наличии исправной изоляции в РЭМ имеет место утечка тока в
металлические нетоковедущие детали через толщу изоляции, по ее
поверхности и через ионизированный воздух. Следует учитывать,
что изоляция обладает свойством терять свое качество под влиянием повышенной температуры, влажности, электрических полей
и механических воздействий. Таким образом, электробезопасность
РЭМ определяется током утечки и сопротивлением изоляции. Эти
характеристики для РЭМ класса II являются основными и единственно гарантирующими безопасность при их эксплуатации.
В соответствии с ГОСТ 12.2.013.0–91 (МЭК 745-1–82) [2] должны быть выполнены следующие требования безопасности.
1. Ток утечки при нормальной эксплуатации РЭМ класса II не
должен превышать 0,25 мА.
Измеряют ток утечки между любым полюсом источника питания и металлическими частями РЭМ, отделенными от токоведущих частей только основной изоляцией, а также между любым
полюсом источника питания и доступными металлическими частями либо пластинкой металлической фольги площадью не более
20 × 10 см, соприкасающейся с доступными поверхностями изоляционного материала, соединенными между собой.
Доступная часть РЭМ — часть, к которой можно прикоснуться стандартным испытательным пальцем. Металлические части,
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
которые находятся в электрической связи с доступными металлическими частями, тоже считаются доступными.
Для РЭМ класса II с номинальным напряжением, не превышающим 250 В, ток утечки измеряют по схеме, приведенной на
рис. 1, при двух положениях переключателя (1 и 2).
Рис. 1. Схема измерения тока утечки и сопротивления изоляции РЭМ
класса II:
1 — доступная часть; 2 — недоступная металлическая часть; 3 — основная изоляция; 4 — дополнительная изоляция; 5 — усиленная изоляция
2. В РЭМ должно быть обеспечено достаточное сопротивление
изоляции, которое измеряют при напряжении постоянного тока порядка 500 В.
Сопротивление изоляции должно быть не меньше, чем указано
ниже:
Сопротивление
Изоляция
изоляции, МОм
Между частями, находящимися под напряжением,
и корпусом:
для основной изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
для усиленной изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Между частями, находящимися под напряжением,
и металлическими частями РЭМ класса II, отделенными
от частей, находящихся под напряжением, только основной изоляцией . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Между металлическими частями РЭМ класса II, отделенными от частей, находящихся под напряжением,
только основной изоляцией и корпусом . . . . . . . . . . . . . . . .
2
7
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Описание лабораторного оборудования и методики
измерения параметров ручных электрических машин
Лабораторную работу выполняют на специальном учебном
стенде (рис. 2) для исследования электробезопасности РЭМ [3].
На панели блока приборов 9 помимо тумблеров 10, 11 и 12
имеются еще два коммутирующих устройства (на рис. 2 не показаны), расположенных правее и обозначенных непосредственно
на стенде. Тумблер «Полюс сети» (переключатель фаз) позволяет
последовательно присоединять микроамперметр с одной стороны
к полюсу I (см. рис. 1, контакт 1) и к полюсу II (см. рис. 1, контакт
2). Следующий тумблер «Место измерения» позволяет последовательно изменять место подключения: к недоступным металлическим частям (НМЧ) РЭМ (верхнее положение тумблера, обозначено «НМЧ») и к наружным доступным частям, соединенным электрически с помощью пластинки из металлической фольги, закрепленной на части корпуса РЭМ, выполненной из изолированного
материала (нижнее положение тумблера «Корпус»).
