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
Практическая работа №4
Электрическая безопасность. Вредные и поражающие факторы электрического тока.
1.Цель работы.
Выучить влияние на организм человека вредные и поражающие факторы электрического тока, причины электротравматизма, способы показания потерпевшим первой помощи.
Получить практические навыки в расчёте величин электрического тока, проходящее через тело человека в разных ситуациях ошибочных касаний к токоведущим частям вызванными как его неосторожными действиями, так и неисправностью электроприводов, а также при значении влияния величин электрического тока на здоровье и жизнь человека.
2. Ключевые положения
2.1 Действие электрического тока на организм человека
По уровню вредоносности для человека электрического электротока относительно исследованиям, проведённых в рамках ООН, находится на пятом месте среди 30-ти разнообразных факторах, угрожающих жизни человека. Наиболее страдают особы возрастам от 20 до 30 лет – 65.5% травмированных относятся к этому возрасту. Старше 30 лет – количество травмированных 12.5% и до 20 лет – 22% . За последние годы повысилось количество поражений электротоком женщин.
Не безопасное воздействие электротоком увеличивается потому что он не чувствует его органами на расстоянии, а действует только в момент касания с токоведущих частей.
Электрический ток, действуя на организм человека, может вызвать поражения, степень которых зависит от силы тока, время его действия, а также от пути его протекание в теле.
Человек начитает чувствовать действие проходящего через него переменного тока промышленной частотой 50 Гц силой 0.6… 1.5 мА и постоянного тока 5… 7 мА. При увеличение тока, проходящего через тело человека, его действие увеличиваются и при величине переменного тока промышленной частоты 10 мА (60 – 80 мА постоянного тока) происходит вынужденное сокращение мышц (судороги) рук, в результате чего человек не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, т.е. он не в силе самостоятельно освободится от контакта с токоведущей частью. При больших значениях тока, руки парализуются, затрудняется дыхании. Чем больше ток, тем быстрее нарушается работа лёгких и сердца. При токе промышленной частоты 100 мА и больше останавливается работа лёгких и сердца, поражение наступает через 2-3 секунды с начала действия тока.
Сила тока, которая проходит через тело человека, определяется прикладным напряжением и общим сопротивлением тела. Наибольшее сопротивление электротока воздействует кожный покров, а сопротивление ткани внутренних органов (мышечная, жировая, спинная и головной мозг, кровь и др.) по сравнению со шкурой мало.
Сопротивление тела в значительном количестве зависит от состояния кожи. Порезы, царапины (повреждение рогового покрова), увлажнение и выделение пота, загрязнение редкими веществами (металлическая и угольная пыль, калённая и т. п.) могут уменьшить сопротивление тела человека до значащего его внутреннего сопротивления.
Сопротивление тела человека зависит от приложенного напряжения, силы, вида и частоты тока, а также от времени его протекания через тело человека. С увеличением напряжения, приложенного до тела человека, резко уменьшается сопротивление кожи, а относительно, и сопротивление тела, что объясняется пробоем рогового покрова кожи.
С увеличением тока и временем его протекания через тело человека сопротивление уменьшается, так как увеличивается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов и увеличению выделения пота.
Переменный ток, особенно с частотой 50 Гц, являет собой опасность, чем постоянный ток такой же силы.
При расчётах сопротивления тела человека, ока промышленной частоты считают неизменным и ровным R=1000 Ом.
Проходящий через организм человека, электрический ток приводит к термическим (ожог отдельных частей тела, нагрев кровеносных сосудов и т.д.), механическим (разрыв ткани), химическим (электролиз крови и других органических жидкостей) действиям, вместе с тем действует на него биологически, нарушая его жизнедеятельность. В мышечной ткани, особенно при сокращении мышц сердца и лёгких, тканях центральной системы и периферийной нервной системы также в других тканях возникают биотоки, которые нарушают биологическое равновесие, что приводит к нарушениям их нормальных действий.
