Факторы, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

Электробезопасность

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. Основные причины поражения током: 1) нарушение изоляции или потеря ее изолирующих свойств, 2) непосредственное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, 3) несогласованность действий.

Электрический ток оказывает на человека следующее воздействие:

1. термическое (нагрев и ожоги ткани),

2. электролитическое (разложение крови и жидких компонентов),

3. биологическое (возбуждение живых тканей организма, вызывающее судорожное сокращение и нарушение биологических процессов).

Виды электропоражений

Все электропоражения делятся на две группы:

1. местные электротравмы - явно выраженные местные повреждения тканей;

бывают в следующих формах:

· электрический ожог,

· электрические знаки,

· металлизация кожи,

· механические повреждения,

· электроофтальмия (повреждение глаз электрической дугой).

2. общие электротравмы – возбуждение живых тканей организма, сопровождающиеся судорожным сокращение мышц.

Формы :

· судорожное сокращение без потери сознания (I степень опасности),

· с потерей сознания, но с сохранением дыхания и кровообращения (II степень опасности),

· потеря сознания, нарушение сердечной деятельности, дыхания или и того и другого (III степень),

· клиническая смерть, длится 4-5 мин (IV степень).

Факторы, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

Основными факторами, влияющими на исход электропоражения являются следующие:

· сила тока, I;

· напряжение, U;

· сопротивление тела человека, R_ч;

· длительность воздействия;

· путь, род и частота тока;

· индивидуальные особенности человека;

· условия окружающей среды.

Одним из главных факторов является сила тока. Для характеристики воздействия установлены 3 пороговых значения:

1. Пороговый ощутимый - минимальная величина силы тока, которая вызывает болевые ощущения.

2. Пороговый не отпускающий - минимальная величина тока, при которой человек не может сам освободиться от токоведущей части.

3. Пороговый фибриляционный - минимальная величина тока, при которой нарушается сердечный ритм.

Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожного покрова и внутренних органов. Неповрежденная сухая и чистая кожа имеет сопротивление от 2кОм до 2МОм. При расчетах принимают сопротивление человека равным 1000 Ом. 25% сопротивления внутренних органов обеспечивают нервные волокна. Поражающий ток=1,2*(30+3,7G_п) мА, где G_п– масса тела человека.

Длительность воздействия влияет на исход поражения, т.к. со временем из-за увлажнения кожи сопротивление тела человека снижается и возрастает сила тока, проходящая через тело человека.

Род тока: переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный, однако при напряжении свыше 300 В опасность постоянного тока возрастает, т.к. постоянный ток большой величины при разрыве цепи дает очень резкие удары.

Путь тока:

Рис. 1. Характерные пути тока в теле человека (петли тока)

1 – рука – рука; 2 – правая рука – ноги; 3 – левая рука – ноги; 4 – правая рука – правая нога; 5 – правая рука – левая нога; 6 – левая рука – левая нога; 7 – левая рука – правая нога; 8 – обе руки – обе ноги; 9 – нога – нога; 10 – голова – руки; 11 – голова – ноги; 12 – голова – правая рука; 13 – голова – левая рука; 14– голова – правая нога; 15 – голова – левая нога

Наиболее опасны пути тока, проходящие через голову и сердце.

TN-C – трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью,

TN-S – трехфазная пятипроводная сеть с заземленной нейтралью,

TN-C-S.

Защитное заземление

Это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение: устранение опасности электропоражения при замыкании на корпус оборудования (защита от косвенного прикосновения).

Принцип действия: уменьшение до безопасных значений напряжение прикосновения и напряжение шага.

Применение: 3х-фазные 3х-проводные сети с изолированной нейтралью при напряжении до 1000 В.

Принцип действия защитного заземления заключается в том, что человек, прикоснувшийся к корпусу оборудования, находящимся под напряжением, оказывается включенным параллельно заземлителю, имеющему значительно меньшее сопротивление, чем тело человека. В результате большая часть тока пройдет через заземлитель и незначительная через тело человека. В зависимости от напряжения и мощности электроустановки сопротивление заземлителя (r_з) должно быть 4 – 10 Ом.

