Основы электробезопасности при выполнении лабораторных работ
“Основы электробезопасности при выполнении абораторных работ”
Выполнил студент группы ОПР-97-1
Самойлов М.А.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Что такое электробезопасность?
Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту человека от вредного и опасного воздействия на организм электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
1.2. Как обеспечивается электробезопасность?
Электробезопасность обеспечивается:
- строгим выполнением инструкций, прилагаемых к электроустановкам;
- высоким уровнем организации эксплуатации электроустановок;
- техническими способами и средствами общей и индивидуальной защиты от поражения электрическим током.
1.3. Каковы причины и последствия электротравм?
Электротравмы составляют в среднем 3 — 5 % от общего числа производственных травм. Однако на электротравмы со смертельным исходом приходится 20 — 30 % всех несчастных случаев.
Значительная часть пострадавших переходит на инвалидность. Наблюдается и отдаленные последствия электротравм.
1.4. Каковы условия поражения электрическим током?
Возникновение электротравм чаще всего обусловлено следующими причинами:
- случайным прикосновением к токоведущим частям электроустановок;
- появлением напряжения на металлических нетоковедущих частях установок в результате повреждения их изоляции;
- появлением напряжения на отключенных токоведущих частях вследствие либо случайного включения установки, либо обратной трансформации;
- возникновением шагового напряжения в результате замыкания фазы на Землю и появлением разности потенциалов между двумя точками на Земле на расстоянии шага;
- действием атмосферного электричества при грозовых разрядах или разрядах, обусловленных накоплением статического электричества.
Причины электротравм подразделяются на:
технические - несоответствие средств защиты требованиям электробезопасности и условиям их применения, в том числе неисправность электроинструмента;
организационно-технические - несвоевременная замена инструмента, не прошедшего обязательный контроль качества;
организационные - невыполнение или отдельные нарушения инструкции по электробезопасности;
организационно-социальные - определяются работой в сверхурочное время, несоответствием специальности и квалификации исполнителя работ, допуском к работе лиц моложе 18 лет, привлечением к работе лиц, не имеющих допуск к работе с электроустановками, и лиц, имеющих медицинские противопоказания;,
социально-гигиенические - неблагоприятные метеорологические условия работы, плохая освещенность, повышенные уровни шума и вибрации в производственных помещениях и др.
1.5. Как классифицируются производственные помещения по условиям среды?
Помещения, в которых размещаются электроустановки, разделяется на сухие, влажные, сырые, жаркие.
Сухими называются помещения с относительной влажностью воздуха < 60 %.
К влажным относятся помещения, в которых пары или конденсирующая влага выделяются лишь кратковременно в небольших количествах, а относительная влажность воздуха 60 ~ 70 %.
Сырыми считаются помещения, в которых относительная влажность > 75 %. Особо сырыми являются помещения с влажностью до 100 %.
К жарким относятся помещения, в которых температура постоянно превышает 35 °С.
1.6. Как классифицируются помещения по степени опасности?
По степени опасности поражения электрическим током помещения подразделяются на:
- без повышенной опасности;
- с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них хотя бы одного из следующих условий - сырости и токопроводящей пыли, токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные), высокой температуры (> 35 С), возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциями здания с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой;
- особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий - особой сырости, химически активной среды, одновременного наличия двух и более условий повышенной опасности.
1.7. Как различаются производственные помещения по доступности электрооборудования?
Различают следующие виды помещений:
- замкнутые, в которых электрооборудование не требует постоянного надзора;
в которых оборудование требует постоянного надзора специальным персоналом;
в которых работа с электрооборудованием не требует специальной подготовки персонала.
1.8 О. Как разделяются электроустановки по условиям электробезопасности?
В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) они разделяются на установки с напряжением < 1 кВ и > 1 кВ.
2. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
2.1. В чем заключается действие электрического тока на организм человека?
Электрический, ток проходя через организм человека воздействует на него:
- термически - проявляется в ожогах кожных покровов и нагревании до высоких температур внутренних органов;
- электролитически - выражается в разложении органических жидкостей (крови, лимфы), вызывая нарушение их физико-химического состава;
- биологически - проявляется в раздражении тканей организма и в нарушении внутренних биоэлектрических процессов;
- механически - выражается в повреждении тканей организма (главным образом мышечных), стенок кровеносных сосудов, легочной ткани в результате электродинамического эффекта.
2.2. Какие существую виды электротравм?
Условно электротравмы подразделяются на три вида:
местные, общие (называемые электрическим ударом) и смешанные.
2.3. Что представляют собой местные электротравмы?
Местные электротравмы - это четко локализованные нарушения целостности тканей организма человека, чаще всего повреждения кожи, а также связок и костей.
Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
2.4. Что является причиной электрического ожога?
Ожог - наиболее распространенный вид местных электротравм (65 % от общего количества травм). Ожоги бывают двух видов:
- токовый (или контактный) - возникает в результате контакта человека с токоведущей частью электроустановки;
- дуговой - обусловлен воздействием электрической дуги в которой развивается очень высокая температура.
