Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования Учебная дисциплина ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

ТЕМА 1 Общие вопросы электробезопасности ЛЕКЦИЯ 2 Воздействие электрического тока на организм человека

Учебные цели 1.Знать механизм поражения человека электрическим током. 2.Знать факторы определяющие степень опасности воздействия тока на организм человека.

Учебные вопросы 1. Механизмы поражения человека электрическим током. 2. Опасные факторы при воздействии тока на организм человека. 3. Влияние параметров тока на исход поражения человека.

Литература 1.Правила устройства электроустановок (ПУЭ). – М.: Омега – Л, – 268с. 2.Правила безопасности при эксплуатации ЭУ. – М.: ИНФА – М, – 154с. 3.Межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях на производстве. – М: НЦ ЭНАС, с. 4.Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в ЭУ. – Новосибирск: Сибирский унив., с.

5.Хорольский В.Я, Таранов В.Н, Привалов Е.Е. Электробезопасность в сельском хозяйстве. Ставрополь: СтГАУ «АГРУС», – 131с. 6.Привалов Е.Е, Башкатов А.В., Попов А.Н.. Электробезопасность. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», – 81с. 7.Привалов Е. Е. Электробезопасность. Часть1. Защитное заземление. Ставрополь: СтГАУ Изд-во «АГРУС», – 30с. 8.Раздорожный А. А. Охрана труда и производственная безопасность: учебно - методическое пособие. – М: Экз., с.

Введение Электрический ток невидим. Опасность электрического тока - способность раздражать и возбуждать живые ткани организма. Результат – судорожное сокращение мышц и нарушение деятельности органов (сердца, легких, головного и спинного мозга). Возникают местные и общие электротравмы, сопутствующие друг другу.

1.Механизмы поражения человека электрическим током Виды действия тока на живую ткань: 1.Термическое. 2.Электролитическое. 3.Механическое. 4.Биологическое. 1.Термическое - ожоги участков тела, нагрев кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга, находящихся на пути тока. Приводит к функциональным расстройствам органов человека.

2.Электролитическое - разложение органической жидкости (крови, лимфы) с нарушениями их состава. 3.Механическое - расслоение и разрыв тканей организма: мышц, стенок сосудов и легких (электродинамический эффект). Возможно образование пара от тканевой жидкости (лимфы) и крови перегретой током.

4.Биологическое-раздражение и возбуждение живых тканей организма. Нарушение внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в организме и связанных с его жизненными функциями. Виды действия тока на живую ткань приводят к разным местным и общим электротравмам. Местные: электрические ожоги и знаки (метки), металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги - у 60% пострадавших от тока, треть из них (20%) - с метками и металлизацией кожи. Различают токовый (контактный) и дуговой ожоги. Контактный возникает при прохождении тока через тело человека в точке контакта с токоведущей частью (U С до 2кВ). Если U С выше 2кВ, то образуется дуга и возникает ожог кожи. Знаки (метки) - пятна серого (желтого) цвета на поверхности тела человека. Имеют круглую (овальную) форму и размеры до 5мм с углублением в центре.

Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи частичек расплавленного металла от дуги (при к. з. и отключениях рубильников под нагрузкой). Поражаются незащищенные руки и лицо. Механические повреждения - следствие резких судорожных сокращений мышц под действием тока. Приводят к разрывам сухожилий, кожи и сосудов, вывихам суставов и переломам костей. Происходят при работе в ЭУ до 1кВ при длительном нахождении под напряжением (1% травм).

Электрическая офтальмия - воспаление наружных оболочек глаз при воздействии ультрафиолетовых лучей (3% травм). Например, от электрической дуги (источник интенсивного излучения видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей). Электрический удар - следствие протекания тока через тело. Происходит возбуждение живых тканей организма с непроизвольным сокращением мышц и нарушение работы сердца, легких, мозга и нервной системы.

2. Опасные факторы при воздействии тока на организм человека Исход воздействия тока на организм зависит от величины, рода и частоты тока, индивидуальных особенностей человека. Проводимость живой ткани обусловлена физическими свойствами и биохимическими процессами, присущими живой материи.

Сопротивление тела – величина зависящая от состояния кожи, параметров электрической цепи ЭУ, физиологических факторов и окружающей среды. Кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи имеют большое сопротивление, а мышечная ткань, кровь, лимфа, спинной и головной мозг - малое. При токе частотой 50Гц удельное объемное сопротивление составляет: сухой кожи 3*10 3 …2*10 4 ; кости 10 4 …2*10 6 ; а тканей жировой 30…60 и мышечной 1,5…3,0 Ом м.

При сухой, чистой коже сопротивление тела (при напряжении до 20В) - 3…100кОм. Если на участках кожи соскоблить роговой слой, то сопротивление упадет до 1…5кОм, а при удалении наружного слоя до 0,5…0,7кОм. Сопротивление подкожных тканей тела (у всех людей одинаково) - 0,3..0,5кОм. Увлажнение сухих рук подсоленной водой снижает сопротивление тела на %, а дистиллированной водой - на %. Влага растворяет минеральные вещества и становится более электропроводной.

Род и частота тока. Сопротивление тела человека постоянному току больше, чем переменному любой частоты. С ростом частоты тока сопротивление уменьшается (снижение емкостного сопротивления). Длительность протекания тока влияет на сопротивление кожи, из-за усиления кровоснабжения участков кожи под электродами, выделения пота. Опыты на добровольцах показали, что при В за мин сопротивление понижается на %.

На сопротивление влияют физиологические факторы и окружающая среда. У женщин сопротивление тела меньше, чем у мужчин, а у детей - меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Физические раздражения - болевые (уколы и удары), звуковые и световые - вызывают снижение сопротивления тела на %.

Повышенная температура воздуха ( °С), и тепловое облучение человека, вызывает снижение сопротивления тела. Одна из причин - усиление снабжения сосудов кожи кровью в результате их расширения, т.е. ответная реакция организма на тепловое воздействие.

Вопрос 3 Влияние параметров электрического тока на исход поражения человека

Сила тока через тело - основной поражающий фактор. Человек ощущает ток около: 1,1мА (частота 50Гц) и 6мА при постоянном токе. Воздействие - при переменном токе слабый зуд и легкое пощипывание, а при постоянном токе - ощущение нагрева кожи на участке, касающемся токоведущей части ЭУ. Ощутимый ток - ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения (пороговый ощутимый ток - наименьшее значение данного тока).

При увеличении тока сверх порогового - судороги мышц. Болезненные ощущения усиливаются и распространяются на все тело. При 3…5мА (50Гц) действие тока ощущается всей кистью руки, касающейся токоведущей части, а при 8…10мА боль усиливается и охватывает всю руку (непроизвольные сокращения мышц руки и предплечья).

Неотпускающий ток - вызывает судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат провод сети. При длительном прохождении через тело ток растет (уменьшение сопротивления кожи), усиливаются боли и возможны нарушения работы легких и сердца. Возможна смерть.

Фибрилляционный ток 50мА и более распространяет свое раздражающее действие на мышцу сердца. Опасность резко возрастает и через 1…3сек наступает фибрилляция (остановка) сердца. Прекращается кровообращение и в организме возникает недостаток кислорода. Останавливается дыхание. Наступает клиническая, а затем и биологическая (через 4…7мин.) смерть.

Длительность прохождения тока влияет на исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. С увеличением времени воздействия тока на живую ткань тела растет значение тока. Накапливаются последствия воздействия тока на организм и растет вероятность совпадения уязвимой фазы Т сердечного цикла с фазой (частотой) сети.

Пути прохождения тока (петли тока)

«Петля тока» существенно влияет на исход поражения. Если на пути тока оказываются сердце, (легкие, головной мозг), то опасность общего поражения велика. На практике встречаются 15 петель. Наиболее опасны 6 путей тока. Опасность петли оценивают по доле потерявших сознание и по значению тока, проходящего через область сердца (чем больше ток, тем опаснее петля).

Пути электрического тока через тело человека Пути тока через тело человека Частота пути, % Потерявшие сознание % Тока через область сердца, % 1.Рука – рука40833,3 2.Пр.рука-ноги20876,7 3.Лев.рука-ноги17803,7 4.Нога – нога6150,4 5.Голова-ноги5886,8 6.Голова-руки4927,0

Наиболее опасны: «голова – руки» и «голова – ноги» (ток может проходить через головной и спинной мозг). Эти петли возникают редко. Увеличение частоты приложенного напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления и ростом тока, из-за наличия в сопротивлении тела емкостной составляющей.

Наибольшая опасность в диапазоне частот от 0 до 60Гц. Повышение частоты снижает опасность поражения (полностью исчезает при частоте около 500кГц). Постоянный ток в раз безопаснее переменного частотой 50Гц. Пороговые неотпускающие: мА для постоянного и мА для тока при 50Гц.

Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к току обладают лица страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, легких, нервными и другими болезнями.

Выводы 1.Статистика несчастных случаев показывает, что профилактике электротравматизма необходимо уделять постоянное внимание. 2.Основная доля электротравм на производстве и в быту вызвана причинами, которые можно устранить электрозащитными средствами. 3.Основные усилия по обеспечению безопасной работы людей на производстве и в быту необходимо направлять на устранение причин порождающих электротравматизм.