Основные причины поражения людей эл током. Основные причины поражения человека током
Воздействие электрического тока на человека зависит в первую очередь от значения силы тока и времени его прохождения через тело человека и может вызвать неприятные ощущения,ожоги,обморок,судороги,прекращение дыхания и даже смерть.Допустимым принято считать ток в 0,5 мА.При силе тока в 10-15 мА человек не может самостоятельно оторваться от электродов,разорвать цепь тока,в которую он попал.Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему.Ток в 100 мА приводит к остановке сердца и нарушению кровообращения и считается смертельным. Многочисленные обследования несчастных случаев показали,что исход поражения не находится в прямой зависимости от величины тока,а определяется многими факторами и обстоятельствами и индивидуальными свойствами пострадавшего.Поэтому одна и та же величина тока оказывает,независимо от других факторов,различное влияние на разных людей и различно на одного и того же человека в зависимости от его состояния в момент поражения,степени возбуждения нервной системы,ее физеологической выносливости и реактивности.
Внимание. Помните,что ток,протекающий в бытовой электросети,составляет 5-10 А и намного превышает смертельный.
Основные причины поражения электрическим током:
. случайное прикосновение к токонесущим частям,находящимся под напряжением (оголенным проводам,контактам электроаппаратуры,шинам и т.п.);
. неожиданное возникновение напряжение там,где в нормальных условиях его быть недолжно;
. появление напряжения на отключенных частях электрооборудования (по причине ошибочного включения,наведения напряжения соседними установками и т.д.);
. возникновение напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода с землей,неисправности заземляющих устройств и т.п.
Для предупреждения поражений электрическим током следует строго выполнять правила устройств электроустановок (ПУЭ),правила технической эксплуатации (ПТЭ) и правила по технике безопасности (ПТБ).К выполнению работ на электроустановках допускаются лица,прошедшие обучение и имеющие соответствующее удостоверение. При попадании человека под напряжение электрический ток обычно протекает от одной руки к другой,а также от руки к ноге.Поэтому не следует одновременно двумя руками прикасаться к элементам устройства,а также держаться рукой за трубу отопления или водопровода;под ноги на рабочем месте желательно подкладывать резиновый коврик,являющийся изолятором. В некоторых случаях при замыкании фазы на корпус и отказе защиты (например,из-за неисправности автоматического выключателя или неправильно выбранной плавкой вставки) напряжение корпуса относительно земли превышает допустимое значение напряжения прикосновения.Напряжение,появляющееся на теле человека при одновременном прикосновении к двум точкам проводников или проводящих частей,в том числе при повреждении изоляции,носит название напряжения прикосновения. Напряжение прикосновение увеличивается по мере удаления от места заземления и за пределами зоны растекания тока равно напряжению на корпусе оборудования относительно земли.Под зоной растекания понимается зона земли,за пределами которой электрический потенциал,возникший из-за замыкания токоведущих частей на землю,может быть условно принят равным нулю.
1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением в результате: *ошибочных действий при проведении работ; *неисправности защитных средств, которыми потерпевший касался токоведущих частей и др. 2. Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате: *повреждения изоляции токоведущих частей, замыкания фазы сети на землю; *падения провода, находящегося под напряжением на конструктивные части электрооборудования и др. 3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате: *ошибочного включения отключенной установки; *замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями; *разряда молнии в электроустановку и др. 4. Возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек, в результате: *замыкания фазы на землю; *выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами); *неисправностей в устройстве защитного заземления и др.Напряжение шага - напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Наибольшая величина напряжения шага около места замыкания, а наименьшая - на расстоянии более 20 м.
146. Понятие шагового напряжения и напряжения прикосновения
В любых электрических сетях человек, находящийся в зоне растекания тока, может оказаться под напряжением шага и напряжением прикосновения. Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другом на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек. Опасность напряжения шага увеличивается, если человек, подвергшийся его воздействию, падает: напряжение шага возрастает, так как ток проходит уже не через ноги, а через все тело человека. Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Опасность такого прикосновения оценивается значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения и зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали.
Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое действие.
Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов и нервных волокон.
Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов.
Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканой организма, что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.
Раздражающее действие тока на ткани может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих органов.
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 (электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения).
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.