В отдельных случаях дуга может от токоведущих частей перебросится на Тело человека. При этом происходит обугливание тканей на пути прохождения тока.
2.5. Чем характеризуются электрические знаки?
Электрические знаки возникают в результате поверхностных нарушений кожного покрова и лимфатических путей и представляют собой четко очерченные пятна на коже серого или серо-желтого цвета. Их форма часто повторяет форму токоведущих частей с которыми произошел контакт.
2.6. Что такое металлизация кожи?
Металлизация возникает в результате проникновения в верхние слои кожи расплавленных частичек металла токопровода при возникновении электрической дуги.
Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность, окраска которого определяется цветом металла токопровода: зеленая при контакте с медью, серая с алюминием, сине-зеленая - с латунью, желто-серая со свинцом.
2.7. Каковы условия возникновения электроофтальмии?
Электроофтальмией называются воспаление наружных оболочек глаза в результате воздействия мощного ультрафиолетового излучения при возникновении электрической дуги.
2.8. Чем характеризуются механические повреждения?
Под действием электрического тока у человека возникают судорожные сокращения мышц, которые могут привести к разрывам кожного покрова, кровеносных сосудов, связок и нервных тканей, а также к вывихам и переломам костей.
2.9. Что такое электрический удар?
Электрическим ударом называется возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным сокращением мышц.
Электроудары подразделяются на четыре степени:
- судорожное сокращение мышц без потери сознания;
- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца;
- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и дыхания;
- клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая смерть - это переходный период от жизни к биологической смерти, наступающей с момента прекращения работы сердца и легких.
Признаком клинической смерти являются: отсутствие дыхания, отсутствие сокращений мышцы сердца, отсутствие реакции на болевые раздражения, расширенные и не реагирующие на свет зрачки.
При клинической смерти первыми начинают погибать чувствительные к кислородному Голоданию клетки коры головного мозга. Длительность состояния клинической смерти от 4 до 8 мин., после чего процесс становится необратимым, так как сопровождается распадом белковых структур.
Прекращение работы сердца является результатом прямого воздействия тока на мышцу сердца. Этому предшествует фибрилляция, т.е. хаотическое сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл), что нарушает кровообращение.
2.10. Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током?
Степень опасности воздействия тока на организм зависит от:
- электросопротивления тканей кожного покрова и внутренних органов;
- силы электрического тока и приложенного напряжения;
- длительности воздействия тока;
- пути прохождения тока через организм;
- рода и частоты тока;
- состояния организма человека;
- внешних условий (от состояния окружающей Среды).
2.11. Чем определяется электросопротивление тела человека?
Ткани тела являются проводником электрического тока.
Ниже приведены значения удельного электросопротивления (Ом-м) разных видов ткани при действии переменного тока в 50 Гц:
кожа сухая 3 .103 - 2104
кости 104 - 106
жировая ткань 30 - 100
мышечная ткань 1,5 3,0
кровь 1,0 - 2,0
спинномозговая жидкость 0,5 - 0,6
Кожа, кости, жировые ткани обладают большим, а мышечные ткани, кровь, спинной и головной мозг меньшим электросопротивлением.
Наибольшим сопротивлением обладает кожа особенно ее верхний слой (эпидермис). При удалении эпидермиса сопротивление снижается до 500 - 700 Ом, наличие на коже различных повреждений, потертостей, порезов, ссадин, - резко уменьшает в этих местах электросопротивление.
Сопротивление тела человека, непостоянно. Оно зависит от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов, состояния окружающей среды.
Сопротивление тела человека резко падает в случае увлажнения кожи, наличия на ней пота и грязи. Кроме того, имеются участки тела особенно уязвимые для поражения током (акупунктурные точки площадью 2-3 мм2). Зоны акупунктации - тыльная часть кисти, шея, висок, район позвоночника, передняя часть ноги. Сопротивление тела падает при увеличении силы тока и длительности его воздействия, происходит это за счет местного нагрева кожи, приводящего к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения. Повышение напряжения также существенно (в десятки раз) уменьшает сопротивление кожи в результате пробоя и возрастания силы тока.
Кроме того, сопротивление тела зависит от рода и частоты тока, от пола и возраста: у женщин сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Объясняется это толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи.
Общая электрическая схема цепи (см. рисунок) при прохождении тока через тело человека состоит из трех последова-
Электрическая схема цепи при прохождении тока через тело человека
тельно включенных сопротивлений: двух одинаковых сопротивлений эпидермиса (2Rн) и одного внутреннего сопротивления (Rв) включающего п себя среднее сопротивление всех внутренних органов, оказывающихся на пути тока.
Сопротивление наружного слоя кожи состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно.
Емкостное сопротивление обусловлено тем, что в месте соприкосновения токоведущего элемента с телом образуется как бы конденсатор Сн, обкладками которого являются проводник тока и внутреннее малое сопротивление тканей, между которыми находится эпидермис с высоким сопротивлением.
Емкость такого конденсатора
Сн = ee0/d
где S - площадь контакта тела с проводником;
d - толщина эпидермиса;
e0 = 8.85*10-12 Ф/м - электрическая постоянная;
e = 100...200 - диэлектрическая проницаемость эпидермиса
Для сухой кожи рук Сн = 102 пФ... 10 мкФ.
2.12. Как влияет величина тока на исход поражения?
Основным 'фактором, обусловливающим исход поражения организма является сила тока. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиной 0,6 - 1,5 мА, который называется пороговым ощутимым. При токе 10 - 15 мА человек не может оторвать рук от токоведущих частей, такой ток называется неотпускающим. Ток 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При силе тока 100 мА наступает фибриляиия сердца и, затем, его остановка. Ток > 5 А приводит к немедленной остановке сердца.
2.13. Как влияет длительность воздействия тока на исход поражения?
Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода, так как с увеличением времени за счет падения электросопротивления увеличивается сила тока. Кроме того, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т кардоцикла. Эта фаза заканчивается в расслабленное состояние, что повышает вероятность возникновения фибриляции.
2.14. Какое значение имеет путь прохождения тока через тело человека?
Особенно опасным является прохождение тока через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг. Наиболее характерные цепи тока: рука-нога, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2; 9,8 % травм с тяжелым исходом). Наимение опасным является путь от ноги к ноге.
2.15. Как влияет род и частота тока на исход поражения?
Постоянный ток в 4 - 5 раз безопаснее переменного частотой 50 Гц. Однако это справедливо только для относительно небольших напряжений (до 200 - 250 В). При напряжении 400 - 600 В опасность постоянного тока практически одинакова с переменным, а при напряжении > 600 В даже больше, чем при переменном.
С увеличением частоты от 0 до 50 Гц переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, и величина тока возрастает. Дальнейшее повышение частоты приводит к снижению опасности поражения (электрического удара), которая практически исчезает При частоте 450 ~ 500 Гц. Однако сохраняется опасность ожогов.
2.16. Каковы предельно допустимые уровни тока и напряжения?
При, продолжительности воздействия тока Iс напряжении 36 В допустимая сила тока в нетоковедущих частях электроустановки не должна превышать 6 мА.
3. ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ В РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Эта опасность оценивается величиной тока, протекающего через тело человека при прикосновении к токоведущим частям электроустановок.
Опасность поражения зависит от:
- схемы "включения" человека в электросеть;
- напряжения в сети;
- схемы самой электросети и режима ее нейтрали;
- степени изоляции токоведущих частей от земли.
3.11 Каковы возможные схемы "включения” человека в электрическую сеть?
Наиболее часто встречаются две схемы включения: между двумя фазами цепи и между фазой и землей.
Возможно также прикосновение к заземленным нетоковедущим частям оказавшимся под напряжением, и попадание человека под шаговое напряжение.
3.2. Что такое нейтраль трансформатора (генератора)?
Нейтраль - это точка соединения обмоток питающего цепь трансформатора или генератора. Нейтраль может быть изолированной или заземленной.
Заземленной называется нейтраль, присоединенная к заземляющему устройству, либо непосредственно, либо через малое сопротивление.
Изолированной называется нейтраль либо не присоединенная к заземляющему проводу, либо соединенная с ним через
большое сопротивление.
При напряжении до 1000 В применяются обе схемы трехфазных сетей: трехпроводная с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью.
Технологически более выгодной является четырехпроводная сеть, позволяющая использовать два рабочих напряжения - линейное и фазовое, т.е. питать силовую нагрузку, включая ее как между фазами на линейное напряжение 380 В, так и между фазным и нулевым проводом на фазное напряжение 220 В.
При прикосновении к фазному проваду при нормальной .работе сети более безопасной является сеть с изолированной нейтралью, а в случае аварийной ситуации - с заземленной нейтралью. Поэтому сеть с изолированной нейтралью целесообразно применять в хорошо изолированных сетях.
В тех случаях, когда невозможно обеспечить хорошую изоляцию электроустановок, например из-за высокой влажности или агресивности окружающей среды, целесообразно применять сети с заземленной нейтралью.
3.3. Что такое напряжение прикосновения?
Это напряжение между двумя точками электроцепи, которых одновременно касается человек. Так для человека, стоящего на земле и касающегося оказавшегося под напряжением заземленного корпуса прибора или другой электроустановки, напряжение прикосновения численно равно разности потенциалов между корпусом и точкой касания земли.
Напряжение прикосновения увеличивается по мере удаления от заземляющего устройства.
3.4. Каковы предельно допустимые уровни тока и напряжения прикосновения?
Предельно допустимые уровни напряжения и тока установлены в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82 (см. таблицу)
Предельно допустимые уровни U и I