Оценка характера и степеней действия переменного тока:
Порог ощущения – 1 мА;
Порог отпускающего тока – 10 мА;
Порог фибрилляции сердца – 100 мА;
Действия электрического тока может привести к двум видам поражений: электрическим травмам и электрическим ударам. В некоторых случаях оба вида поражения возникают одновременно.
Электрическими травмами называют местное поражение ткани организма, вызванными действиями электрического тока или электрической дуги. Чаще – это поверхностное повреждение кожи, а иногда других мягких тканей, а также суставов и костей. Электрические травмы могут быть следующих видов: электрические ожоги электрические знаки, металлизация кожи, электроофтамия и механическое повреждения.
Наиболее распространенной есть электрический ожог. В зависимости от условий возникновения ожога может быть двух видов: токовое (контактное) или дуговой.
Электрические знаки (знаки тока, или электрические метки) проявляется в виде пятен серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, которые были поражены током. Электрические знаки могут иметь круглую или овальную форму; бывают знаки в виде царапин, порезов или небольших ран. Иногда форма знака повторяет форму токоведущей части, которой дотронулся потерпевший, а также может напоминать молнию. Обычные электрические знаки не болят и с влиянием времени поражённое место принимает нормальный цвет, эластичность и чувствительность.
Металлизация кожи возникает от проникновения верхний слой кожи мелких частей метала, который расплавился под действием электрической дуги. Потерпевший чувствует присутствие в коже постороннего тела, и часто – боль от ожога через тепло, занесённого в тело метала. Кожа в месте поражения становится жесткой и шершавой. Цвет кожи зависит от метала: зелёный – при контакте с красной медью, сине–зелёный – при контакте с латунью, сине-желтый – при контакте со свинцом с влиянием времени пораженная часть приобретает нормальный вид.
Электрическая дуга есть источником излучения света, а также может вызывать электроофтамию – воспаление внешних слоев глаза под действием ультрафиолетовых лучей, которые поглощаются клетками организма и вызывают у них химические перемены. В тяжелых случаях воспаляются роговицы глаза, которые требуют долгого лечения.
При действии электрического тока происходит возбуждение живых тканей, которая сопровождаются неконтролируемые судорожными сокращениями мышц – электрический удар. При разный неконтролируемых судорожных сокращениях мышц под действием тока, проходящего через тело человека, могут возникать механические повреждения: разрыв кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, вывихи суставов и переломов костей.
Действия органического тока на организм человека может привести до летального последствия, в последствии электрического тока и остановки работы сердца и дыхания; действия на мышцу сердца может вызвать остановку сердца или его фибрилляцию, то есть хаотические быстрые сокращения ткани сердечной мышцы, при которых сердце прекращает нормально работать и нарушается кровообращение. Действие может быть прямым кода ток протекает непосредственно в области сердца или рефлекторно, то есть через ЦНС. Смерть в последствии остановки дыхания называется прямым или рефлекторным действием электрического тока на мышцы грудной клетки, которые берут участие в процессе дыхания.
Электрический шок – тяжелая рефлекторная реакция организма при сильном раздражении электрическим током, которая приводит к опасным нарушениям дыхания, кровообращения, обмену веществ и т.п. Шоковое состояние может продолжаться от нескольких минут до суток, после чего может наступить или смерть в виде полной остановки жизненно важных функций или полного оздоровления в результате активного врачебного вмешательства.
Последствия поражения электрического тока зависит от пути, каким ток протекает через тело человека. Если ток протекает через жизненно важные органы (сердце, лёгкие головной и спинной мозг), то опасность поражения будет очень большая, так как он действует непосредственно на эти органы. Если же ток протекает, не касаясь важных органов, действие на них может быть только рефлекторным, т.е. через ЦНС, вероятность тяжелых последствий значительно уменьшается.
Наиболее опасными путями протекание тока есть «голова – руки», «голова – ноги» и «руки – ноги», так как при этом ток может протекать через головной, спинной мозг и сердце человека.