Различают четыре степени электрических ударов :
Iстепень - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
IIстепень - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
IIIстепень - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IVстепень - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая ("мнимая") смерть - это переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга (4-5 мин., а при гибели здорового человека от случайных причин - 7-8 мин.).Биологическая (истинная) смерть - это необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Биологическая смерть наступает по истечении периода клинической смерти.
Таким образом, причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Остановка сердца или его фибрилляция , то есть хаотические быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестает работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение, может наступить при прямом или рефлекторном действии электрического тока.
Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания (в результате - асфиксия или удушье по причине недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме ).
Виды поражений электрических травм:
- электрические ожоги–
Электрометаллизация кожи
Электрические знаки
Электрические удары
Электроофтальмия
Механические повреждения
Электрические ожог и возникают при термическом действии электрического тока. Наиболее опасными являются ожоги, :возникающие в результате воздействия электрической дуги, такKaк ее температура может превышать 3000°С.
Электрометаллизация кожи - проникновение в кожу под действием электрического тока мельчайших частиц металла. В результате кожа становится электропроводной, т. е. сопротивление ее резко падает.
Электрические знаки -- пятна серого или бледно-желтого цвета, возникающие при плотном контакте с токоведущей частью (пс которой в рабочем состоянии протекает электрический ток). Природа электрических знаков еще недостаточно изучена.
Электроофтальмия - поражение наружных оболочек глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги.
Электрические удары - общее поражение организма человека, характеризующееся судорожными сокращениями мышц, нарушением нервной и сердечно-сосудистой систем человека. Нередко электрические удары приводят к смертельным исходам.
Механические повреждения (разрывы тканей, переломы) происходят при судорожном сокращении мышц, а также в результате падений при воздействии электрического тока.
Характер поражения электрическим током и его последствия зависят от значения и рода тока, пути его прохождения, длительности воздействия, индивидуальных физиологических особенностей человека и его состояния в момент поражения.
Электрический шок - это тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное электрическое раздражение, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Такое состояние может продолжаться от нескольких минут до суток.
|
При переменном токе 50 Гц |
При постоянном токе |
|
|
Возникновение ощущения, легкое дрожание пальцев рук |
Не ощущается |
|
|
Судороги в руках |
Возникновение ощущения, нагревание кожи Усиление нагревания |
|
|
Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов; сильные боли в кистях и предплечьях |
Усиление нагревания |
|
|
Руки парализуются, оторвать их от электродов невозможно, дыхание затруднено |
Незначительное сокращение мышц |
|
|
Остановка дыхания. Начало фибрилляции сердца |
Сильное нагревание; сокращение мышц рук; затрудненное дыхание |
|
|
Остановка дыхания и сердечной деятельности (при длительности воздействия более 3 с) |
Остановка дыхания |
43. воздействие электрического тока на организм человека.общие и местные травмы
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает на него термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие
Причины несчастных случаев от электрического тока многочисленны и разнообразны. Основными из них являются:
1) случайное прикосновение к открытым токоведущим частям, находящимся под напряжением. Это может происходить, например, при производстве каких-либо работ вблизи или непосредственно на частях, находящихся под напряжением: при неисправности защитных средств, посредством которых пострадавший прикасался к токоведущим частям; при переноске на плече длинномерных металлических предметов, которыми можно случайно прикоснуться к неизолированным электропроводам, расположенным на доступной в данном случае высоте;
2) появление напряжения на металлических частях электрооборудования (корпусах, кожухах, ограждениях и т.п.), которые в нормальных условиях не находятся под напряжением. Чаше всего это может происходить вследствие повреждения изоляции кабелей, проводов или обмоток электрических машин и аппаратов, приводящего, как правило, к замыканию на корпус;
3) появление напряжения на отключенных токоведущих частяхв результате ошибочного включения отключенной установки; замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями; разряда молнии в электроустановку и других причин
4) электрическая дуга, которая может образоваться в электроустановках напряжением свыше 1000 В между токоведущей частью и человеком при условии, если человек окажется в непосредственной близости от токоведущих частей;
5) возникновение шагового напряжения на поверхности земли при замыкании провода на землю или при стекании тока с заземлителя в землю (при пробое на корпус заземленного электрооборудования);
6) прочие причины, к которым можно отнести такие, как: несогласованные и ошибочные действия персонала, оставление электроустановок под напряжением без надзора, допуск к ремонтным работам на отключенном оборудовании без предварительной проверки отсутствия напряжения и неисправности заземляющего устройства и т.д.
