ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОТОКА НА ЧЕЛОВЕКА, ВИДЫ ЭЛЕКТРОТРАВМ

КОМПЛЕКТ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Учебное пособие

УДК 621.3: 658.382.(076.5)

ББК 31.29 ня 73

Э 455

Э  455  «Электробезопасность». Комплект  лабораторных  работ: учебное пособие по практическому изучению средств защи- ты от электропоражения в сетях до 1 кВ для студентов всех специальностей: учебное пособие.  

Рассмотрены терминология дисциплины, опасные факторы при работе с электроустановками, их воздействие на чело- века; методы и средства защиты от их воздействия на чело- века; организационные, правовые и социально- экономические знания в области электробезопасности. Предназначено для студентов ТПУ всех специальностей, изучающих дисциплину «Электробезопасность».

УДК 621.3: 658.382.(076.5)

ББК 31.29 ня 73

ВВЕДЕНИЕ

Изучение дисциплины «Электробезопасность» обусловлено суще- ствующей тенденцией электротравматизма, среди причин которого на одном из первых мест стоят ошибочные действия персонала, либо не- знание правил безопасной эксплуатации электроустановок.

Дисциплина «Электробезопасность» предназначена для профес- сионального образования студентов направлений: 140600 – Электротех- ника, электромеханика и электротехнологии» и 140200 – «Электроэнер- гетика».

Цель пособия не только оказать помощь в освоении студентами теоретического материала, но и сформировать навыки по чтению и сборке электрической схемы подключения различных видов электроус- тановок в процессе эксплуатации электрических сетей.

Учебное пособие содержит разделы:

➢ Электрический ток – опасный и вредный фактор

➢ Характеристика сетей с изолированной нейтралью

➢ Характеристика сетей с глухозаземленной нейтралью

➢ Лабораторные работы по дисциплине «Электробезопасность»:

1. Определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности;

2. Определение зависимостей, характеризующих явления при сте- кании тока в землю через защитный заземлитель;

3. Определение зависимостей, характеризующих электрическое со- противление тела человека;

4. Натурное моделирование зануления электрооборудования;

5. Контроль изоляции в электрической сети с изолированной ней- тралью;

6. Измерение сопротивления заземления;

7. Натурное моделирование защитного заземления/самозаземления электрооборудования;

8. Натурное моделирование защитного отключения электрической сети.

В пособии изложены теоретические вопросы применения средств защиты от поражения электрическим током в электрических сетях до 1 кВ для различных режимов работы нейтрали электрической сети.

Учебное пособие в полной мере соответствует рабочей программе дисциплины «Электробезопасность» и может быть использовано для самостоятельной работы студентов и при решении индивидуальных за- даний.

Авторы с благодарностью примут предложения и замечания, кото- рые смогут улучшить и дополнить данное учебное пособие.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК – ОПАСНЫЙ И ВРЕДНЫЙ ФАКТОР

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОТОКА НА ЧЕЛОВЕКА, ВИДЫ ЭЛЕКТРОТРАВМ

Факторами опасного и вредного воздействия на человека, связан- ными с использованием электрической энергии, являются:

➢ протекание электрического тока через организм человека;

➢ воздействие электрической дуги;

➢ воздействие биологически активного электрического поля;

➢ воздействие биологически активного магнитного поля;

➢ воздействие электростатического поля;

➢ воздействие электромагнитного излучения (ЭМИ).

Биологически активными являются электрические и магнитные по- ля, напряженность которых превышает предельно допустимые уровни (ПДУ) – гигиенические нормативы условий труда.

Опасные и вредные последствия для человека от воздействия элек- трического тока, электрической дуги, электрического и магнитного по- лей, электростатического поля и ЭМИ проявляются в виде электро- травм, механических повреждений и профессиональных заболеваний. Степень воздействия зависит от экспозиции фактора, в том числе от ро- да и величины напряжения и тока, частоты электрического тока, пути тока через тело человека, продолжительности воздействия электриче- ского тока или электрического и магнитного полей на организм челове- ка, условий внешней среды.

