Изобретение относится к технике безопасности и может быть,использовано для предупреждения электротравматизма при работе вблизи электроустановок .
Известны устройства в которых реализован способ индивидуальной защиты от поражения электрическим током, основанный на регистрации ан;тенными датчиками электрической составляющей электромагнитногб поля электроустановки 1.
Согласно этому способу превьпае ние сигналом установленного порогового значения приводит к включению акустических и оптических сигналов тревош. Таким образом, обслуживающий персонал получает сигнал опасности о превышении допустимой зоны приближения к проводам. Однако обсшуживающий персонал получает только сигнал опасности о критическом приближении к проводам. Дальнейшее решение он должен принимать самостоятельно, что повышает вероятность (миибки. Кроме того, в кажД8м случае приближения к проводам необходимо устанавливать нужную чувствительность регистрирующего средства, соответствующую рабочему
напр;яжению. Это также повышает вероятность ошибки, например, в случае приближения к низковольтной линии электропередачи с загрубленной т; увствительностью сигнализирукхцего устройства. ,Таким образом, недостатком указанного способа является низкая, надежность от поражения электрическим TO«OW,
iq
Наиболее близким к пр.едлагаемо-т му изобретению по технической сутцности и достигаемому результату является способ згвдиты от поражения электрическим током, основан15ный на отключении напряжения с электроприемника, на металлическом корпусе которого воз никло опасное напряжение. Управляющий сигнал
на отключение формируется превышении градиента электрической составлякяцей электромагнитного поля, возникакяцего 1№жду двумя датчиками, выполненными в виде заземпителей, установленного порогового
25 значения |,2j.
кой способ защиты позволяет производить:быстрое отключение электроприемника, в. котором нарушено заземление корпуса. Однако
30 в силу специфики метода защитного
отключения обладает рядом недостатков. Так как в условиях промьпиленного предприятия трудно электрически изолировать металлический корпус электроприемиика от металлических конструкций -зданий,арматуры, фундаг ментов и др., то возникают ложные отключения неповрежденных электроприемнков, которых избежать невозможно. Ложное отключение электроприемников мешает нормальному функционированию промышленного пред,.приятия и поэтому способ защитного отключения имеет ограниченное применение.- Кроме того, имеется множе.ство электроустановок, которые эксп луатируются без защитных заземленных корпусов (силовые сборки, распределительные коробки, электродвигатели, генераторы и др.) и к ним может быть произведено касание, вследствие чего - электротравма. Таким образом, способ защитного отключения не обеспечивает надежную индивидуальную защиту от поражения электрическим током.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической -сущности и достигаемому результату является устройство индивидуальной защиты от поражения электрическим током, содержащее последовательно соединенные антенный датчик, усилитель, фильтр нижних частот, детектор, пороговый элемент h звуковой сигнализтор . Антенный датчик устройства крепится непосредственно на человеке, например, на шлеме.При цходе человека в зону действия электрического поля электроустановки на датчике наводится.ЭДС, которая при достижении порогового значения включает акустический сигнал который предупреждает человека о приближении на опасное расстояние к частям элекроустановки З.
Недостатком указанного устройства является низкая надежность защиты персонала, обслуживающего электроустановки, обусловленная тем, что в результате приближения человека на опасное расстояние к металлическим частям электроуста-г новки он получает звуковой сигнал, причем окружающий шум может значительно превышать уровень этого сигнала. При этом звуковой сигнал может быть не слышен человеком.Кроме того, после получения звукового сигнала, при низком уровне внешних шумов, необходимо время для отвода рук из опасной зоны. Это время обусловлено скоростью распространения биэлектрических-сигналов в центральной и периферической нервной системе. Время реакции человека становится соизмеримым со временем, затрачиваемым на движение руки в
сторону электроустановки. Поэтому, прежде чем дойдет команда от центральной нервной системл до мышцы руки на отвод из опасной зоны, может произойти касание рукой частей электроустановки за счет скорости движения руки.
Цель изобретения - повышение надежности индивидуальной защиты человека, от поражения электрическим током.
С этой целью согласно способу индивидуальной защиты от поражения электрическим током, включающему измерение градиента электрической составляющей электромагнитного поля электроустановок при превышении им заданногопорогового значения,формирование управляклцего сигнала,упраляющим сигналом длительностью 0,11 мс, частотой следование 30-80 Гц и интенсивностью 10-90 мВт чрезкожно воздействует на мышцы сгибания рук, а в устройство индивидуальной защиты от поражения электрическим током, содержащее последователь.но соединенные антенный датчик, усилитель, фильтр нижних частот, детектор и пороговый элемент, введены электростимулятор, электроды и второй антенный датчик, вход управления электростимулятора соединен с пороговым элементом, а выход - с электродами, усилитель выполнен дифференциальным и его второй вход соединен с вторым антенным датчиком.
На чертеже изображена функциональная схема устройства индивидуальной защиты от поражения электрическим током.
Устройство содержит антенные датчики 1, дифференциальный усилитель 2, фильтр 3-нижних частот, детектор 4, пороговый элемент 5,электростимулятор б и электроды 7.
Способ осуществляется следующим образом.