Тумблер «Вид измерения» позволяет переключить схему прибора с режима измерений токов утечки (верхнее положение «Ток
утечки») на режим измерения сопротивления изоляции РЭМ (нижнее положение «Сопр. изол.»). При этом мегомметр приводится в
действие вращением рукоятки, расположенной на боковой стороне блока приборов 9, а последовательная подача тока постоянного
напряжения на РЭМ осуществляется с помощью привода правого переключателя в верхнее положение «НМЧ», что соответствует
измерению сопротивления основной изоляции (см. рис. 1, позиция 3). Для измерения сопротивления дополнительной изоляции
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 2. Схема учебного стенда:
1 — корпус, выполненный в виде рабочего стола; 2 — устройство для крепления РЭМ; 3 — РЭМ; 4 — оправка, воспроизводящая инструмент; 5 — имитатор
обрабатываемого объекта; 6 — сменные грузы, обеспечивающие регулирование
силы нажатия; 7 — пластинка металлической фольги площадью 20×10 см; 8 —
виброизмерительная аппаратура, используемая при исследовании вибрационной
безопасности ручных машин; 9 — блок приборов для измерения электрических
параметров РЭМ, включающий микроамперметр для измерения токов утечки,
мегомметр для определения сопротивления изоляции и коммутирующие устройства; 10 — тумблер «Сеть», осуществляющий включение и выключение лабораторного стенда; 11 — тумблер «РЭМ», осуществляющий включение и выключение РЭМ; 12 — тумблер «Вид измер.» переключает схему прибора с режима
измерений токов утечки (верхнее положение «Ток утечки») на режим измерения
сопротивления изоляции (нижнее положение «Сопр. изол.»)
(cм. рис. 1, позиция 4) мегомметр приводится в действие вращением рукоятки при установке тумблера «Место измерения» в
нейтральное положение между положениями «НМЧ» и «Корпус».
2.2. Меры безопасности при выполнении работы
по исследованию электробезопасности ручных машин
1. Включать стенд только с разрешения лаборанта и после ознакомления с методическими указаниями.
2. Не оставлять РЭМ длительное время в работающем состоянии без необходимости.
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Не трогать и не дергать провода, соединяющие РЭМ с приборами на стенде и питающие стенд электроэнергией.
4. После окончания работы выключить блок приборов и стенд.
5. При обнаружении неполадок в приборах и в работе РЭМ
выключить стенд и поставить в известность лаборанта о неисправности.
2.3. Порядок выполнения работы
2.3.1. Измерение тока утечки
1. Установить все трехпозиционные тумблеры на лицевой панели блока приборов 9 (см. рис. 2) в среднее положение.
2. Включить стенд, для чего тумблер «Сеть» (позиция 10 на
рис. 2) перевести в верхнее положение. В верхней части лицевой
панели блока приборов высветится индикаторная лампочка «Сеть»
— стенд включен.
3. Установить тумблер «Вид измер.» (позиция 12 на рис. 2) в
верхнее положение «Ток утечки».
4. Включить РЭМ, для чего тумблер «РЭМ» (позиция 11 на
рис. 2) установить в верхнее положение.
5. С помощью микроамперметра, размещенного в приборном
блоке 9, замерить токи утечки последовательно между полюсами I и II питающей сети и недоступными металлическими частями посредством перевода тумблера «Место измерения» в верхнее
положение (обозначено «НМЧ»). Аналогичные последовательные
измерения произвести между полюсами I и II и корпусом РЭМ,
переведя тумблер «Место измерения» в нижнее положение (обозначено «Корпус»). Замеры произвести при работающей РЭМ.
6. Выключить РЭМ, переведя тумблер «РЭМ» (позиция 11 на
рис. 2) в нижнее положение. Замерить ток утечки при неработающей РЭМ. Последовательность измерений аналогична последовательности, изложенной в п. 5.
7. Значения токов утечки, полученные по результатам измерений (см. пп. 5 и 6), занести в таблицу отчета о лабораторной
работе, форма которого приведена в приложении к методическим
указаниям.