Все случаи поражения человека током в результате электрического удара возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, то есть при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.
Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения.
Напряжение прикосновения 20 В считается безопасным в сухих помещениях, т.к. ток, проходящий через тело человека будет ниже порогового неотпускающего и человек, получивший электрический удар, сразу оторвет руки от металлических частей оборудования.
В сырых помещениях безопасным считается напряжение 12 В.
Напряжением шага называется напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании ихногами человека. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается и на расстоянии, примерно равном 20 м, может быть принято равным нулю. Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается на теле через жизненно важные органы.
Основными причинами несчастных случаев при поражении электрическим током являются:
Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
Появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования (корпусах, кожухах, и т.п.) в результате повреждения изоляции и других причин (так называемое электрическое замыкание на корпус);
Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения;
Попадание человека в зону растекания тока.
Классификация помещений по опасности поражения
Человека током
Существенное влияние на безопасность электрических установок оказывают условия среды, от которых зависит состояние изоляции, а также электрическое сопротивление тела человека. В связи с этим в отношении опасности поражения человека электрическим током Правила устройства электроустановок (ПУЭ) различают:
1) помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;
2) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
Относительная влажность воздуха превышает 75 %;
Пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь оборудования;
Токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);
Температура постоянно или периодически (свыше суток) превышает +35 °C;
Возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой;
3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
Относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);
Химически активная или органическая среда, разрушающая изоляцию и токоведущие части электрооборудования;
Одновременно два или более условий повышенной опасности.
Нормирование напряжений прикосновения и токов
Через тело человека
Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U пд и токов I пд , протекающих через тело человека, задаются для пути тока "рука – рука" или "рука – ноги" (ГОСТ 12.1.038-82*). Указанные значения при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Примечание. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.
При аварийном режиме производственных и бытовых приборов и электроустановок напряжением до 1000 В в сетях с любым режимом нейтрали предельно допустимые значения U пд и I пд не должны превышать значений, приведённых в ГОСТ 12.1.038-82*. Для приближённой оценки U пд и I пд можно воспользоваться данными табл. 4.3. Аварийный режим означает, что электроустановка неисправна и могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмам. При продолжительности воздействия более 1 с величины U пд и I пд соответствуют отпускающим значениям для переменного и не болевым для постоянного токов.
Таблица 4.3
Технические средства защиты человека
От поражения током
Основными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются (ПУЭ): защитное заземление, защитное зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напряжение, электрозащитные средства, уравнивание потенциалов, двойная изоляция, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с грунтом Земли металлических нетоковедущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением. Область применения защитного заземления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СИН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 50 В переменного и выше 120 В постоянного тока.
Защитное заземление специально предназначено для обеспечения электробезопасности и позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека, до длительно допустимого значения . Защитному заземлению подлежат доступные для прикосновения человека металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, например, из-за повреждения изоляции фазного проводника сети. Схема защитного заземления представлена на рис. 4.6.
 |
|||
На рисунке пунктирными линиями показано эквивалентное сопротивление Z из /3 , которое заменяет комплексные сопротивления изоляций фаз в случае их равенства, но подключено к нейтрали N электрической сети.
В случае пробоя фазы на корпус ток замыкания определяется по формуле 
в которой влиянием параллельного соединения R з и R h можно пренебречь (R з ||R h << Z из /3 ), т. к. R з << Z из . В результате ток замыкания на землю в СИН напряжением до 1000 В практически не превышает 5 А, а в большинстве случаев он во много раз меньше.
Для обеспечения приемлемой безопасности прикосновения к повреждённой электроустановке в СИН (замыкание фазы на корпус) необходимо обеспечить в любое время года достаточно малую величину сопротивления заземления.
Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства , которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.
Естественные заземлители – это непосредственно контактирующие с грунтом электропроводящие элементы коммуникаций, зданий и сооружений, используемые для целей заземления. К ним относятся, например, арматура железобетонных фундаментов, металлические водопроводные трубы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, взрывоопасных или горючих газов и смесей. Согласно ПУЭ для заземления рекомендуется в первую очередь использовать естественные заземлители.
Искусственные заземлители – это специально предназначенные для устройства заземления стальные электроды (трубы, уголки), имеющие непосредственный контакт с грунтом. Их применяют, если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивления растеканию тока не удовлетворяют требованиям.
Заземляющие проводники – это электрические проводники, соединяющие заземлители с заземляемыми элементами установок.
ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, в частности, что в сетях с U ф = 220 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4Ом (R з ≤ 4 Ом ). Если мощность сетевого или автономного источника электроэнергии (трансформаторов, генераторов) не превышает 100 кВА, тоR з ≤ 10 Ом . Таким образом обеспечивают напряжение на корпусе аварийной производственной электроустановки, не превышающее 20 В, что считается допустимым.
Защитное зануление – это преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью электрической сети с помощью нулевого защитного проводника (НЗП). Область применения защитного зануления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СЗН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное зануление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 50 В переменного и выше 120 В постоянного тока.
Схема варианта защитного зануления в СЗН приведена на рис. 4.7, где Пр1 и Пр2 – плавкие предохранители линии питания и электроустановки. Нулевой защитный проводник необходимо отличать от нулевого рабочего проводника N. Нулевой рабочий проводник при необходимости может быть использован для питания электроустановок. В реальной сети он может быть совмещён с НЗП, за исключением случая питания переносных электроприёмников, если он соответствует дополнительным требованиям, предъявляемым к НЗП. Должна быть обеспечена гарантированная непрерывность НЗП на всём протяжении от зануляемого элемента до нейтрали источника питания. Это обеспечивается отсутствием элементов защиты (плавких предохранителей и автоматических выключателей), а также разного рода разъединителей. Все соединения НЗП должны быть выполнены на основе сварки или быть резьбовыми. Полная проводимость НЗП должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного проводника.
 |
|||
При замыкании одной из фаз на занулённый корпус электроустановки возникает контур короткого замыкания, образуемый источником фазного напряжения и комплексными сопротивлениями фазного (Ż ф) и нулевого защитного (Ż нзп) проводников, величина тока в котором гарантирует быстрое срабатывание ближайшего к электроустановке элемента защиты (Пр2). С целью дополнительного повышения уровня электробезопасности, например при обрыве НЗП, его повторно заземляют (на рис. 4.7 R п – сопротивление повторного заземлителя). При отсутствии R п напряжение на корпусе повреждённой установки может превышать 0,5U ф, а в случае применения повторного заземлителя оно может быть несколько снижено.
Таким образом, при защитном занулении безопасность человека, касающегося корпуса повреждённой установки, обеспечивается за счёт уменьшения времени воздействия опасного напряжения, действующего до момента срабатывания элемента защиты.
В СЗН с защитным занулением нельзя заземлять корпус установки, не присоединив его прежде к НЗП.
Защитное автоматическое отключение питания - это автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.
Защитное автоматическое отключение питания используется как дополнительная защита в электроустановках напряжением до 1000 В при наличии других мер защиты в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и реализуется с помощью устройства защитного отключения (УЗО).
Датчик Д реагирует на изменения одного или нескольких параметров Uэу, характеризующих электробезопасность. Его выходной сигнал U д пропорционален используемому входному сигналу УЗО, на который оно реагирует. В формирователе аварийного сигнала ФАС сигнал датчика U д сравнивается с установленным уровнем срабатывания Uп. Если U д > Uп, то сигнал U ас через элемент согласования (по мощности, напряжению) ЭС приводит к размыканию контактов отключающего устройства ОУ.
Практическое разнообразие УЗО определяется используемыми входными сигналами и выбранными конструктивными элементами.
Электрическое разделение сети . Реальные электрические сети могут иметь глухозаземлённую нейтраль, быть протяжёнными и разветвлёнными, что резко увеличивает опасность однофазного прикосновения человека. На рис. 4.9 показан пример разветвлённой однофазной сети с подключенными электроустановками, содержащей N ответвлений с соответствующими сопротивлениями изоляции. Результирующее сопротивление изоляции Z из сети определяется как результат параллельного соединения сопротивлений изоляции N отдельных участков и сопротивлений изоляции Z ЭУ электроустановок. Оно может оказаться недостаточным для обеспечения безопасности при однофазном прикосновении и может составлять, например, десятки кОм.