2.2 Причины электротравматизма в быту.
В современных квартирах есть большое количество электроприборов: светильники, электрообогреватели, стиральные машинки и другая аппаратура. В квартирах есть разнообразное напряжение: от промышленной сети до высокого напряжения в телевизоре.
За последние годы число травмированных в быту увеличилось, появился детский электротравматизм в домашних условиях, и он высокий – 16.3% всех травм в быту. Электротравматизм детей школьного возраста составляет 8.9%, дошкольного 7.4%.
Насчитывается ни мало детских электротравм, которые возникли вовремя использования удлинителями. Эти электротравмы становятся основными. В преимуществе случаев другим полюсом касания есть радиаторы водоснабжения и водопроводные трубы.
Зарегистрированные смертельные случаи поражения электрическим током при использовании самодельных электроотопительных приборов. Много случаев травматизма от стирок. Проверка изоляции некоторых стиральных машин, которые находятся в эксплуатации два-три года, что по сравнению с заводскими данными за этот срок их качество снизилось на 40%-50%. Особенно настораживает в этих электротравмах то, что пользуясь стиральной машиной можно дотронуться железных частей её, которые находятся на повреждённой изоляции. Акупунктурная зона на теле человека между большими и средними пальцами наиболее чувствительна к действию тока. Нужно отметить, что при использовании стиральных машин импортных конструкций подобных электротравм не зарегистрировано.
Немало случаев поражения, в том числе детей, происходит при использовании оголенных проводов вместо стандартной штепсельной вилки. К этой группе поражения относятся и детские поражения. Основные причины использования квартирных электросетей, оборудования, с дефектной изоляцией – отсутствие контроля за состоянием электрооборудования (органы электронаблюдения обслуживают квартирные и домовые электросети), недостаточное ознакомление с возможными опасными поражениями электрическим током.
2.3 Первая помощь при поражении электрическим током.
При несчастных случаях, вызванных поражениями электрическим током нужно освободить потерпевшего от воздействия тока и оказать ему первую помощь.
Т.к. последствие поражения зависит от времени и действия тока на человека, то быстрое освобождение потерпевшего от воздействия тока есть первой задачей. Для этого с помощью выключателя необходимо быстро выключить ту часть электроприбора, к которой коснулся потерпевший.
При невозможном быстром выключении электроприбора необходимо освободить потерпевшего от токоведущей части, к которой он касается.
В электроприборах с напряжением до 400В потерпевшего можно оттянуть от токоведущей части, взявшись за его одежду, если он сухой и отстаёт от его тела. Использовавшись сухой палкой или доской можно оттянуть шнур или потерпевшего. Необходимо изолировать руки, надеть диэлектрические перчатки или обмотать их сухой тканью. В некоторых случаях можно перекусить провода с изолированными ручками или перерубить их топором с деревянной ручкой.
В приборах с напряжением больше 400В отделять потерпевшего нужно штангой, перед этим надеть диэлектрические перчатки и боты.
Методы первой помощи потерпевшему от электрического тока зависит от его состояния после его освобождении от тока. Если потерпевший в сознании, но до этого был без сознания со стабильным дыханием и пульсом, то его следует аккуратно положить на подстилку расстегнуть одежду, обеспечить прилив свежего воздуха и полное спокойствие до прибытия врача, которого нужно вызвать сразу. Нельзя позволять потерпевшему двигаться, а тем более работать, даже если он чувствует себя нормально и нет видимых повреждений, так как негативное действие электрического тока на человека может проявиться не сразу, а через некоторое время, через несколько минут, часов или даже дней.
Если потерпевший дышит плохо: редко, судорожно, или если дыхание потерпевшего постоянно ухудшается, в это время как сердце продолжает работать, необходимо делать искусственное дыхание.
При отсутствии признаков жизни, то есть когда у потерпевшего отсутствует дыхание, сердцебиение и пульс, а болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширенны и не реагируют на свет, следует считать потерпевшего в состоянии клинической смерти. Необходимо срочно приступить к его оживлению, т.е. делать искусственное дыхание и массаж сердца, которые необходимо делать до прибытия врача.
Известно много случаев оживления после поражения током людей после 3-4 часов (в отдельных случаях после 10 часов).
Искусственное дыхание и внешний массаж сердца, следует выполнять до стойкого самостоятельного дыхания и начала работы сердца. На обновление деятельности сердца оказывает появление регулярного пульса. Для проверки пульса прерывают массаж на 2-3 секунды. После появления признаков жизни искусственное дыхание и внешний массаж сердца следует продолжать 5-10 минут.
2.4 Методика решение задач опасности электрических сетей
2.4.1 Однополюсное касание в 3-х фазной сети с изолированием нейтрально
В сетях с изолированным нулём обычно для облегчения анализа считают, что фазное напряжение U1,U2, U3 равны и симметричны, а опоры изоляции провода относительно земли R1, R2, R3 одинаковы и равняются r(13) как показано на рис. 4.1.
При полной симметрии потенциал средней точки относительно земли равняется нулю. До сопротивлений изоляции приложено одинаковое напряжение фаз Uф=220В.
Касание человека к одной из фаз (рис.4.1) образует цепь тока через тело человека и изоляцию других проводов. Ток через тело человека будет равен:
Ih=UR/(Rл+rіз/3)
(4.1)
Где Rл – сопротивление человека.
Рисунок 4.1 – Однополюсное касание в трёхфазной сети с изолированной нейтралью
Так как сопротивление изоляции достаточно большой, тогда ток через тело будет небольшой.
В трёхфазной сети с изолированным нулём человек находится под защитой сопротивления изоляции фаз относительно земли: с увеличением сопротивления безопасность уменьшается. Величина сопротивлению изоляции проводов сети относительно земли должна быть не меньше 0.5 МОм.
2.4.2 Однополюсное касание в трёхфазной сети заземлённым нулём
При однополюсном касании человека к фазному проводу в сети заземлённым нулём (рис. 4.2) маленькое сопротивление заземление нуля (не больше 4-10 Ом) сопротивление изоляции кабеля сети и ток замыкания будет протекать через последовательное соединение тока тела человека и тока заземления сети.
Если пренебречь малым сопротивлением заземления (по сравнению с сопротивлением тела человека), то величина тока через тело человека рассчитывают относительно выражению:
I=Uф/Rл
(4.2)
При однополюсном касании к токопроводящему кабелю в трехфазной сети с заземленным нулем человек попадает под фазовое напряжение, изоляция сети не спасает его от поражения. В этой ситуации человека защищает также сопротивление обуви, который может быть в зависимости от его состояния от 0 до 100 и больше кОм, и сопротивление пола (800 Ом земляной сухой пол и до 10 Мом сухой деревянный пол).
Рис.4.2 – Однополюсное касание в трёхфазной сети с заземленной нейтралью
2.4.3Двухполюсное касание к токоведущим проводам.
Двухполюсное касание к двум разным проводам (фаза в трёхфазной сети) наиболее опаснее, потому к человеку прилагается линейное напряжение сети √3Uф, а ток протекает через тело человека по наиболее опасному пути «рука – рука» и ничего не защищает человека (рис. 4.3)
Рисунок 4.3 – Двухполюсное касание к токоведущим проводам
Ток через тело человека не зависит от схемы сети, режима нуля и имеет такое наибольшее значение:
Iл=Uл/Rл
(4.3)
Где Uл – линейное напряжение,
R л – сопротивление тела человека.
Величина тока превышает пороговые значения. Такое касание смертельно опасно для человека (ток равняется 380/1000=380 мА).
3. Ключевые вопросы
4. Домашнее задание
1. Для успешного выполнения и защиты работы студенту необходимо теоретично подготовиться с помощью литературы (1,3,4,9; приложение:2,7,12,29) по основным вопросам влияния на организм человека вредных и поражающих факторов электрического тока и методам защиты и оказание первой помощи.
2. Подготовиться к обсуждению ключевых вопросов.
5. Практическое задание
1. Выучить и законспектировать опасные и поражающие факторы электрического тока на организм человека.
2.Выучить методы анализа электробезопасности.
3. Ознакомьтесь со способами оказания первой помощи потерпевшим после действия электрического тока.
4. Использовать практические расчеты по определению величины электрического тока проходящего через человека в разных случаях случайного касания к токоведущего кабеля.
5.1 Примеры задач
Задача 1. Определить ток через тело человека при случайном касании к токонесущему кабелю в квартирной двухпроводной электросети (второй кабель заземленный):
а) человек касается одновременно заземленной водопроводной трубы (сопротивление касания равно нулю);
б) человек стоит на цементном полу во влажной обуви;
в) человек стоит на сухом деревянном полу в сухой обуви.
Определить степень поражения и сделать выводы.
Задача 2. Определить ток через тело человека при случайном касании к токоведущей части трехфазной сети с заземленным нулем:
а) человек вовремя дождя стоит на земле;
б) человек стоит на цементном полу в мокрой обуви;
в) человек стоит на сухом деревянном полу в сухой обуви.
Определить степень поражения. Сделать выводы.
Задача 3. Рассчитать ток, проходящий через тело человека при случайном касании к токоведущему кабелю в трехфазной сети с изолированным нулем:
а) человек касается одновременно заземленной водопроводной трубы (сопротивление касания равно нулю);
б) человек стоит на цементном полу в мокрой обуви;
в) человек стоит на сухом деревянном полу в сухой обуви.
Определить степень поражения. Сделать выводы.
Задача 4. Рассчитать ток через тело человека при случайном одновременном касании к двум токоведущим кабелям в трехфазной сети:
а) руки защищены сухой тканью (сопротивление изоляции 2…10 кОм);
б) руки в электроизоляционных рукавицах (R = 100…500 кОм);
в) руки не защищены.
Определить степень поражения. Сделать выводы.
Таблица 4.1 – Исходные данные задачи
|
Вариант |
Задача 1 |
Задача 2 |
Задача 3 |
Задача 4 |
||||
|
кОм |
Rn |
Rоб |
Rп |
Rоб |
Rп |
Rоб |
Rиза |
Rизб |
|
1 |
10 |
20 |
20 |
30 |
30 |
40 |
10 |
100 |
|
2 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
01 |
200 |
|
3 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
02 |
300 |
|
4 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
03 |
400 |
|
5 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
80 |
04 |
500 |
|
6 |
60 |
70 |
80 |
90 |
80 |
90 |
05 |
600 |
|
7 |
70 |
80 |
90 |
80 |
70 |
60 |
06 |
700 |
|
8 |
80 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
06 |
800 |
|
9 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
07 |
900 |
|
10 |
80 |
70 |
60 |
50 |
50 |
40 |
08 |
800 |
|
11 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
09 |
700 |
|
12 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
10 |
600 |
|
13 |
50 |
40 |
30 |
20 |
20 |
30 |
09 |
500 |
|
14 |
40 |
30 |
20 |
20 |
30 |
40 |
08 |
400 |
|
15 |
30 |
40 |
50 |
50 |
60 |
60 |
07 |
300 |
|
16 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
06 |
200 |
|
17 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
05 |
300 |
|
18 |
60 |
70 |
80 |
90 |
80 |
90 |
05 |
600 |
|
19 |
70 |
80 |
90 |
80 |
70 |
60 |
06 |
700 |
|
20 |
80 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
06 |
800 |
|
21 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
07 |
900 |
|
22 |
80 |
70 |
60 |
50 |
50 |
40 |
08 |
800 |
|
23 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
09 |
700 |
|
24 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
10 |
600 |
|
25 |
50 |
40 |
30 |
20 |
20 |
30 |
09 |
500 |
6 Содержание отчета
Отчет должен содержать: