Действие электрического тока на организм человека, виды воздействия. Виды поражения
Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Электрический ток протекает через тело человека, если между двумя его точками имеется разность потенциалов. Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называетсянапряжением прикосновения.
Электрический ток, протекая через тело человека, может оказать следующие воздействия:
Термическое- вызывает нагрев кожи, тканей, кровеносных сосудов; оно проявляется при переходе электрической энергии в тепловую;
Биологическое- вызывает непроизвольное сокращение мышцы при протекании через нее тока;
Электролитическое - заключается в том, что электрический ток вызывает разложение крови, изменяет ее состав.
Все многообразие действия электрического тока приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Электрические травмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги.
Ожоги возникают при термическом действии электрического тока. Самые опасные ожоги, возникающие в результате воздействия электрической дуги, т.к. температура может превышать 3000°С.
Электрометаллизация кожи - в результате воздействия электрического тока в кожу проникают мельчайшие частицы металла. В результате кожа становится электропроводной, ее сопротивляемость резко падает.
Электроофтальмия - поражение наружных оболочек глаза под действием ультрафиолетового излучения электрической дуги.
Электрические знаки - пятна серого или бледно-желтого цвета, природа которых еще недостаточно изучена; они возникают при плотном контакте с токоведущей частью.
Механические повреждения - разрывы тканей, переломы происходят при судорожном сокращении мышц и в результате падений при воздействии электрического тока.
Электрические удары - поражение всего организма человека, характеризующееся судорожными сокращениями мышц, нарушением работы нервной и сердечнососудистой систем человека. Часто электрические удары приводят к смертельным исходам.
Различают четыре степени электрических ударов:
I степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
III степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IY степень – клиническая смерть, т.е. отсутствия дыхания и кровообращения.
Вопрос 16. Факторы, влияющие на исходы поражения электрическим током.
Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от ряда факторов, основными из которых являются:
лектрическое сопротивление тела человека.
Сопротивление тела человека непостоянно и зависит от многих факторов – состояния кожи, величины и плотности контакта, приложенного напряжения и времени воздействия тока. Сопротивление кожного покрова в месте входа тока может меняться в зависимости от состояния кожи от 10 до 100 кОм. Для сухой неповрежденной кожи значение сопротивления весьма велико и может составлять более 100 кОм.
Величины электрического тока и напряжения.
Значение тока, проходящего через организм человека, зависит от приложенного напряжения и сопротивления тела. Чем больше напряжение, тем больший ток проходит через человека.
лительность его воздействия на организм.
Характер поражения зависит также от времени действия тока. При длительном воздействии тока увеличивается нагревание кожи, кожа из-за потовыделений увлажняется, сопротивление ее падает и ток, проходящий через тело человека, резко увеличивается.
Значение, род и частота тока.
Различают ток постоянный и переменный. В основном значение и род тока определяют характер поражения.
Токи в зависимости от значения по своему воздействию на организм человека делятся на ощутимые, неотпускающие и фибриляционные.
Ощутимые токи – токи, вызывающие при прохождении через организм ощутимые раздражения. Воздействие переменного тока от 0,5 до 1,5 мА и постоянного тока от 5 до 7 мА.
Неотпускающие токи вызывают судорожное сокращение мышц. Для переменного тока это значение лежит в пределах от 10 до 15 мА, для постоянного - от 50 до 80 мА.
Фибриляционные токи вызывают фибрилляцию сердца – трепетание или аритмичное сокращение и расслабление сердечной мышцы. Значение фибриляционных токов колеблются от 80 до 5000 мА.
Характер поражения электрическим током в зависимости от его значения и рода приведен в Приложении 1.
Путь протекания тока в теле.
Путь протекания тока оказывает существенное влияние на характер поражения. Наиболее опасный - это путь, проходящий через головной и спинной мозг, сердце, легкие. Пути прохождения тока “правая рука-ноги”, “рука-рука” встречаются наиболее часто, реже встречаются пути “голова- ноги”, “ голова-руки “, “ нога-нога “. Путь “ нога-нога “ является наименее опасным.
Психофизиологическое состояние организма, его индивидуальные свойства.
Если человек физически здоров, то электропоражение будет менее тяжелым. При заболевании сердечнососудистой системы, кожи, нервной системы, при алкогольном опьянении электротравма может быть чрезвычайно серьезной даже при небольших воздействующих токах.
Состояние и характеристика окружающей среды (температура воздуха, влажность, загазованность и запыленность воздуха) и др.
Вопрос 17. Явления при стекании тока в землю. Напряжение шага.
Замыканием на землю называется случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными элементами, не изолированными от земли, или непосредственно с землей. Замыкание на землю может быть вызвано повреждением изоляции, возникновением контакта между токоведущими частями электрооборудования и заземляющим устройством, падением на землю оборванного провода, находящего под напряжением.
В объеме земли, где протекает ток, возникает так называемая «зона растекания на землю» - зона земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю. В соответствии с этим ток замыкания на землю – это ток, проходящий через место замыкания на землю.
Теоретически зона растекания простирается до бесконечности, однако в реальных условиях уже на расстоянии 20 м от заземлителя плотность тока растекания и потенциал практически равны нулю.
Растекание тока замыкания в грунте определяет характер распределения потенциалов на поверхности земли, что, в свою очередь, приводит к возникновению нового вида поражения человека, а именно попадание его под напряжение прикосновения или напряжения шага.
Напряжение прикосновения может возникнуть в том случае, если человек будет находиться на земле или на токопроводящем полу и касаться при этом корпуса заземленного электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением.
Человек также может оказаться под напряжением, попав в зону растекания тока в земле при обрыве провода, наличии заземляющего устройства, при ударе молнии и стекании электрического разряда в землю, повреждении изоляции проводов и т.д. Это напряжение называют напряжением шага, т.е. напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии длины шага, на которых одновременно стоит человек.
Напряжение шага определяется как разность потенциалов отдельных точек земли, которые оказываются под ногами человека в зоне растекания тока. Наибольшее напряжением возникает в точке замыкания на землю, на расстоянии 1 м оно составляет 0,5-0,7 от полного, а на расстоянии примерно 20 м снижается практически до нуля.
Очевидно, чем шире шаг, тем шаговое напряжение будет выше и может достигнуть опасной величины. Кроме того, поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, тем самым увеличивая величину шагового напряжения за счет своего роста и замыкания цепи тока на теле через жизненно важные органы. Поэтому выходить из зоны растекания тока необходимо короткими шагами.
Напряжение шага считается допустимым, если оно не превышает 40 В. В случае падения провода на землю, не допускается приближение к нему в радиусе 6-8 м от места замыкания на землю.
Рисунок 1 – Включение человека на напряжение шага
Вопрос 18. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.
Помещения по степени опасности поражения электрическим током делятся на три категории.
С повышенной опасностью поражения людей электрическим током, которые характеризуются наличием одного из следующих признаков:
- токопроводящие основания (железобетонные, земляные, металлические, кирпичные);
- токопроводящая пыль, ухудшающая условия охлаждения и изоляции, но не вызывающая опасности пожара;
- сырость (относительная влажность, превышающая 75%);
- температура, длительно превышающая + 35 °С;
- возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих признаков:
- особая сырость (относительная влажность, близкая к 100%);
- химически активная среда, разрушающая изоляцию и токоведущие части электрооборудования;
- не менее двух признаков с повышенной опасностью.
В помещениях без повышенной опасности отсутствует вышеперечисленные признаки. Опасность поражения электрическим током существует всюду, где используются электроустановки, поэтому помещения без повышенной опасности нельзя назвать безопасными.
Территории размещения наружных электроустановок. По степени опасности электроустановки вне помещений приравнивают к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных помещениях.
Для уменьшения опасности поражения электрическим током в условиях с повышенной опасностью рекомендуется применять напряжение 36 В, в особо опасных - до 12 В, без повышенной опасности – 220 В. Эти величины напряжений учитываются при устройстве местного освещения, работе с ручным электроинструментом и т.п.
Вопрос 19. Причины электротравматизма. Защита от прикосновения к токоведущим частям электроустановок.
Электроустановками называют установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электрическая энергия. Токоведущей частью электроустановки называется та, по которой при рабочем режиме проходит электрический ток.
К электроустановкам относятся генераторы и электродвигатели, трансформаторы и выпрямители, аппаратура проводной, радио- и телевизионной связи и др. Безопасность работ в электроустановках зависит от электрической схемы и параметров электроустановки, номинального напряжения, окружающей среды и условий эксплуатации. С точки зрения обеспечения безопасности все электроустановки делятся на установки до 1000 В и установки свыше 1000 В.
Основными техническими средствами, направленными на профилактику производственного травматизма от электрооборудования, являются:
- ограждения;
- блокировки;
- изоляция;
- расположение токоведущих частей на недоступной высоте;
- предупредительная сигнализация;
- знаки безопасности.
Ограждения.
Применяют для того, чтобы исключить даже случайные прикосновения к токоведущим частям электроустановок. Как правило, ограждение токоведущих частей должно предусматриваться конструкцией электрооборудования.
Оголенные провода и шины, а также приборы, аппараты, распределительные щиты и т.п., имеющие незащищенные и доступные для прикосновения токоведущие части, помещают в специальные ящики, шкафы, камеры и другие устройства, закрывающиеся сплошными или сетчатыми ограждениями.
Изоляция.
В зависимости от условий эксплуатации применяют:
- рабочую изоляцию – это электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током;
- дополнительную – представляет собой электрическую изоляцию, предусмотренную дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения последней;
- двойную – электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции;
- усиленную – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты от поражения электрическим оком, как и двойная изоляция.
Степень защиты при использовании изоляции зависит от ее сопротивления. Чем больше сопротивление, тем лучше ее защитные свойства.
С целью предотвращения опасности поражения людей электрическим током необходимо проводить испытания и контроль состояния изоляции.
1) При вводе электросетей в эксплуатацию и после ремонта изоляцию испытывают повышенным напряжением.
2) В процессе эксплуатации измеряют сопротивление изоляции между фазой и землей и каждой парой фаз с помощью мегомметра. Сопротивление должно контролироваться не реже 1 раза в 3 года.
3) Кроме того, возможно осуществлять постоянный контроль состояния изоляции методом трех вольтметров, включенных между фазами и землей в сети с изолированной нейтралью.
Расположение на недоступной высоте.
Провода электрических линий напряжением до 1000В вне помещений подвешивают на высоте на менее 6 м. В производственных помещениях не огражденные токоведущие части располагают на высоте не менее 3,5м от пола.
Блокировка.
Блокировки бывают механическими, электрическими, электромагнитными и др. Они обеспечивают снятие напряжения с токоведущих частей при попытке проникнуть к ним при открывании ограждения без снятия напряжения. Блокировка защищает от поражения электрическим током путем автоматического разрыва электрической цепи перед тем, как человек может оказаться под напряжением.
Предупредительная сигнализация обычно используется в сочетании с другими мерами защиты. Сигнализация может быть световой и звуковой. Для световых сигналов используются цвета:
- красный – для запрещающих и аварийных сигналов, а также для предупреждения о перегрузках, неправильных действиях, опасности и т.д.;
- желтый – для привлечения внимания;
- зеленый – для сигнализации безопасности;
- белый - для обозначения включенного состояния выключателя;
- синий – в специальных случаях, когда не могут быть применены остальные цвета
Знаки безопасности и предупредительные плакаты делятся на четыре группы: предупреждающие знаки и плакаты, а также плакаты запрещающие, предписывающие и указательные.
Основным назначением знаков и плакатов являются:
- предупреждение об опасности при приближении к частям, находящимся под напряжением;
- запрещение оперировать аппаратами, которые могут подать напряжение на место, отведенное для работы;
- указание места, подготовленного к работе;
- напоминание о принятых мерах безопасности.
Вопрос 20. Защитное заземление, схема, принцип действия. Обеспечение надежной работы защитного заземления.
Защитным заземлениемназывается преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции токоведущих частей или по другим причинам.
Защитному заземлению подлежат металлические корпуса машин, приборов, аппаратов, электроинструментов, каркасы щитков, пультов и шкафов, металлические корпуса кабелей и кабельных муфт, стальные трубы электропроводок.
Целью защитного заземления является понижение напряжения между корпусом и землей до безопасного значения.
Рисунок 1 - Схема устройства защитного заземления
1 – электроустановки; 2 – заземляющие проводники; 3 – магистраль заземления; 4 – заземлители
Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель представляет собой проводник или несколько проводников, соединенных между собой и имеющих непосредственный контакт с землей.
Заземленные элементы электроустановок подсоединяются к заземлителям с помощью заземляющих проводников. Если заземляющий проводник имеет два или более ответвлений, то образующаяся система называется магистралью заземления.
Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы токопроводящие части зданий, сооружений, заглубленные в землю, водо- и другие трубопроводы, свинцовые оболочки кабелей. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы для газа и других взрывоопасных веществ.
В качестве искусственных заземлителей применяют уголки, трубы из стали, меди или оцинкованного металла, которые заглубляются в траншею ниже уровня промерзания грунта.
Для определения технического состояния заземляющего устройства периодически проводится его проверка. Она включает в себя внешний осмотр видимой части, контроль надежности соединения заземляющих проводников, выборочное вскрытие грунта, измерение сопротивление петли “фаза - нуль”, измерение сопротивления заземляющего устройства.
По своему устройству защитное заземление может быть выносным и контурным.
Заземлители выносного защитного заземления находятся за пределами расположения заземляемых объектов. Используется в том случае, когда нельзя разместить заземлители на территории, где находятся защищаемые объекты, или когда сопротивление грунта, где находятся электроприемники, слишком велико или заземляемые объекты рассредоточены на территории.
При контурном заземлении заземлители располагают по контуру и внутри площадки и заземляемыми объектами, что приводит к выравниванию потенциала площадки и уменьшению напряжения прикосновения и шага.