С целью повышения безопасности в таких случаях применяют электрическое разделение сети на ряд участков с помощью специальных разделительных трансформаторов РТ (рис. 4.10). Участок сети, подключенный ко вторичной обмотке РТ, имеет малую протяжённость и разветвлённость. Поэтому легко обеспечивается большое сопротивление изоляции проводников питания относительно земли. Разделительные трансформаторы могут входить в состав, например, блоков питания (преобразователей напряжения) радиоэлектронных устройств. Следует иметь в виду, что выводы вторичной обмотки РТ должны быть изолированы от земли.
 |
|||
 |
|||
Применение малых напряжений . Существенное повышение уровня электробезопасности может быть достигнуто путём уменьшения рабочих напряжений электроустановок. Если номинальное напряжение электроустановки не превышает длительно допустимой величины напряжения прикосновения, то даже одновременный контакт человека с токоведущими частями разных фаз или полюсов может считаться относительно безопасным.
Малым называется напряжение не более 50 В переменного и не более 120 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 12 В, т. к. при таких напряжениях сопротивление тела человека обычно не менее 6 кОм и, следовательно, ток, проходящий через тело человека, не превысит 2 мА. Такой ток можно считать условно безопасным. В производственных условиях для повышения безопасности эксплуатации переносных электроустановок применяются напряжения 36 В (в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В (в особо опасных помещениях). Однако в любом случае малые напряжения являются лишь относительно безопасными, т.к. в худшем случае ток через тело человека может превысить значение порогового неотпускающего.
Источниками малого напряжения являются разделительные трансформаторы. Получение малых напряжений с помощью автотрансформаторов не допускается , т. к. токоведущие элементы сети малого напряжения в этом случае гальванически связаны с основной электрической сетью.
Широкому распространению малых напряжений переменного тока мешает трудность осуществления протяжённой сети малого напряжения из-за больших энергетических потерь и наличие понижающего трансформатора. Поэтому область их применения ограничивается в основном ручным электрифицированным инструментом, переносными лампами, светильниками местного освещения в помещениях как с повышенной опасностью, так и особо опасных.
Электрозащитные средства -это средства индивидуальной защиты, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.
По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и предохранительные.
Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолирующие средства имеют изоляцию, способную длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и, следовательно, с их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Основными изолирующими средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения. Дополнительные изолирующие средства применяют для обеспечения большей электробезопасности лишь в комплекте с основными средствами для обеспечения большей безопасности. К дополнительным изолирующим средствам относятся, например, диэлектрические боты и галоши, изолирующие подставки и коврики. Все изолирующие средства должны подвергаться испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации, о чём на них делается соответствующая отметка.
Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением (изолирующие накладки, щиты, барьеры), а также для предотвращения появления опасного напряжения на отключенных токоведущих частях (переносные заземляющие устройства).
Предохранительные защитные средства служат для защиты персонала от факторов, сопутствующих его работе с электроустановками. К ним относятся средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса), при подъёме на высоту (монтёрские когти, лестницы), от световых, тепловых, механических, химических воздействий (защитные очки, щитки, рукавицы) и электромагнитных полей (экранирующие каски, костюмы).
Уравнивание потенциалов применяют в помещениях, имеющих заземлённые или занулённые электроустановки для повышения уровня безопасности. При этом к сети заземления или зануления подключают металлические трубы коммуникаций, входящих в здание (горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.), металлические части каркаса здания, централизованных систем вентиляции, металлические оболочки телекоммуникационных кабелей, все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования.
Двойная изоляция представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению металлические части электроустановки не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.006-87 двойную изоляцию обязательно должны иметь устройства бытового или аналогичного общего применения. Установки с двойной изоляцией не следует заземлять или занулять, поэтому они не имеют соответствующих присоединительных элементов. В качестве дополнительной изоляции используют пластмассовые корпуса, ручки, втулки. Если устройство с двойной изоляцией имеет металлический корпус, он должен быть изолирован от конструктивных частей установки, которые могут оказаться под напряжением (шасси, оси регуляторов, статоры электродвигателей) изолирующими элементами.
Предупредительная сигнализация служит для выдачи сигнала опасности при приближении к частям, находящимся под высоким напряжением.
