Способ индивидуальной защиты от поражения электрическим током и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтския

Социалистических

Республик рц} 005124 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 271181 (21) 3359858/18-24 с присоедииеиием заявки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 150383 ° Бюллетень М10

Дата опубликования описания 15,0383

ts1) М..Nil,3

& 08 В 23/00

Государственный комитет.-. СССР ио делам. изобретений и открмтнй (53) УДК б54.9 (088.8) (72) Автор изобретению

В.В.Шпак с

У

3 (71) Заявитель м4 (54) СПОСОБ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ OT ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ И УСТРОИСТВО ДНЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Йзобретение относится к технике безопасности и может быть,использовано для предупреждения электротравматизма при работе вблизи электроустановок.

Известны устройства, в которых реализован способ индивидуальной за-щиты от поражения электрическим током, основанный на регистрации ан,тенйыми датчиками электрической составляющей электромагнитного поля электроустановки (1g.

Согласно этому способу превыше-. ние сигналом установленного порогового-значения приводит к включению акустических и оптических сигналов тревоги. Таким образом, обслуживающий.персонал получает сигнал опасности о превышении допустимой эоны приближения к. проводам. Однако обслуживакщий персонал получает только сигнал опасности о критическом приближении к проводам. Дальнейшее решение он должен принимать самостоятельно, что повышает вероятность ошибки. Кроме того, в кажЯЬм случае приближения к проводам необходимо устанавливать. нужную чувствительность регистрирующего средства, соответствующую рабочему напряжению. Это также повышает вероятность ошибки, например, в случае приближения к низковольтной линии электропередачи с загрубленной чувствительностью сигнализирукщего устройства.,Таким образом, . .недостатком указанного способа является низкая надежность защиты щ от поражения электрическим током.

Наиболее близким к предлагаемо-. му изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ защиты от пораже» ния электрическим током, основанный на отключении напряжения с электроприемника, на металлическом корпусе которого возникло опасное напряжение. Управлякщий сигнал на отилючение формируется при пре-, вьааении градиента электрической составляющей электромагнитного поля, возникающего между двумя датчиками, выполненными в виде заземлителей, усуановленного порогового значейия 2). такс>й способ защиты позволяет производить:быстрое отключение электройриемника, в котором нарушено заземление корпуса. Однако

30 s силу специфики метода защитного

1005124 отключения обладает рядом недостатков. Так как в условиях промышленного предприятия трудно электрически изолировать металлический корпус электроприемника от металлических конструкций зданий, арматуры, фунда-. 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.j 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 электрлческим током, содержащее последовательно соединенные антенный датчик, усилитель, фильтр нижних частот, детектор, пороговый элемент, и звуковой сигнализ тор. Антенный датчик устройства крепится непосредственно на человеке, например, на шлеме.:При входе 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 элект роустановки (3).

Недостатком указанного устройства является низкая надежность защиты персонала, обслуживающего электроустановки, обусловленная тем, что в результате приближения человека на опасное расстояние к металлическим частям электроуста-. 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 иэ 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 коканда от центральной нервной системы 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

10 током.

С этой целью согласно способу индивидуальной защиты от поражения электрическим током, включающему измерение градиента электрической составляющей электромагнитного поля электроустановок при превышении им заданного порогового значения,формирование управляющего сигнала, управляющим сигналом длительностью 0,11 мс, частотой следования 30-80 Гц и интенсивностью 10-90мВт черезкожно 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

t управления электростимулятора соединен с пороговым элементом, а выход — с электродами, усилитель выпола нен дифференциальным и его второй вход соединен с вторым антенным датчиком.

На чертеже изображена функциональная схема устройства индивидуальной защиты от поражения электрическим током.

40 устройство содержит антенные датчики 1, дифференциальный усилитель

2, фильтр 3 нижних частот, детектор

4, пороговый элемент 5,.электростимулятор б и электроды 7.

45 Способ осуществляется следующим образом.

