Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция 11
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
План лекции:
1.Действие электрического тока на организм человека.
Действие электрического тока на человека носит многообразный ха рактер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает тер мическое, электролитическое, а также биологическое действие.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагрева кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п.
Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей организма и вызывает значительные нару шения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуж дение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными су дорожными сокращениями мышц, в том числе легких и сердца. В результате могут возникать различные нарушения вплоть до полного прекращения дея тельности органов кровообращения и дыхания.
Электрический ожог - самая распространенная электротравма. Ожоги бывают двух видов: токовый или контактный и дуговой. Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
Различают четыре степени ожогов: I- покраснение ко жи; II - образование пузырей; III - омертвение всей толщи кожи; IV - обуг ливание тканей. Тяжесть поражения организма обуславливается площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1-2 кВ и являются в большинстве случает ожогами I и II степени. При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга (большая энергия и температура выше 3500 град.), которая причиняет дуговой ожог, как правило, III или IV степени.
Электрические знаки - четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшейся действию тока. Знаки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно.
Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мель чайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях ру бильников под нагрузкой и т.п. Металлизация сопровождается ожогом ко жи, вызываемым нагревшимся металлом.
Электроофтальмия - поражение глаз, вызванное интенсивным излуче нием электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ульт рафиолетовые лучи. Кроме того, возможно попадание в глаза брызг рас плавленного металла. Защита от электроофтальмии достигается ношением защитных очков.
Механические повреждения возникают в результате резких непроиз вольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, крове носных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызван ные падением человека с высоты, ударами о предметы в результате непро извольных движений или потери сознания при воздействии тока. Механиче ские повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требую щими длительного лечения.
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма про ходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на сле дующие четыре степени: I - судорожное сокращение мышц без потери соз нания; II - судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца; III - потеря сознания и нарушение сердечной дея тельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения. Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение рабо ты сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная ре акция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровож дающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить полное выздоровление как результат своевременного лечебного вмешательства или гибель организма из-за пол ного угасания жизненно важных функций.
2. Факторы, влияющие на степень тяжести поражения электрическим током.
Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:
величины тока и напряжения;
электрического сопротивления человека;
продолжительности воздействия электрического тока;
пути тока через тело человека;
рода и частоты электрического тока;
условий внешней среды.
Основным фактором, обуславливающим исход поражения электри ческим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Напряжение, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение то ка.
Ощутимый ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Пороговый ощутимый ток - 0,6-1,5 мА.
Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляет 10-15 мА.
Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА. Фибрилляционный ток может достичь 5 А. При токе свыше 5 А происходит мгновенная остановка сердца.
Тело человека является проводником электрического тока, неодно родным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется, главным образом, сопротивлением кожи.
Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних систем и органов тела составляет всего 300-500 Ом. В качестве расчетной величины при переменном токе промыш ленной частоты принимают активное сопротивление тела человека равным 1000 Ом. В действительности сопротивление тела человека не является по стоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состоя ния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и других. Повреждение рогового слоя (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом.
С уве личением силы тока и времени его прохождения сопротивление тела чело века падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приво дит к расширению ее сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потоотделения. С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300-500 Ом).
На сопротивление тела человека влияют и другие факторы, хотя и в значительно меньшей степени. Так, у женщин, как правило, сопротивление кожи меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых меньше, чем у пожилых. Это объясняется тем, что у одних людей кожа тоньше, у других – грубее.
Уменьшение или увеличение парциального давления кислорода соответственно снижает или повышает сопротивление тела человека. Следовательно, в закрытых помещениях, где парциальное давление кислорода меньше, опасность поражения током выше при прочих равных условиях, чем на открытом воздухе.
Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышаются его значения, накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность возникновения фибрилляции сердца.
Рост тока с увеличением времени его действия объясняется уменьшением сопротивления тела человека.
Последствия воздействия тока на организм выражаются в нарушении функций центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей организма под влиянием выделяющейся теплоты, нарушении работы сердца и легких. Очевидно, что с увеличением времени воздействия тока эти отрицательные факторы накапливаются, а губительное воздействие их на состояние организма усиливается.
Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через область сердца. Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: одного, называемого диастолой, когда желудочки сердца, находясь в расслабленном состоянии, заполняются кровью, и другого, называемого систолой, когда сердце, сокращаясь, выталкивает кровь в артериальные сосуды. Чувствительность сердца к электрическому току неодинакова в разные фазы его деятельности. Наиболее уязвимым сердце оказывается в фазе Т кардиоцикла, продолжительность которой 0,2 секунды, когда заканчивается сокращение желудочков и они переходят в расслабленное состояние. Поэтому, если во время фазы Т через сердце проходит ток, то при некотором его значении возникает фибрилляция сердца. Если же время прохождения тока не совпадает с фазой Т, то вероятность возникновения фибрилляции резко уменьшается.
При длительности прохождения тока, равной времени кардиоцикла ( 0,75-1с) или превышающей его, ток встречается со всеми фазами, в том числе с наиболее уязвимой фазой Т. Это весьма опасно для организма. Если же время прохождения тока меньше длительности кардиоцикла на 0,2 с и более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с фазой Т и, следовательно, опасность поражения резко уменьшаются. Это обстоятельство используется в быстродействующих установках защитного отключения, где время срабатывания менее 0,2 с.
Путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и другие. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участ ках тела. Возможных путей тока в теле человека, которые называются также петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука -рука, рука - ноги, и нога - нога. Наиболее опасны петли голова - руки и голова - ноги, но эти петли возникают относительно редко.
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного, т.к. пороговые значения возрастают в 4-5 раз. Это по ложение справедливо лишь для напряжений до 250-300 В. При более высо ких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).
Для переменного тока играет роль также и его частота. С увеличени ем частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 100 Гц.
Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче перено сят электрические удары. Повышенной восприимчивостью к электрическо му току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно -сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервными бо лезнями и т.п.
Состояние окружающей воздушной среды, а также окружающая об становка могут существенным образом влиять на опасность поражения то ком. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающее дей ствующие на изоляцию электроустановок, а также высокая температура ок ружающего воздуха, понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током.
4. Классификация помещений по степени опасности поражения людей электрическим током
В соответствии с действующими ПУЭ все помещения по степени опасности поражения людей электрическим током делятся на три категории: помещения без повышенной опасности, повышенной опасности и особо опасные (табл.14.1).
|
Класс помещения |
Характеристика помещения |
|
Помещение без повышенной опасности |
Помещения, в которых отсутствуют условия, характеризующие помещения с повышенной опасностью или особо опасные (см. ниже). |
|
Помещения с повышенной опасностью |
Помещения, характеризуемые наличием в них только одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: - сырости (относительная влажность воздуха в помещении длительно превышает 75%); - токопроводящей пыли; - токопроводящих полов (металлических, кирпичных и т.п.); - высокой температуры - жаркие помещения, температура воздуха в которых постоянно или периодически (более 1 суток) превышает +35С; - возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий и т.п. с одной стороны, и металлическим корпусам электрооборудования - с другой. |
|
Помещения особо опасные |
Помещения, характеризуемые наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: - особой сырости (относительная влажность воздуха в помещении близка к 100%); - химически активной или органической среды, действующей разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; - одновременно двух и более условий, характеризующих помещения с повышенной опасностью. |
К помещениям без повышенной опасности могут быть отнесены обычные жилые комнаты, конторы, лаборатории, а также некоторые производственные помещения.
К помещениям повышенной опасности относят цехи по механической обработке металлов, лестничные клетки различных зданий с токопроводящими полами и т.п.
К особо опасным помещениям относится большая часть производственных помещений, в том числе цехи электростанций, машиностроительных и металлургических заводов,водонасосные станции, помещения аккумуляторных батарей, гальванические цехи и т.п. Сюда же относятся и участки работ на земле под открытым небом или под навесом.
5. Основные причины поражения людей электрическим током
Причины несчастных случаев от электрического тока многочисленны и разнообразны. Основными из них являются:
Все случаи поражения че ловека током в результате электрического удара возможны лишь при замы кании электрической цепи через тело человека, то есть при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует не которое напряжение.
Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения.
Напряжение прикосновения 20 В считается безопасным в сухих помещениях, т.к. ток, проходящий через тело человека будет ниже порогового неотпускающего и человек, получивший электрический удар, сразу оторвет руки от металлических частей оборудования.
В сырых помещениях безопасным считается напряжение 12 В.
Напряжением шага называется напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосновения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенциал поверхности грунта уменьшается и на расстоянии, пример но равном 20 м, может быть принято равным нулю. Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается на теле через жиз ненно важные органы.