Блокировки предотвращают доступ к неотключенным токоведущим частям электроустановки, например, при ремонте. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи контактами, размыкающимися при открывании аппаратурной дверцы, или не позволяют её открыть, если не снято высокое напряжение с токоведущих частей. Механические блокировки имеют конструктивные элементы, не позволяющие включить аппарат при открытой крышке или открыть аппарат, когда он включен.
Знаки и плакаты безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к опасности поражения током, предписания, разрешения определённых действий и указаний с целью обеспечения безопасности. Они бывают запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными.
Электромагнитные поля
Электробезопасность.Основные причины поражения человека электрическим током:
Нарушение изоляции или потеря изолирующих свойств;
Непосредственное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
Несогласованность действий.
Термическое действие: возможны ожоги отдельных участков тела, нагрев до высоких температур кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, что вызывает в них серьезные функциональные изменения. Согласно закону Джоуля-Ленца количество выделившейся теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению тела человека и времени воздействия.
Электролитическое действие выражается в распаде молекул крови и лимфы на ионы. Изменяется физико-химический состав этих жидкостей, что приводит к нарушению жизненного процесса.
Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.
Биологическое действие – возбуждение живых тканей, вызывающее судорожное сокращение и нарушение внутренних биоэлектрических процессов.
Местные электротравмы, вызывающие локальные повреждения организма.
Электрический ожог – самая распространенная электротравма:
– дуговой ожог возможен при различном напряжении. В результате электродугового поражения при прохождении через тело человека возможен летальный исход.
Электрические знаки – резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подвергшегося действию электрического тока.
Металлизация кожи возникает в случае проникновения в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.
Механические повреждения – следствие резких непроизвольных сокращений мышц под действием тока (разрыв сухожилий, кожи, сосудов, иногда возможны вывихи и переломы).
Электроофтальмия – воспаление роговицы и конъюнктивы глаза под действием ультрафиолетовых лучей от электрической дуги.
Общие электротравмы приводят к поражению всего организма, они делятся на четыре степени:
II – судорожные сокращения мышц с потерей сознания;
III – потеря сознания с нарушением функций дыхания и сердечной деятельности;
IV – клиническая смерть (отрезок времени с момента остановки сердца и дыхания до начала гибели клеток головного мозга порядка 4 – 6 минут, в этот период человеку можно оказать помощь)
Факторы, влияющие на опасность поражения током:
Основным поражающим фактором является сила тока, чем больше ток, тем опаснее его воздействие.
Пороговый ощутимый ток 0,5 – 1,5 мА для переменного тока 50 Гц и 5 – 7 мА для постоянного – минимальная величина тока, вызывающего болевые ощущения (зуд, покалывание).
Пороговый не отпускающий 8 – 16 мА 50 Гц и 50 – 70 мА 0 Гц – минимальная величина тока, при которой судорожное сокращение мышц руки не позволяет человеку самостоятельно освободиться от токоведущих частей.
Пороговый фибриляционный 100 мА 50 Гц и 300 мА 0 Гц – вызывает фибрилляцию сердца – хаотические разновременные сокращения сердечной мышцы, при которых прекращается кровообращение.
Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и внутренних органов, при чем:
Внутренних органов Rвн = 500 – 700 Ом,
Rч = 2Rн + Rв
Сопротивление кожи зависит от ее состояния: сухая – влажная, нет ли повреждений, загрязнений, времени и плотности контакта.
Длительность воздействия.
Путь, род и частота тока.
Индивидуальные особенности человека (возраст, психологические, физические).
Условия окружающей среды.
Безопасность обслуживания электрооборудования зависит от факторов окружающей его среды. С учетом этих факторов все помещения делятся на три класса:
Первый – без повышенной опасности (сухие, без пыли, с нормальной температурой, с изолирующими полами, влажность до 70%).
Второй – помещения с повышенной опасностью характеризуются одним из следующих признаков: относительная влажность > 75%, наличие токопроводящей пыли, наличие токопроводящих полов, высокая температура воздуха (> 30, периодически > 35 и кратковременно > 40), возможность одновременного прикосновения человека к металлическим частям электроустановок и к металлоконструкциям, соединенным с землей.
Третий – помещения особо опасные: наличие влажности близкой к 100%, наличие химической агрессивной среды, наличие одновременно двух и более признаков помещений с повышенной опасностью.
Электроустановки с номинальным напряжением до 1000 В.
Электроустановки с напряжением свыше1000 В.
