ОБЖ. Lab1. Электробезопасность

Опасность поражения электрическим током

Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Анализ смертельных несчастных случаев на производстве показывает, что на долю поражений электрическим током приводится до 40 %, а в энергетике – до 60%. Большая часть смертельных электропоражений ( до 80%) наблюдается в электроустановках с напряжением до 1000 В.

Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма.

 

Виды поражения электрическим током. Следует выделить два вида поражений электрическим током: электрический удар и местные электрические травмы, которые резко отличаются друг от друга. Местными электрическими травмами являются поражения тканей и органов электрическим током: ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрический ожог возможен при прохождении через тело человека значительный токов (более 1 А). В тканях, через которые проходит ток, как и в любом сопротивлении, выделяется некоторое количество теплоты, пропорциональное приложенному напряжению и току. Этой теплоты при больших токах достаточно для нагрева поражаемых тканей до температуры 60-70 градусов по Цельсию, при которой свёртывается белок и возникает ожог. Такие ожоги проникают глубоко в ткани тела и поэтому очень болезненны и требуют длительного лечения. А иногда приводят к частичной или полной инвалидности.

В электроустановках напряжением 35 кВ и выше ожоги могут возникать и без непосредственного контакта с токоведущими частями, а лишь при случайном приближении на опасное расстояние. Когда это расстояние меньше или равно разрядному, возникает сначала искровой разряд, который переходит в электрическую дугу. Температура дуги достигает 4000 градусов по Цельсию, кроме того, ткани тела человека нагреваются проходящим через них током. Это приводит к ожогу. Под действием тока происходит резкое сокращение мышц, которое приводит к разрыву дуги. Поскольку ток проходил через тело человека кратковременно, нарушений дыхания и кровообращения может не наступать, однако полученный ожоги весьма серьёзны, а иногда и смертельны.

В электроустановках до 1000 В возможны также ожоги электрической дугой. В этом случае дуга возникает между токоведущими частями, а человек попадает в зону действия дуги.

Электрические знаки (метки тока) возникают при хорошем контакте с токоведущими частями. Они представляют собой припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожей серого или желтовато- белого цвета круглой или овальной формы. Края электрического знака резко очерчены белой или серой каймой.

Последствия электрического знака при больших его размерах могут быть очень серьёзными. Глубокое поражение большого участка живой ткани может привести к нарушению функций поражённого органа, хотя электрические знаки безболезненны. Природа электрических знаков не выяснена. Есть предположение, что они вызываются химическим и механическим действием тока.

Электрометаллизация кожи – проникновение под поверхность кожи частиц металла вследствие разбрызгивания и испарения его под действием тока, например при горении дуги.

Металл может проникать в кожу также вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Повреждённый участок кожи приобретает жёсткую шероховатую поверхность, цвет которой определяется цветом соединений металла, внедрившегося в кожу. Со временем металл рассасывается или повреждённая кожа сходит, поражённый участок восстанавливает нормальный вид и болезненные явления исчезают.

Электроофтальмия. к электрическим травмам следует отнести также поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излечения электрической дуги или ожогов.

Механические повреждения (ушибы, переломы и пр.) при падении с высоты вследствие резких непроизвольных движений или потери сознания, вызванных действием тока, также относятся к электрическим травмам.

Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов – обычно до нескольких сотен миллиампер и соответственно при небольших напряжениях – как правило, до 1000 В. При такой малой мощности выделение теплоты ничтожно и не вызывает ожога. Тог действует на нервную систему и на мышцы, причём может возникнуть паралич поражённых органов. Паралич дыхательных мышц, а также мышц сердца может привести к смертельному исходу.

Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. Если ток имеет значение, достаточное, чтобы парализовать мышцы рук, человек неспособен самостоятельно освободиться от тока, таким образом, действие тока будет длительным.

Ток в несколько десятков миллиампер при длительном воздействии (долее 20 с) приводит к остановке дыхания. Но наиболее опасны остановка и фибрилляция сердца.

Остановка сердца вызывается током в несколько сотен миллиампер при сравнительно малой длительности воздействия (доли секунды), причем мышцы сердца расслабляются и остаются в таком состоянии. Фибрилляция сердца заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волоокое сердца. Сердце затрачивает значительную энергию, но не производит полезной работы, кровообращение прекращается, сердце истощается и останавливается.

Следует отметить, что большие токи (порядка нескольких ампер) не вызывают ни остановки, ни фибрилляции сердца. Сердечные мышцы под действием тока обычно резко сокращаются и остаются в таком состоянии до отключения тока, после чего сердце продолжает работать. Более того, если через сердце пострадавшего, у которого наблюдается паралич или фибрилляция сердца, пропустить ток приблизительно 4-6 А, мышцы сердца сокращаются и после отключения тока сердце продолжает работать. На этом принципе основано действие дефибриллятора – прибора для восстановления работы сердца, остановившегося или находящегося в состоянии фибрилляции.

Пороговые значения тока:

1. порог ощущения тока – наименьший ощутимый ток (0,5 — 1,5 мА);
2. порог неотпускающего тока – наименьший ток, при котором человек уже не может самостоятельно освободиться от захваченных электродов действием тех мышц, через которые проходит ток (6-19\0 мА). Меньшие токи называются отпускающими;
3. Смертельный ток (100 мА и более).

Воздействие постоянного и переменного тока на человека

Значение тока, проходящего через человека, мА	Характер воздействия
	Переменный ток, 50 60 Гц	Постоянный ток
0,5 – 1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев руки	Не ощущается.
2,0 – 3,0	Сильное дрожание пальцев рук. Ощущение доходит до запястья	Не ощущается.
5,0-7,0	Легкие судорогои в руках. Болевые ощущения в руках.	Зуд. Ощущение нагрева.
8,0-10	Руки трудно, но ещё можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук и предвлесчях.	Усиление ощущения нагрева
20-25	Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено.	Ещё большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук.
50-80	Остановка дыхания. Начало фибрилляции сердца.	Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднениедыхиния.
90-100	Остановка дыхания. при длительности 3 с и более остановка сердца.	Остановка дыхания.

 

У женщин пороговые значения тока приблизительно в 1,5 раз ниже. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин.

У одного и того же человека пороговые значения тока изменяются в зависимости от состояния организма, утомления и т. п.

 

Путь тока в теле человека. Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Так отмечено, что по пути «рука-рука» через сердце проходит 3, 3% общего тока, левая рука – ноги» – 3,7%, «правая рука — ноги» — 6,7 %, «нога — нога» — 0,4 %, «голова — ноги» — 6,8 %, «голова – руки» — 7 %.

По данным статистики потеря трудоспособности на три дня и более наблюдалась при пути тока «рука — рука» в 83 % случаев, «левая рука – ноги» — в 80 % случаев, «правая рука — ноги» — 87 %, «нога — нога» — в 15 % случаев.

Род и частота тока.

Установлено, что переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный. Однако даже небольшой постоянный ток (ниже порога ощущения) при быстром разрыве цепи дает очень резкие удары, иногда вызывающие судороги мышц рук.

На рисунке изображена зависимость порога неотпускающего тока от частоты:

а – для 1,5 % испытуемых; кривая б – для 100 % испытуемых.

Электрическая схема замещения сопротивления тела человека:

а – схема измерения; б – полная схема замещения; в – упрощенная схема замещения; 1 – электроды; 2 – наружный слой кожи; 3 – внутренние ткани тела

Основным сопротивлением в цепи тока через тело человека является верхний роговой слой кожи, толщина которого составляет 0,05-0,2 мм. При снятом роговом слое кожи сопротивление внутренних тканей не превышает 800-1000 Ом.

При сухой неповрежденной коже сопротивление может достигать 10000 и даже 100000 Ом.

 

Зависимость сопротивления тела человека от приложенного напряжения

 

Ток через человека, мА	1,0	6,0	65	75	100	250
Приложенное напряжение, В	6,0	18	75	80	100	175
сопротивление тела человека, кОм	6,0	3,0	1,15	1,065	1,0	0,70

Обычно принято счтиать узаконенной величиной сопротивления тела человека 1000 Ом.

 

 

Значения кратковременно допустимых токов и напряжений:

Характеристика электроустановок	Нормируемая величина	продолжительность воздействия тока, с
		01	0,2	0,5	0,7	1,0	3,0	От 3 до 10
Частота 50 Гц4 напряжение до 1000 В; изолированная и заземлённая нейтраль; напряжение от 100 В до 35 кВ включительно при н\изолированной нейтрали	Uпр, В	500	250	100	75	50	36	36*
	Ih, мА	500	250	100	75	50	6	6
Частота 50 Гц, напряжение выше 35 кВ при заземлённай нейтрали **	Uпр, В	500	400	200	130	100	65	—
частота 400 Гц	Uпр, В	—	500	200	140	100	36	36**
	Ih, мА		500	200	140	100	8	8
Постоянный ток	Uпр, В	500	400	250	200	150	100	100****
	Ih, мА	500	400	200	150	150	50	50****

* В особо опасных помещениях по условиям поражения током ( и вне помещений) U_пр = 12 В

** Для рабочих мест на защищаемой территории открытых и закрытых распределительных устройств.

*** В особо опасных помещениях ) и вне помещений) U_пр = 24 В

**** То же U_пр=50 В,I_h=25 мА.

 

Длительно допустимое напряжение прикосновения можно определить как произведение длительно допустимого тока и сопротивления тела человека, соответствующего этому току:

U_{пр. д}=I_{h д,д}R_h.

Согласно данным сопротивление человека току 10 мА равно R_h=2000 Ом. Отсюда длительно допустимое напряжение прикосновения равно U_{пр. д.}д=20В.

 

Классификация электроустановок.

Электроустановками называются установки, предназначенные для производства, преобразования, распределения энергии, а также потребления электроэнергии.

Различают электроустановки с большими токами замыкания на землю, в которых ток однополюсного глухого замыкания на землю превышает 500 А, и электроустановки с малыми токами замыкания на землю, в которых ток однополюсного глухого замыкания на землю равен или меньше 500 А.

Сухими помещениями называются такие помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60%.

Влажными помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха больше 60 %, но не превышает 75 %. В таких помещениях возможно кратковременное выделение паров и конденсирующейся влаги в небольших количествах.

Сырыми помещениями называются такие помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100 % (стены, пол, потолок и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), называются особо сырыми.

Помещения, в которых температура воздуха длительно превышает 30 градусов по Цельсию, называются жаркими помещениями.

Помещения, в которых выделяется технологическая пыль в таких количествах, что она может проникать под кожухи и оседать на проводах, называются пыльными помещениями. Пыльные помещения подразделяются на помещения с проводящей пылью и непроводящей.

Помещения, в воздухе которых содержатся газы или пары или образуются отложения, разрушающие изоляцию или токоведущие части оборудования, называются помещениями с химически активной средой.

 

Признаки повышенной опасности:

• наличие токопроводящих полов;
• наличие сырости (относительая влажность воздуха выше 75 %) или проводящей пыли;
• повышенная температура воздуха – более +30 градусов по Цельсию;
• возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землёй корпусам технологического оборудования, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования или токоведущим частям, с другой.

 

Признаки особой опасности:

• наличие особой сырости (относительная влажность воздуха приближается к 100 %);
• наличие химически активной среды.

 

По этим признакам помещения разделяются на:

• помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют признаки как повышенной, так и особой опасности;
• помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием только одного признака повышенной опасности;
• особо опасные помещения, характеризующиеся наличием хотя бы одного признака особой опасности или одновременно двух или более признаков повышенной опасности.

 

Кроме того, по доступности электрооборудования следует различать:

• замкнутые электротехнические помещения, в которых установлено электрооборудование не требующее постонянного надзора и поэтому находящееся под замком. В этих помещениях лишь для кратковременного осмотра и ремонта бывают лица, имеющие электротехническую квалификацию. Внимание персонала, находящегося в таких помещениях в течение короткого времени, не должно быть ослаблено;
• электротехнические помещения – помещения или отгороженные части помещения, доступные только для обслуживающего электротехнического персонала, в которых установлено электрооборудование, требующее постоянного присутствия обслуживающего персонала. Так как люди находятся в этих помещениях длительно, возможна потеря внимания;
• производственные помещения, в которых длительный контакт с электрооборудованием ( электроприводами станков, осветительными установками и т. п.) имеют лица неэлектротехнических специальностей, не имеющие достаточного понятия о безопасности при работе с электрооборудоавнием.

 

В электроустановках применяют следующие технические защитные меры:

• малые напряжения;
• электрическое разделение сетей;
• контроль и профилактика повреждений изоляции;
• компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю;
• обеспечение недоступности токоведущих частей;
• защитное заземление;
• зануление;
• двойная изоляция;
• защитное отключение.