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.3.2. Измерение сопротивления изоляции
1. Сопротивление изоляции измеряют лабораторным мегомметром по истечении 1 мин с момента приложения полного напряжения, которое создается посредством вращения рукоятки сбоку
блока приборов с частотой примерно 135 об/мин. Установить тумблеры «РЭМ» (позиция 11 на рис. 2) и «Вид измер.» (позиция 12
на рис. 2) в нижнее положение. Машина будет выключена, вид
измерения — измерение сопротивления изоляции. Замерить сопротивление основной изоляции последовательно между полюсами I
и II сети и НМЧ РЭМ, тумблер «Место измерения» перевести в положение «НМЧ». Затем замерить сопротивление дополнительной
изоляции между НМЧ РЭМ и ее корпусом, переведя тумблер «Место измерения» в положение «Корпус» при неработающей РЭМ.
Вращая рукоятку, добиться устойчивого положения стрелки мегомметра. Замеренные значения сопротивления изоляции РЭМ записать в отчете о лабораторной работе.
2. Выключить стенд. Перевести тумблер «Сеть» в нижнее положение.
3. Результаты измерения токов утечки и сопротивления изоляции РЭМ, занесенные в таблицы отчета о лабораторной работе,
сравнить с предельно допустимыми значениями этих параметров
(см. подразд. 1.3). На основании сравнения замеренных и нормативных значений сделать заключение о пригодности РЭМ к эксплуатации. В случае отрицательного заключения указать параметр,
по которому РЭМ не удовлетворяет предельно допустимым значениям.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое ручная электрическая машина?
2. Назовите нормируемые параметры электробезопасности и
режимы работы электроустановок, для которых они предназначены.
3. Как классифицируются РЭМ по типу защиты человека от
поражения электрическим током?
4. Какими параметрами характеризуется электробезопасность
РЭМ класса II?
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 12.1.038–82* ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов. М.: Изд-во
стандартов, 1983. 7 с.
2. ГОСТ 12.2.013.0–91 (МЭК 745-1–82) ССБТ. Машины ручные
электрические. Общие требования безопасности и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1996. 88 с.
3. Стенд для обучения приемам определения вибробезопасности
ручных машин: Информ. листок № 294–85 / Сост. В.С. Ванаев,
А.Ф. Козьяков и др.; МГЦНТИ. М., 1985. 4 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение
Форма отчета о лабораторной работе «Исследование
электробезопасности ручных машин»
ОТЧЕТ
о лабораторной работе
«Исследование
электробезопасности
ручных машин»
МГТУ
им. Н.Э.Баумана,
кафедра «Экология
и промышленная
безопасность»
(фамилия, и.о.)
(индекс группы)
Измеренные и нормативные значения токов утечки РЭМ, мА
Режим
работы
РЭМ
Точка съема
напряжения
Измеренные значения
токов утечки
при положении
тумблера полюса сети
I
Включена
Выключена
Нормативное
значение
тока утечки,
мА
II
НМЧ
Корпус
НМЧ
Корпус
Измеренные и нормативные значения сопротивления изоляции
РЭМ, МOм
Точка съема
напряжения
Измеренные значения
сопротивления изоляции
при положении тумблера
полюса сети
I
II
Нормативное
значение изоляции
сопротивления,
МOм
НМЧ
Корпус
Вывод
Работу выполнил (ф.и.о.)
Дата
Работу принял (ф.и.о.)
Дата
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Теоретическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Нормирование параметров электробезопасности . . . . . . . . . . .
1.2. Классификация ручных электрических машин . . . . . . . . . . . . .
1.3. Обеспечение электробезопасности ручных электрических
машин на примере машин класса II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
4
6
2. Экспериментальная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Описание лабораторного оборудования и методики
измерения параметров ручных электрических машин . . . . . . . . . .
2.2. Меры безопасности при выполнении работы
по исследованию электробезопасности ручных машин . . . . . . . . .
2.3. Порядок выполнения работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1. Измерение тока утечки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2. Измерение сопротивления изоляции . . . . . . . . . . . . . . . . .
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
7
10
11
12
12
13
13
14
15
Документ
Категория
Другое
Просмотров
5
Размер файла
120 Кб
Теги
ручные, электробезопасности, исследование, машина
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа