Электробезопасность и пожарная безопасность

Действие электрического тока на человека, пороговые значения, классификация помещений, защитное заземление и зануление, УЗО, категории помещений по пожароопасности, расчёт огнетушителей.

Раздел безопасности в дипломе состоит из двух частей: защита от поражения током и противопожарные мероприятия. Обе строятся по одной схеме — определить класс объекта, подобрать меры, при необходимости выполнить расчёт.

Действие тока на человека

Ток через человека определяется законом Ома:

  I = U / (R_чел + R_обуви + R_пола)

Сопротивление тела: расчётное 1000 Ом,
сухая кожа даёт до 100 кОм, влажная — 1 кОм и ниже.

При 220 В и расчётном сопротивлении:
  I = 220/1000 = 220 мА — заведомо смертельно

Безопасные напряжения:
  12 В — особо опасные помещения, замкнутые металлические объёмы
  42 В — помещения повышенной опасности
  до 50 В переменного и 120 В постоянного — условно безопасные

Классификация помещений

Защитные меры

• Защитное заземление — соединение корпуса с землёй. Снижает напряжение прикосновения до безопасного. Применяется в сетях с изолированной нейтралью, требуется R ≤ 4 Ом.
• Защитное зануление — соединение корпуса с нулевым защитным проводником. При замыкании на корпус возникает ток короткого замыкания, и автомат отключает линию. Основная мера в сетях TN с заземлённой нейтралью.
• УЗО (устройство защитного отключения) — сравнивает токи фазы и нуля; их различие означает утечку через человека или изоляцию. Срабатывает при 10-30 мА за 30 мс, то есть до наступления фибрилляции.
• Двойная изоляция — второй слой изоляции, обозначается знаком двойного квадрата. Такие приборы не требуют заземления.
• Разделительный трансформатор — гальванически отделяет цепь от сети, разрывая путь тока на землю.
• Малое напряжение, блокировки, ограждения, знаки безопасности, средства индивидуальной защиты.

Проверка эффективности зануления:

  I_кз ≥ k · I_ном_автомата

k = 1,4 для автоматов до 100 А, k = 1,25 для более мощных
k = 3 для предохранителей

Ток однофазного замыкания:
  I_кз = U_ф / (Z_петли)

Z_петли — сопротивление петли «фаза — нуль»,
измеряется прибором при приёмо-сдаточных испытаниях.

Если условие не выполняется, автомат не отключится за нормируемое
время — требуется УЗО или уменьшение сопротивления петли.

Категории помещений по взрывопожарной опасности

Категория определяет требования к огнестойкости конструкций, числу эвакуационных выходов, наличию автоматического пожаротушения и типу электрооборудования. Для помещений категорий А и Б обязательно взрывозащищённое исполнение.

Первичные средства пожаротушения

Нормы для помещений категории В (по правилам противопожарного режима):

  на каждые 200 м² — не менее двух огнетушителей
  с рангом тушения не ниже 2А или 55В

Расстояние до огнетушителя:
  20 м для общественных помещений
  30 м для категорий В, Г, Д

Пример: серверная и офис общей площадью 350 м², категория В3
  N = ⌈350/200⌉ · 2 = 4 огнетушителя

  Для серверной — только углекислотные ОУ-5: порошок
  выведет оборудование из строя, вода недопустима.

Эвакуация

• Не менее двух эвакуационных выходов при одновременном пребывании более 50 человек.
• Ширина эвакуационного выхода не менее 0,8 м, коридора — не менее 1 м.
• Двери на путях эвакуации открываются наружу, по направлению движения.
• Расчёт времени эвакуации сравнивают с временем блокирования путей опасными факторами пожара.
• План эвакуации вывешивают на видном месте; для помещений более 50 человек он обязателен.

Упрощённая оценка времени эвакуации:

  t_эв = Σ (lᵢ / vᵢ)

Скорость движения потока: 100 м/мин по горизонтали при малой плотности,
60 м/мин по лестнице вниз, 30 м/мин по лестнице вверх.

Условие безопасности:  t_эв ≤ t_блокирования / 1,25

Что писать в разделе диплома

1. Определить класс помещения по электробезопасности и категорию по пожароопасности с обоснованием.
2. Перечислить опасные и вредные факторы применительно к вашему объекту, а не абстрактно.
3. Описать принятые защитные меры и сослаться на нормативные документы: ПУЭ, ГОСТ 12.1.019, СП 484.
4. Выполнить хотя бы один расчёт: заземления, тока замыкания, числа огнетушителей или времени эвакуации.
5. Привести схему размещения средств защиты или план эвакуации.
6. Указать требования к инструктажам и допуску персонала.

Раздел сильно выигрывает от конкретики: не «применяются средства защиты», а «корпуса шкафов занулены, установлено УЗО на 30 мА, сопротивление петли фаза-нуль измерено и составляет 0,42 Ом, что обеспечивает срабатывание автомата C16 за 0,1 с».