Электробезопасность: теория и практика

Москва    Вологда
«Инфра-Инженерия»
2023

Теория и практика

Монография

2-е издание

В. К. Монаков, Д. Ю. Кудрявцев

ISBN 978-5-9729-1324-4 
© Монаков В. К., Кудрявцев Д. Ю., 2023
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

     ISBN 978-5-9729-1324-4

Монаков,В. К.
 Электробезопасность: теория и практика : монография / В. К. Мо-
наков, Д. Ю. Кудрявцев. – 2-е изд. – Москва ; Вологда : Инфра- 
Инженерия, 2023. – 184 с. : ил., табл.

М77

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

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. Дополнительно представлены 
сведения по системам контроля изоляции и молниезащиты электроустановок. 
Рассмо трены приемы оказания первой помощи при электропоражении.
Для специалистов-электротехников при выпол нении работ по проектированию, монтажу, 
наладке и эксплуатации электроустановок жилых, производственных и общественных 
зданий с применением УЗО. Может быть полезно ра ботникам органов сертификации, испытательных 
лабораторий, специалистам проектных, электромонтажных, эксплуатационных 
организаций, работникам различных энергетических служб.

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

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

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

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.

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. 

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.

Основные причины массовости смертельного электротравматизма 
можно сформулировать следующим образом:
-
ских процессов в организме;
частей или металлических конструкций, случайно оказавшихся под напряжением (
отсутствуют дым, свечение и другие угрожающие признаки);
такте с токоведущими частями.

Протекая через организм человека, электрический ток производит следующие 
действия:
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.

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:
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 элек-
троофтальмия. Большая часть поражений, а это 75% случаев поражений 
электрическим током сопровождается местными электротравмами.  
Из них:

…1,0%;
Электрический ожог — наиболее распространенная электротравма. 
В зависимости от условий возникновения различают два основных вида 
ожога:
-
средственно через тело человека в результате его контакта с токоведущей 
частью;
Токовый ожог возникает за счет нагрева тканей при протекании тока 
непосредственно через тело человека, как правило, в электроустановках 
напряжением до 1 кВ. Ожог тем опаснее, чем больше ток и время его прохождения. 
Так как сопротивление кожи значительно больше сопротивления 
внутренних органов и тканей, чаще всего результатом воздействия 
протекания тока являются ожоги кожи. Действие токов высоких частот 
может вызвать ожоги внутренних тканей.
Дуговой ожог наблюдается в электроустановках различных напряжений. 
При этом в установках до 6 кВ ожоги являются следствием случайных 
КЗ (короткое замыкание). В установках более высоких напряжений дуга 
может возникнуть при случайном приближении человека к токоведущим 
частям, находящимся под напряжением, на расстояние, при котором происходит 
пробой воздушного промежутка между ними, а также при повреждении 
изолирующих защитных средств.
Электрические знаки представляют собой резко очерченные пятна 
серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подверг- 
безболезненны, легко лечатся.
Металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших 
частиц металла, расплавившегося под действием электрической 
дуги, возникающей при КЗ. Мельчайшие брызги расправленного металла 
под влиянием возникших электродинамических сил и теплового потока 
разлетаются во все стороны с большой скоростью. Поражаются обычно 
открытые участки тела, руки, лицо. Поражение глаз наиболее опасно.  
Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической 
дуги, должны выполняться в защитных очках, одежда должна быть застегнута, 
ворот закрыт, рукава опущены.
Механические повреждения — чаще всего это следствие резких непроизвольных 
судорожных сокращений мышц под действием электрического 
тока. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи,  

кровеносных сосудов и нервной ткани, возможны также вывихи суставов 
и даже переломы костей. Механические повреждения происходят при 
поражении человека электрическим током чаще в электроустановках  
до 1 кВ при относительно длительном воздействии тока.
Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз — роговицы  
и конъюнктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающие 
в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых 
лучей. Такое облучение возможно при горении электрической дуги, являющейся 
мощным источником излучения ультрафиолетовых и инфракрасных 
лучей.
Предупреждение электроофтальмии обеспечивается применением защитных 
очков.

Общие электротравмы

Электрический удар — возбуждение живых тканей организма протекающим 
через него током, проявляющееся в непроизвольных судорожных сокращениях 
различных мышц тела. При этом нарушается работа наиболее важных 
жизненных органов — сердца, легких, центральной нервной системы.
По степени поражения человека электрический удар можно разделить 
на пять степеней:
1 степень: судорожное (едва ощутимое) сокращение мышц.
2 степень: судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными 
болями, без потери сознания.
3 степень: судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимися 
дыханием и работой сердца.
4 степень: потеря сознания и (или) нарушение сердечной деятельности или 
дыхания.
5 степень: клиническая смерть.
Электрический удар является основной причиной смерти при поражениях 
током (примерно в 85% от всех смертельных случаев). Исход воздействия 
тока на человека зависит от следующих факторов:
Нарушение в работе сердца может выразиться в его фибрилляции. 
Фибрилляция — хаотические разновременные сокращения волокон  
сердечной мышцы (фибрилл) при которых сердце не в состоянии гнать 
кровь по сосудам. 

Фибрилляция сердца может наступить в результате прохождения через 
тело человека по пути рука — рука или рука — ноги переменного тока промышленной 
частоты значением более 50 мА в течение нескольких секунд. 
Токи меньше 50 мА фибрилляции сердца у человека, как правило, не вызывают. 
Токи величиной 5 А и более приводят к немедленной остановке сердца.
При возникновении фибрилляции, сердце не в состоянии гнать кровь 
в систему кровообращения, движение крови прекращается. Наступает 
головного мозга (нейроны). У человека наблюдается отсутствие всех признаков 
жизни. Наступает так называемая клиническая смерть. Если пострадавшему 
в течение этого времени будет оказана необходимая помощь 
(из простых средств, например, удар кулаком в область сердца, из профессиональных — 
применение дефибриллятора), то возможно восстановление 
работы сердца и оживление человека.
На рисунке 1.2 представлена электрокардиограмма и график измене- 
ния кровяного давления при возникновении фибрилляции сердца. 

На графике видно резкое снижение кровяного давления с момента 
электрического удара и возникновения в результате фибрилляции сердца.  
Давление за короткое время снижается до нулевого значения.