На кисть руки крепят два антенных датчика 1 таким образом, чтобы расстояние между ними составляло 3-6 см, 0 а сами антенные датчики обхватывали кисть и были электрически изолированы от тела. Датчики при помощи экранированного провода соединяют с входами дифференциального 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 ° гра60 диенту поля. Градиент поля в значительной мере меньше зависим от напряжения источника поля, чем напряженность поля в той же точке.

Выходной сигнал усилителя 2 прохо61 дит через фильтр 3 нижних частот.

1005124

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 5 котором срабатывает пороговый элемент

5, от напряжения источника поля (при постоянной, чувствительности усилителя 2) имеет нелинейный. характер. Это позволяет работать человеку вблизи 10 электроустановок с различным напряже. нием на приемлемом безопасном расстоянии без изменения чувствительности усилителя 2.

Пороговый элемент 5 при срабатыва- 5 нии запускает электростимулятор 6, который через накожные электроды 7 воздействует на мышцы-сгибатели рук, например двухглавую мышцу. Параметр стимулов моделируют импульcaz периферической неврной системе и при воздействии приводят к безболевому вызванному сокращением мышцы, следствием чего. является движение в локтевом суставе, например, стимулы длительноствю 0,1-1 мс, частотой следования 30-80 Гц. 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 и электроустановке сразу же приводит к посылке стимулов на мышцусгибатель, вызывая ее сокращение, и 35 человек без активного участия прижимает ее к себе, тем саьым предохраняя ее от касания поверхности электроустановки и, соответственно, исключается возможность электротравмы. 40

Пример 1. При экспериментальном 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 3 см.

Пример 2. При экспериментальном подведении правой руки с описанным выше устройством к распредели- 5 тельной коробке силовой сети напряжением 220 В срабатывание порогового элемента и прижатие руки к туловищу в 5-ти повторяющихся случаях . происходило при расстоянии 35+2 см. 60

Чувствительность усилителя оставалась такой же как и в примере 1.

Описанный способ индивидуальной защиты от поражения электрическим током, осуществляемый устройством g5 для этих целей, позволяет предупредить случаи электротравматизма при касании руками токонесущих. частей электроустановок. Важность защиты от касания руками электроустановок заключается в том, что из десяти стандартных "петель тока", ведущих к электротравме, девять проходит через руки. Таким образом, гарантированное и быстрое прижатие руки к туловищу вследствие воздействия электрическими стимулами непосредственно на исполнительные органы человека — мышцы рук в случае опасного приближения к электроустановке повышает надежность индивидуальной защиты от поражения электрическим током. Описанный способ перспек . тивен при работе вблизи электроустановок с напряжением до,.1000 В.

Согласно статистическим данным

82,8Ъ случаев электротравм из общего числа происходит на электроустановках напряжением до 1000 В. Однако, при необходимости, описанный способ благодаря использованию в качестве информативного паоаметра 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 превыаении им заданного порогового значения формирование управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности защиты, управляющим сигна лом длительностью 0,1-1 мс частотой следования 30-80 Гц и интенсивностью

10-90 мВт черезкожно воздействует на мышцы сгибания рук.

2.устройство индивидуальной защиты от поражения электрическим током, содержащее последовательно соединенные антенный датчик, усилитель, фильтр нижних частот, детектор и пороговый,,элемент, о т л и ч а ю щ е е.с я тем что, с целью повышения надежнос" ти защиты, в него введены электростимулятор, электроды и второй антенный датчик, вход управления элект. ростимулятора соединен с пороговым элементом, а выход — с электродами, усилитель выполнен дифференциальным и его второй вход соединен с вторым антенным датчиком.

1005124

Составитель Л. Линецкий

Редактор К. Волоцук Техред Т Фанта Корректор 10. Макаренко

Заказ 1906/68 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 635503, кл. G 08 В 23/00, 1977.

2. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. Л., "Энергия", 1976, с. 257 (прототип).

3. Патент QIIA 9 3309690,кл.340«258, опублик. 1966 (прототип).