Класс 0 – изделия с номинальным напряжением более 42 В с рабочей изоляцией и не имеющие приспособлений для заземления или зануления (бытовые приборы).
Класс 01 – изделия с рабочей изоляцией и элементом заземления (зануления).
Класс I – изделия с рабочей изоляцией, элементом заземления и проводом питания с заземляющей (зануляющей) шиной.
Класс II – изделия, имеющие у всех доступных прикосновению частей двойную или усиленную изоляцию.
Класс III – изделия без внутренних и внешних электрических цепей с напряжением выше 42 В.
Поражение током является следствием одновременного прикосновения человека к двум точкам электрической цепи, между которыми существует разность потенциалов. Опасность такого прикосновения зависит от особенностей цепи и схемы включения в нее человека, определив силу тока с учетом этих факторов, можно с большой степенью точности выбрать защитные меры.
Возможные схемы включения человека в электрическую цепь:
Двухфазное включение – более опасное, чем однофазное, т.к. к телу прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное: J = Uл/Rч,
Rч – сопротивление тела человека (Ом), при расчетах принимают 1000 Ом.
Однофазное включение – на ток, проходящий через человека, влияют различные факторы, что снижает опасность поражения: Jч = U/(2Rч + r),
R – сопротивление изоляции (Ом).
Или: Jч = U/R0; R0 – сопротивление обуви; сопротивление пола; сопротивление изоляции проводов; сопротивление тела человека.
Напряжение прикосновения – возникает в результате касания находящихся под напряжением электроустановок.
Uпр = * (ln – ln ) * α,
где – сила тока замыкания на землю (А);
ρ – удельное сопротивление основания пола (Ом * м);
L и d – длина и диаметр заземлителя (м);
X – расстояние от человека до точки заземления (м);
α – коэффициент напряжения прикосновения.
Шаговое напряжение – напряжение на тело человека при положении ног в точках поля растекания тока с заземлителем или от упавшего на землю провода.
При движении человека к источнику электрического поля или от него длину шага принимают в расчетах равную 0,8 м.
Максимальное значение напряжения в точке замыкания электрического тока на землю и по мере удаления от нее снижается. Считается, что на расстоянии 20 м от места замыкания потенциал равен нулю.
X – расстояние человека от точки замыкания;
A – длина шага;
ρ – удельное сопротивление грунта.
Следовательно, выходить из зоны действия напряжения необходимо как можно более короткими шагами.
Защитные меры от поражения электрическим током:
Организационные мероприятия
Подбор персонала;
Обучение правилам электробезопасности, проведение аттестаций;
Назначение ответственных лиц;
Проведение периодических осмотров, измерений и испытаний электрооборудования.
Применение индивидуальных защитных средств
Основные изолирующие защитные средства (диэлектрические перчатки, изолированный инструмент);
Дополнительные защитные средства (диэлектрические коврики и подставки);
Вспомогательные приспособления (экраны, монтерские и т.д.).
Технические мероприятия
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
В качестве искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю стальные трубы, уголки, штыри. К естественным можно отнести уложенные в землю водопроводные и канализационные трубы, кабели с металлической оболочкой.
Принцип действия заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения или шага в случае замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования.
Учитывая, что сопротивление тела человека намного больше сопротивления заземляющего устройства, основной ток в случае замыкания пройдет через заземлитель.
Есть недостатки:
Часть тока пройдет через тело человека.
В случае нарушения в цепи заземляющего устройства опасность поражения током резко возрастает. По нормам сопротивление заземляющего устройства проверяют не реже 1 раза в год, в особо опасных помещениях – не реже 1 раза в квартал.
Принцип действия защитного зануления заключается в превращении замыкания на корпус в однофазное замыкание (между фазным и нулевым защитным проводником) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защитного отключающего устройства (предохранители, магнитные пускатели с тепловой защитой и пр.).
Для обеспечения автоматического отключения аварийного оборудования сопротивление сети короткого замыкания должно быть небольшим (около 2 ом).
Недостатки – лишение защиты электропотребителей при обрыве нулевого провода.
Защитное отключение – быстродействующее отключение электроустановок (до 1000 В) при возникновении в ней опасного поражения электрическим током.
Время срабатывания УЗО не превышает 0,03 … 0,04 с.
При уменьшении времени протекания тока через человека снижается опасность.