На кисть руки крепят два антенных датчика 1 таким образом, чтобы расстояние между ними составляло З-б см а сами антенные датчики обхватывали кисть и были электрически изолированы от тела. Датчики при помощи экранированного провода соединяют с входами диф ференциального усилителя 2. При введении руки с датчиками 1 в зону действия электромагнитного поля электроустановки выходное напряжение усилителя пропорционально разности напряженности электрического поля между двумя датчиками 1, т.е. градиенту паля. . Градиент поля в значительной мере меньше зависим от напряжения источника поля, чем напряженность поля в той же точке.
Выходной сигнал усилителя 2 проходит через фильтр 3 нижних частот.
Это исключает влияние высокочастотных помех, затем выпрямляется и сглаживается детектором 4 и поступает на вход порогового элемента 5. Зависимость расстояния между антенными датчиками 1 и источником поля, при котором срабатывает пороговый элемен 5, от напряжения источника поля (при постоянной, чувствительности усилителя 2) имеет нелинейный, характер. Это позволяет работать человеку вблизи электроустановок с различным напряжением на приемлемом безопасном расстоянии без изменения чувствительности усилителя 2.
Пороговый элемент 5 при срабатываНИИ запускает электростимулятор 6, который через накожные электроды 7 воздействует на мышцы-сгибатели рук, например двухглавую мышцу. Параметры стимулов моделируют импульсы в периферической неврной системе и при воздействии-приводят к безболевому вызванному сокращением мышцы, следствием чего, является движение в локтевом суставе, например, стимулы длйтельнрствю 0,1-1 мс, частотой следования 30-80 Ец. Интенсивность стимулов, вызывающих движение в суставе, в зависимости от площади элект родов 7 и индивидуальной чувствительности человека может быть в пределах 10-90 мВт,
Подведение руки на опасное расстояние к электроустановке сразу же приводит к посылке стимулов на мышцусгибатель, вызывая ее сокращение, и человек без активного участия прижимает ее к сеОе, тем сг1кым предохраняя её от касания поверхности электроустановки и, соответственно, исключается возможность электротравмы.
Пример 1. ПБИ эксперименталном подведении правой руки, с описанным выше устройством к силовой сборке СП-8 напряжением 380 В произошло срабатывание порогового элемента и, соответственно, вызванное электростимуляцией быстрое прижатие руки к ту- ловищу на расстояние 40 см от токонесущих, частей до пальцев руки. Эксперимент повторялся 7 раз и во всех случаях происходили идентичные прижатия руки к туловищу. Разброс расстояний составлял i3 см.
Пример 2. При экспериментальном подведении правой руки с описанным выше устройством к распределительной коробке силовой сети напряжением 220 В срабатывание порогового элемента и прижатие руки к туловищу в 5-ти повторяющихся случаях . происходило при расстоянии см. Чувствительность усилителя оставалас такой же как и В примере 1.
Описанный способ индивидуальной защиты от поражения электрическим током, осуществляемый устройством
для этих целей, позволяет предупредить случаи электротравматизма при касании руками токонесущих; частей электроустановок. Важность защиты от касания руками электроустановок заключается в той, что из десяти стандартных петель тока, ведущих к злектротравме, девять проходит через руки. Таким образом, гарантированное и быстрое прижатие руки к туловищу вследствие воздействия электрическими стимулами непосредственно на исполнительные органы человека - 1 йгшцы рук в случае опасного приближения к электроустановке повышает надежность индивидуальной защиты от поражения электрическим током. Описанный способ перспек тивен при работе вблизи электроустановок с напряжениемДО,ДООО В. Согласно статистическим данным 82,8% случаев электротравм из общего числа происходит на электроустановках напряжением до 1000 В. Однако, при необходимости, описанный способ благодаря использованию в качестве информативного параметра градиента поля,может быть успешно применен для индивидуальной защиты при работе с электроустановками напряжением выше 1000 В. При этом нет необходимости к перестройке чувствительности усилителя устройства. .
Формула изобретения
1. Способ индивидуальной защиты от поражения электрическим током, включающий измерение градиента электрической составляющей электро-: .магнитного поля электроустановок и при превышении им заданного порогового значения формирование управляющего сигнала, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности защиты, управляющим сигналом длительностью 0,1-1 мс частотой следования 30-80 Гци интенсивностью 10-90 мВт чрезкожно воздействует на мышцы сгибания рук.
2.Устройство индивидуальной защит от поражения электрическим током, содержащее последовательно соединенные антенный датчик, усилитель,фильт нижних частот, детектор и пороговый,
.элемент, отличающее.ся
;тем, что, с целью повышения нгщежности защиты, в него введены злектростимулятор, электроды и второй антенный датчик, вход управления электростимулятсч а соединен с пороговым элементом, а выход - с электродами,
.усилитель выполнен дифференциальным и его второй вход соединен с вторым
.антенным датчиком.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР 635503, кл. G 08 В 23/00, 1977,.
2.Манойлов В.Б. Основы электробезопасности. Л., Энергия, 1976, с. 257 (прототип).
3.Патент США 3309690,кл.340-258, опувлик. 1966 (прототип).