Рис. 9. Защитное заземление

Различают защитное и рабочее заземление. Технически заземление реализуется путем установки заземлителей. Они бывают естественные и искусственные. Естественные заземлители – находящиеся в земле металлические предметы или конструкции иного назначения. В качестве естественных заземлителей могут применяться железобетонные конструкции зданий. Запрещено использовать для целей заземления трубопроводы с легко воспламеняющимися жидкостями и газами. Искусственные заземлители – это металлические предметы, применяемые исключительно для целей заземления. Могут быть горизонтальные и вертикальные заземлители. В качестве вертикальных используются стальные трубы и угловая сталь. В качестве горизонтальных электродов применяются стальные полосы. Помимо отдельных заземлителей применяются заземляющие устройства.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Они бывает выносные и контурные. Контурные заземляющие устройства - электроды его заземлителя размещаются по контуру площадки или основания, на котором находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Выносное заземляющее устройство - заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой находится оборудование.

Расчет защитного заземления

Целью расчета является определение основных параметров заземления: количество, размеры, порядок размещения элементов.

Порядок расчета:

1. Уточнение исходных данных:

а. характеристика электроустановки,

б. форма и размеры электродов,

в. данные измерений удельного сопротивления грунта,

г. данные о естественных заземлителях,

2. Определение расчетного тока замыкания на землю

где Z – сопротивление изоляции фаз.

Если ток замыкания определить невозможно, то его принимают равным 10А.

3. Определение требуемого сопротивления заземляющего устройства R_з.

4. Определение требуемого сопротивления искусственного заземлителя.

где R_e - сопротивление естественного заземлителя.

5. Выбор типа заземлителя и составление предварительной схемы заземляющего устройства.

6. Определение расчетного сопротивления заземляющего устройства.

где R_в, R_г – сопротивление вертикальных и горизонтальных заземлителей,

η_в, η_г – коэффициент экранирования (взаимного влияния) вертикальных и горизонтальных заземлителей,

n – число вертикальных заземлителей.

Зануление

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис.10).

Рис. 10.

1 – электроустановка,

2 – аппараты для защиты от токов короткого замыкания,

Принцип действия: превращение замыкания на корпус из-за пробоя изоляции в однофазное короткое замыкание в результате чего сработает защитный элемент – предохранитель или автоматический выключатель и размыкает поврежденную фазу.

Применяют в сетях с заземленной нейтралью.

Ток срабатывания предохранителя выбирают в зависимости от типа защитного элемента:

1.Если применяется плавкий предохранитель I_уст == 3 I_ном.

2.При электромагнитной или электронной защите I_уст = 1.2...1.4 I_ном если в качестве защитного элемента применяют эл. механическое или электрический размыкатель.

Расчет зануления

Цель - определение условия, при котором зануление способствует быстрому отключению поврежденной установки от сети.

Производится расчет на отключающую способность. При замыкании на зануленный корпус электроустановка автоматически отключается, если значение тока однофазного короткого замыкания удовлетворяет условию: Iз>=K*Iном, где K-коэффициент кратности тока, Iном-номинальный ток плавкого предохранителя.

Ток однофазного замыкания можно приблизительно определить следующим образом:

Iз= ,

где Zт - полное сопротивление трансформатора, Zn – полное сопротивление петли «фаза-нуль».

Zn= ,

где Rф и Rн - активные сопротивления фазного и защитного проводников, Хф, Хн - внутренние индуктивные сопротивления петли фаза,

Хп – внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль».

R=l/(S∙p), где р-сопротивление удельное, Ом/м, l-длина, S – сечение.

Защитное отключение

Защитное отключение - быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности электропоражения.

Основными элементами устройств защитного отключения УЗО являются: прибор защитного отключения и исполнитель, т.е. автоматический выключатель.

Прибор защитного отключения – это совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменения и при заданном ее значении дают сигнал на отключения выключателя.

Этими элементами являются:

-датчик

-усилитель

-цепи контроля

-вспомогательные элементы.

Исполнитель обеспечивает отключение соответствующего участка электроустановки при получении сигнала от прибора защитного отключения.

Основные требования, предъявляемые к УЗО:

1. Высокая чувствительность – способность реагировать на малые изменения входной величины.

2. Малое время отключения – интервал времени с момента возникновения аварийной ситуации до момента прекращения тока.

t откл=tп(время действия прибора)+tв(время действия выключателя)

tп - период с момента возникновения аварийной ситуации до подачи импульса на отключение.

3. Селективность действия.

4. Способность осуществлять самоконтроль исправности.

5. Высокая надежность.

Оказание помощи

Первая медицинская помощь пострадавшему оказывается немедленно после его освобождения и зависит от его состояния. Переносить пострадавшего в другое место можно только в тех случаях, когда опасность продолжает угрожать пострадавшему или оказывающему помощь, или при наличии крайне неблагоприятных условий: темнота, дождь, теснота.

Для определения состояния пострадавшего необходимо уложить его на спину и проверить наличие дыхания и пульса. Проверка состояния (дыхание, пульс, состояние зрачка) должны производиться быстро не более 15-20 сек. Если пострадавший плохо дышит- редко, судоржно или не дышит, но в то же время продолжается нормальная работа сердца, ему необходимо делать искусственное дыхание. При отсутствии у пострадавшего признаков жизни, т.е. отсутствует дыхание, сердцебиение и пульс, болевые раздражения не вызывают реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет- пострадавший находится в состоянии клинической смерти и необходимо немедленно приступить к его оживлению: делать искусственное дыхание и массаж сердца.

Искусственное дыхание

Искусственное дыхание может проводиться поднятием и опусканием рук или более простым и эффективным методом " изо рта в рот" ( рис.1а,б). Он заключается в том, оказывающий помощь вдувает воздух из своих легких в легкие пострадавшего, используя марлю или другую неплотную ткань, при этом необходимо зажать нос. Контроль за поступлением в легкие пострадавшего воздуха осуществляется на глаз по расширению грудной клетки. Для раскрытия гортани оказывающий помощь запрокидывает голову пострадавшего назад, положив под его затылок одну руку, а другой рукой надавливает на лоб так, чтобы подбородок оказался на одной линии с шеей. После этого оказывающий помощь делает глубокий вдох и с силой вдыхает воздух в рот пострадавшего, в одну минуту следует делать 10-12 вдуваний. Исскуственное дыхание проводят до восстановления самостоятельного дыхания.

Если нарушено кровообращение, нет пульса – делают массаж сердца .

Рис. 15. Выполнение искусственного Рис.16. Наружный (непрямой) массаж

дыхания способом "изо рта в рот": сердца:

а - вдох; б - выдох а- место надавливания на грудную

клетку; б- положение рук при

нажиме на грудную клетку

Наличие пульса проверяют по руке по лучевой артерии у основания большого пальца у запястья. Если на лучевой артерии пульс не обнаруживается, следует его проверить по сонной артерии на шее. Отсутствие пульса свидетельствует о прекращении кровообращения, т.е. работы сердца. Об отсутствии кровообращения можно судить также по состоянию глазного зрачка, который в этом случае расширен.

Массаж сердца

Цель массажа- искусственное поддержание кровообращения пострадавшего и восстановление естественных сокращений сердца. Место надавливания находится примерно на 2 пальца выше мягкого конца грудины. На это место накладывают сложенные вместе ладони рук (рис.2а, б). Надавливают толчком, при этом нажатие должно вдавливать грудь человека вниз в сторону позвоночника на 3 –4 см. Нажатия делают с частотой 1- 2 раза в сек. Для проверки пульса через каждые 2 мин. Прерывают массаж на 2- 3 сек.

Если помощь оказывает один человек, необходимо чередовать операции: 2 вдоха после 30 надавливаний на грудину.

Если помощь оказывают два человека, один делает 2 вдоха, а другой 30 надавливаний на грудину.

Для быстрого возврата крови к сердцу следует приподнять ноги пострадавшего.

Для сохранения жизни головного мозга – приложить холод к голове.