Вопрос 6. Организационно-технические мероприятия и технические средства защиты от поражения электрическим током

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через тело человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути тока, вызывая в них значительные функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении различных жидкостей организма (крови, лимфы) на ионы и нарушении их физико-химического состава и свойств.

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 тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, судорожным сокращением мышц, а также нарушением внутренних биологических процессов.

Электротравмы условно делятся на местные и общие.

К общим относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности.

К местным относя ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения, электрические знаки, электроофтальмию. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении под влиянием электрической дуги. Электрические знаки возникают на коже. Это уплотненные участки серого или бледно-желтого цвета, они безболезненны и быстро проходят. Электроофтальмия — воспаление наружных слизистых оболочек глаз вследствие мощного ультрафиолетового излучения электрической дуги. Возможно повреждение роговой оболочки, что особенно опасно.

Исход поражения человека электротоком зависит от многих факторов: силы тока, времени прохождения его через организм, характеристики тока (переменный или постоянный), пути тока в теле человека, при переменном токе — от частоты колебаний, от наличия в помещении токопроводящего пола и пыли, повышенной влажности и температуры и др.

Ток, проходящий через тело человека, зависит от напряжения прикосновения, под которым оказался пострадавший и суммарного электрического сопротивления, в которое входит сопротивление тела человека. Величина последнего определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи и составляет при сухой коже и отсутствии повреждений сотни тысяч Ом. Внутреннее сопротивление тела человека не превышает нескольких сот Ом и существенной роли не играет. На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическое и психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводит к снижению сопротивления.

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Переменный ток более опасен, чем постоянный, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее становится постоянный ток. Из всех возможных путей протекания тока через тело человека наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг, сердце и легкие.

Поражение человека электрическим током возможно лишь при замыкании электрической цепи через его тело. Это происходит:

• · при двухфазном включении в сеть;
• · при однофазном включении в сеть или при контакте с токоведущими частями оборудования (клеммы, шины);
• · при контакте с нетоковедущими частями оборудования (корпус), случайно оказавшимися под напряжением из-за нарушения изоляции проводов (аварийный режим);
• · при возникновении напряжения шага.

Напряжением шага называют напряжение между двумя точками, на которых одновременно стоит человек. Это происходит при падении оголенного провода на землю. Напряжение шага практически исчезает при расстоянии от оголенного провода более 20 м.

Снизить ток можно либо за счет снижения напряжения прикосновения (например, использовать защитное заземление для случая аварийного режима), либо за счет увеличения сопротивления тела человека, например при применении средств индивидуальной защиты.

Для защиты от поражения электрическим током применяются следующие технические меры:

• · малые напряжения;
• · электрическое разделение сети;
• · контроль и профилактика повреждения изоляции;
• · защита от случайного прикосновения к токоведущим частям;
• · защитное заземление;
• · зануление;
• · защитное отключение;
• · применение индивидуальных защитных средств.

Применение малых напряжений. Малое напряжение — это напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения человека электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. На практике применение очень малых напряжений ограничено шахтерскими лампами (2,5 В) и некоторыми бытовыми приборами (карманные фонари, игрушки и т. п.). На производстве применяют напряжения 12 и 36 В. Однако, эти напряжения не обеспечивают полной безопасности, а лишь существенно снижают опасность поражения электрическим током.

Электрическое разделение сети. Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную электрическую емкость. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Поэтому сеть через разделительные трансформаторы разбивают на ряд небольших сетей, что снижает опасность поражения.

Защита от прикосновения к токоведущим частям установок. Для исключения опасности прикосновения к токоведущим частям необходимо обеспечить их недоступность. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей установок, которые могут оказаться под напряжением.

Устройства защитного отключения — это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения человека электротоком. Данные устройства должны обеспечивать отключение неисправной электроустановки за время не более 0,2 сек.

К средствам индивидуальной защиты от поражения электротоком относятся: изолирующие штанги, изолирующие электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированными рукоятками, указатели напряжения, диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки. Средства индивидуальной защиты должны иметь маркировку с указанием напряжения, на которое они рассчитаны, их изолирующие свойства подлежат периодической проверке в установленные правилами техники безопасности сроки.

Задача 2. Человек лежит на земле в месте падения электрического провода на землю. Как оказать помощь и оценить, насколько опасно приближение к пораженному электрическим током на расстоянии 10 м и 1 м от места замыкания? Электрическая сеть напряжением U=380/220 В с заземленной нейтралью трансформатора, сопротивление рабочего заземления нейтрали R_заз=4 Ом. Сопротивление растеканию тока в месте замыкания провода на землю R_р, удельное сопротивление грунта с приведены в таблице 3.

Таблица 3. Исходные данные.

Предварительно рассчитаем ток однофазного замыкания на землю І_зам, А по формуле:

І_зам = U_ф/ (R_заз+ R_р),.

где.

U_ф — фазное напряжение, В. U_ф=220 В.

І_зам = 220/ (4+19) = 9,56 522 А, или І_зам=9,6 А.

Определим шаговое напряжение при нахождении человека на расстоянии x₁=10 м от места замыкания провода на землю, В по формуле:

U_шаг= І_замсa/ (2рx₁ (x₁+a)),.

где a=0,8 м (расстояние шага).

U_шаг = (9,6*100*0,8) / (2*3,14*10* (10+0,8)) = 1,1323 В, или U_шаг=1,1 В.

Аналогично определим шаговое напряжение на расстоянии x₂=1 м от места замыкания провода на землю:

U_шаг= І_замсa/ (2рx₂ (x₂+a)),.

U_шаг = (9,6*100*0,8) / (2*3,14*1* (1+0,8)) = 67,9406 В, или U_шаг=67,9 В.

На основании расчетных данных оценим опасность приближения к месту замыкания. Шаговое напряжение на расстоянии 1 м от места замыкания провода на землю приблизительно в 60 раз выше шагового напряжения на расстоянии 10 м, то есть напряжение возрастает по мере приближения к месту замыкания.

Для расчета опасной величины силы тока, протекающего через человека при попадании его под электрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм. Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, нелинейна по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.

Серьезные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека зависит от состояния кожных покровов. Сухая кожа обладает удельным сопротивлением порядка 10 000 Ом· м, поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении. Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только ниже 12 В. Удельное сопротивление крови 1 Ом· м при 50 Гц.

Делаем вывод, что на расстоянии 10 м от места замыкания провода на землю шаговое напряжение можно считать безопасным для человека, а вот на расстоянии 1 м от места замыкания — напряжение уже опасное, и после соприкосновении с ним пострадавшему понадобится помощь.

В случае поражения человека электрическим током следует предпринять следующие меры.

• · Обеспечить свою безопасность. Надеть сухие перчатки (резиновые, шерстяные, кожаные и т. п.), резиновые сапоги. По возможности отключить источник тока. При подходе к пострадавшему по земле иди мелкими, не более 10 см, шагами.
• · Сбросить с пострадавшего провод сухим токонепроводящим предметом (палка, пластик). Оттащить пострадавшего за одежду не менее чем на 10 м от места касания проводом земли или от оборудования, находящегося под напряжением.
• · Вызвать скорую медицинскую помощь или спасателей.
• · Определить наличие пульса на сонной артерии, реакции зрачков на свет, самостоятельного дыхания.
• · При отсутствии признаков жизни провести пострадавшему сердечно-легочную реанимацию.
• · При восстановлении самостоятельного дыхания и сердцебиения придать пострадавшему устойчивое боковое положение.
• · Если пострадавший пришел в сознание, укрыть и согреть его. Следить за его состоянием до прибытия медицинского персонала, поскольку может наступить повторная остановка сердца.