Экспозиция – продолжительность действия опасного или вредного фактора.

Электротравмы:

➢ локальные поражения тканей (металлизация кожи, электрические знаки и ожоги);

➢ органов (резкие сокращения мышц, фибриляция сердца, электрооф- тальмия, электролиз крови) являются результатом воздействия  элек-

трического тока или электрической дуги на человека (электрический удар).

По степени воздействия на организм человека различаются четыре стадии электрического удара:

I – слабые, судорожные сокращения мышц;

II – судорожные сокращения мышц, потеря сознания;

III – потеря сознания, нарушение сердечной и дыхательной деятельно- сти;

IV – клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Механические повреждения, явившиеся следствием воздействия опасных факторов, связанных с использованием электрической энергии (падение с высоты, ушибы), также могут быть отнесены к электротрав- мам. Кроме того, электрический ток вызывает непроизвольное сокра- щение мышц (судороги), которое затрудняет освобождение человека от контакта с токоведущими частями.

Профессиональные заболевания проявляются, как правило, в на- рушениях функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. У людей, работающих в зоне воздействия электрического и магнитного полей, электростатического поля, электромагнитных полей радиочастот, появляются раздражительность, головная боль, нарушение сна, снижение аппетита, нарушение репродуктивной функции и др. Следствием воздействия вредных факторов могут явиться болезни глаз или лейкемия (белокровие).

Переменный ток промышленной частоты человек начинает ощу- щать при 0,6–15 мА. Ток 12–15 мА вызывает сильные боли в пальцах и кистях. Человек выдерживает такое состояние 5–10 с и может самостоя- тельно оторвать руки от электродов. Ток 20–25 мА вызывает очень сильную боль, руки парализуются, затрудняется дыхание; человек не Может самостоятельно освободиться от электродов. При токе 50–80 мА наступает паралич дыхания, а при 90–100 мА наступает паралич сердца и смерть.

Менее чувствительно человеческое тело к постоянному току. Его воздействие ощущается при 12–15 мА. Ток 20–25 мА вызывает незначи- тельное сокращение мышц рук. Только при токе 90–110 мА наступает паралич дыхания.

Самый опасный – переменный ток частотой 50–60 Гц. С увеличе- нием частоты токи начинают распространяться по поверхности кожи, вызывая сильные ожоги, но не приводя к электрическому удару.

Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от со- противления тела и приложенного напряжения. Наибольшее сопротив- ление току оказывает верхний роговой слой кожи, лишенный нервов и кровеносных сосудов. При сухой неповрежденной коже сопротивление человеческого тела электрическому току равно 40–100 кОм. Роговой слой имеет незначительную толщину (0,05–0,2 мм) и при напряжении 250 В мгновенно пробивается. Повреждение рогового слоя уменьшает сопротивление человеческого тела до 0,8–1 кОм. Сопротивление уменьшается также с увеличением времени воздействия тока.  Поэтому

очень важно быстро устранить соприкосновение пострадавшего с токо- ведущими частями.

Исход поражения во многом зависит также от пути тока в теле че- ловека. Наиболее опасны пути руки–ноги и рука–рука, когда наиболь- шая часть тока проходит через сердце.

На величину сопротивления, а, следовательно, и на исход пораже- ния электрическим током большое влияние оказывает физическое и психическое состояние человека. Повышенная потливость кожного по- крова, переутомление, нервное возбуждение, опьянение приводят к рез- кому уменьшению сопротивления тела человека (до 0,8–1 кОм). Поэто- му даже сравнительно небольшие напряжения могут привести к пора- жению электрическим током.

Нужно обязательно помнить, что человеческий организм поражает не напряжение, а величина тока. При неблагоприятных условиях даже низкие напряжения (30–40 В) могут быть опасными для жизни. Если сопротивление тела человека равно 700 Ом, то опасным будет напряже- ние 35 В.