Защитное отключение электроустановок

Министерство РФ по связи и информатизации.

 

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра: Безопасности жизнедеятельности.

 

 

 

 

 

Защитное отключение электроустановок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2002.

 

 

 

 

1. Введение.

В настоящее время в стране растет число электрических установок во всех отраслях хозяйства, на объектах связи, в учебных заведениях, в быту.

В этих условиях большое значение приобретает вопрос защиты населения, связанного с обслуживанием и эксплуатацией электроустановок, от опасности поражения электрическим током.

Анализ производственных случаев, особенно связанных со смертельным исходом, показывает, что из общего числа погибших, более 40%  происходит в результате поражения электрическим током, а это больше, чем по какой-либо иной причине.

Вот по этой причине вопросам электробезопасности необходимо уделять большое внимание.

Согласно данным статистики примерно 80% смертельных поражений током происходит в электроустановках напряжением до 1000 В и в первую очередь в установках  от 127 до 380 В. Это объясняется тем, что с такими установками имеет дело практически каждый работающий на производстве, да и в быту.

Чтобы обеспечить безопасные и высокопроизводительные условия труда при эксплуатации электрических установок, да и в бытовых условиях нужно знать действие электрического тока на организм человека, какие меры защиты от поражения током должны применяться в тех или иных условиях и более надежные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Действие электрического тока на организм человека.

2.1 Виды поражений электрическим  током.

 

Электрический ток, проходя через организм человека, производит электрические и термические воздействия, являющимися обычными физико-химическими процессами, присущими живой и неживой материи; вместе с тем, электрический ток производит и биологические действия, свойственные лишь живой ткани.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительное нарушение их физико-химических составов.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц, как легких, так и сердца. После этого возникают различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, то есть ток проходит непосредственно по этим тканям, и в некоторых случаях рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.

Эти действия электрического тока могут привести к двум видам поражений: электрическим травмам и электрическим ударам.

А) Электрические травмы представляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные действием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражения кожи, реже – других мягких частей тела, а также связок и костей. Обычно электротравмы излечиваются, но в отдельных случаях, обычно при тяжелых ожогах, могут привести к гибели человека.

Электрические травмы – это электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофитальмия и механические повреждения.

Электрический ожог – бывает двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Они возникают  в электроустановках напряжением не более 1..2 кВ и являются ожогами  I  и  II степени, но иногда возникают тяжелые ожоги.

 

Степень ожога	Характеристика повреждения
I	Покраснение кожи
II	Образование пузырей
III	Омертвение всей толщины кожи
IV	Обугливание тканей

Таблица 1. Классификация ожогов.

 

Обычно тяжесть поражения и повреждения организма при ожогах обуславливаются не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.

Дуговой ожог обычно возникает при более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека, когда образуется электрическая дуга, обладающая высокой температурой (более 3500 оС) и большей энергией. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела.

Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублениями в центре и размером 1..5 мм, а также в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей, форму токоведущей части или фигуру материи.

Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях  разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. д.

Электроофитальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающая в результате воздействий мощного потока ультрафиолетовых излучений, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги, которая является источником интенсивного излучения, не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных излучений. При этом имеет место покраснение воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, возникает светобоязнь. В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза с нарушением ее прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека, а в итоге могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов, нервных тканей, вывихи суставов, переломы костей.

Б) Электрический удар. – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся судорожным сокращением мышц. При таких ударах исходящее воздействие тока на организм бывает различен – от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев до прекращения работы сердца или легких, то есть до смертельного поражения.

 

Степень поражения	Характеристика поражения
I	Судорожное сокращение мышц без потери сознания
II	Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца
III	Потеря сознание и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)
IV	Клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения

Таблица 2. Классификация электрических ударов.

 

Клиническая (мнимая) смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека отсутствуют все признаки жизни, но жизнь не угасла полностью, ибо не всей ткани умирают сразу и не сразу угасают функции различных органов, ибо продолжается обменный процесс. При поражении электрическим током клиническая смерть наступает через 7..8 минут.

Биологическая (истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых  структур, она наступает по истечении периода клинической смерти.

Причинами смерти от электрического тока могут быть:

1. Прекращение работы сердца как результат прямого воздействия тока на мышцу сердца и выражаются в остановке сердца или фибрилляции. Фибрилляция – это хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, при которых сердце перестает работать как насос, то есть не обеспечивает движение крови по сосудам;
2. Прекращение дыхания – вызывается непосредственным, а иногда рефлекторном воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.

Человек начинает испытывать затруднением дыхания при токе, равном 20..25 мА (частота 50 Гц), которое усиливается с ростом тока, а при длительном действии такого тока наступает асфикция (удушье) – болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. При асфикции последовательно утрачивается сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и наконец, останавливается сердце – наступает клиническая смерть.

 

 

Электрический шок – тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Обычно при шоке   сразу наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возбуждения боли, у него повышается кровяное давление, а затем наступает фаза торможения и истощения нервной системы, когда резко снижается  давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия – ухудшение состояния и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Это состояние обычно длится около нескольких минут до суток. После этого может наступить или гибель организма или  полное выздоровление  при активном  лечении.

 

 

2. Электрическое сопротивление тела человека.

 

 

Тело человека является проводником электрического тока.  Разные ткани тела по-разному проводят ток. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, имеющая объемное удельное сопротивление порядка  3…20 тыс.Ом*м. Внутренние ткани имеют сопротивление порядка 300…500 Ом.

Внутреннее сопротивление тела состоит из двух параллельно включенных сопротивлений: активного  и емкостного   , которое обусловлено тем, что  в месте прикосновения токоведущих частей к телу человека образуется как бы конденсатор с некоторой емкостью Сн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внутреннее сопротивление человека считается чисто активным Rв. Его величина зависит от длины и поперечного сечения  участка тела, по которому проходит ток, и составляет примерно 500…700 Ом.

Полное сопротивление тела человека Zh, Ом, выражается зависимостью:

                ,

где  Rh =2Rh+Rв –активное сопротивление тела человека, Ом;

Ch =0.5Сн –емкость тела человека, Ф;

F –частота тока, Гц.

В практике обычно пренебрегают емкостью Сh, которая незначительна, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным:

                                  Rh=1000Ом.

Сопротивление тела человека зависит от ряда факторов: состояния кожи, площади контактов, места их приложения, значение тока и длительность его прохождения, величина и рост напряжения, род и частота тока.

 

2.3 Факторы, влияющие на исход  поражения.

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от значения тока, проходящего через человека, длительности его воздействия, пути прохождения тока в теле человека, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и ряда других факторов.

 

N п/п	Характер воздействия	Величина тока, mA
		Перемен. F=50-60Гц.	постоянный
1.	Безопасный ток пороговый	0,05	0,1
2.	Пороговый ощутимый ток	0,6…1,5	5…7
3.	Пороговый отпускающий ток	1,5…10	7…50
4.	Пороговый неотпускающий ток средний	10…12	50…80
	А) для мужчин	16	80
	Б) для женщин	11	50
	В) для детей	8	40
5.	Пороговый фибрилляционный ток	100	300