"Основи електробезпеки при виконанні абораторних робіт"

Виконав студент групи ОПР-97-1

Самойлов М.А.

1. Загальні положення

1.1. Що таке електробезпека?

Електробезпека - це система організаційних і технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людини від шкідливого і небезпечного впливу на організм електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики.

1.2. Як забезпечується електробезпека?

Електробезпека забезпечується:

- суворим виконанням інструкцій, які додаються до електроустановок;

- високим рівнем організації експлуатації електроустановок;

- технічними способами і засобами загальної та індивідуального захисту від ураження електричним струмом.

1.3. Які причини і наслідки електротравм?

електротравми становлять в середньому 3 - 5% від загального числа виробничих травм. Однак на електротравми зі смертельним наслідком припадає 20 - 30% усіх нещасних випадків.

Значна частина потерпілих переходить на інвалідність. Спостерігається і віддалені наслідки електротравм.

1.4. Які умови ураження електричним струмом?

Виникнення електротравм частіше за все обумовлено наступними причинами:

- випадковим дотиком до струмоведучих частин електроустановок;

- появою напруги на металевих неструмоведучих частинах установок в результаті пошкодження їх ізоляції;

- появою напруги на відключених струмовідних частинах внаслідок або випадкового включення установки, або зворотного трансформації;

- виникненням крокової напруги в результаті замикання фази на Землю і появою різниці потенціалів між двома точками на Землі на відстані кроку;

- дією атмосферної електрики при грозових розрядах або розрядах, зумовлених нагромадженням статичного електрики.

Причини електротравм поділяються на:

технічні - невідповідність засобів захисту вимогам електробезпеки та умов їх застосування, у тому числі несправність електроінструменту;

організаційно-технічні - несвоєчасна заміна інструменту, що не пройшов обов'язковий контроль якості;

організаційні - невиконання або окремі порушення інструкції з електробезпеки;

організаційно-соціальні - визначаються роботою в надурочний час, невідповідністю спеціальності і кваліфікації виконавця робіт, допуском до роботи осіб віком до 18 років, залученням до роботи осіб, які не мають допуск до роботи з електроустановками, та осіб, що мають медичні протипоказання;,

соціально-гігієнічні - несприятливі метеорологічні умови роботи, погана освітленість, підвищені рівні шуму і вібрації у виробничих приміщеннях і ін

1.5. Як класифікуються виробничі приміщення за умовами середовища?

Приміщення, в яких розміщуються електроустановки, поділяється на сухі, вологі, сирі, жаркі.

Сухими називаються приміщення з відносною вологістю повітря <60%.

До вологих належать приміщення, в яких пари або конденсується волога виділяються лише короткочасно в невеликих кількостях, а відносна вологість повітря 60 ~ 70%.

сирими вважаються приміщення, в яких відносна вологість> 75%. Особливо сирими є приміщення з вологістю до 100%.

До жарким належать приміщення, в яких постійно температура перевищує 35 ° С.

1.6. Як класифікуються приміщення за ступенем небезпеки?

За ступенем небезпеки ураження електричним струмом приміщення поділяються на:

- без підвищеної небезпеки;

- з підвищеною небезпекою, що характеризуються наявністю в них хоча б однієї з таких умов - вогкості і струмопровідній пилу, струмопровідних підлог (металеві, земляні, залізобетонні, цегляні), високої температури (> 35 С), можливості одночасного дотику людини до які мають з'єднання з землею металоконструкціями будівлі з одного боку і до металевих корпусів електрообладнання - З іншого;

- особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю однієї з таких умов - особливої вогкості, хімічно активного середовища, одночасної наявності двох і більше умов підвищеної небезпеки.

1.7. Як розрізняються виробничі приміщення за доступністю електрообладнання?

Розрізняють такі види приміщень:

- замкнуті, в яких електрообладнання не вимагає постійного нагляду;

в яких обладнання потребує постійного нагляду спеціальним персоналом;

в яких робота з електрообладнанням не вимагає спеціальної підготовки персоналу.

1.8 О. Як розділяються електроустановки за умовами електробезпеки?

Відповідно до правил улаштування електроустановок (ПУЕ) вони поділяються на установки з напругою <1 кВ і> 1 кВ.

2. ДІЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ

2.1. У чому полягає дія електричного струму на організм людини?

Електричний, струм проходячи через організм людини впливає на нього:

- термічно - проявляється в опіках шкірних покривів і нагріванні до високих температур внутрішніх органів;

- електролітичні - виражається в розкладанні органічних рідин (крові, лімфи), викликаючи порушення їх фізико-хімічного складу;

- біологічно - проявляється в роздратуванні тканин організму і в порушенні внутрішніх біоелектричних процесів;

- механічно - виражається в ушкодженні тканин організму (головним чином м'язових), стінок кровоносних судин, легеневої тканини в результаті електродинамічного ефекту.

2.2. Які існую види електротравм?

Умовно електротравми підрозділяються на три види:

місцеві, загальні (звані електричним ударом) та змішані.

2.3. Що являють собою місцеві електротравми?

Місцеві електротравми - це чітко локалізовані порушення цілісності тканин організму людини, частіше всього пошкодження шкіри, а також зв'язок і кісток.

Характерні види місцевих електротравм - електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, електроофтальмія і механічні пошкодження.

2.4. Що є причиною електричного опіку?

Опік - найбільш розповсюджений вид місцевих електротравм (65% від загальної кількості травм). Опіки бувають двох видів:

- струмовий (або контактний) - виникає в результаті контакту людини з струмоведучих частин електроустановки;

- дугового - обумовлений впливом електричної дуги в якій розвивається дуже висока температура.

В окремих випадках дуга може від струмоведучих частин перекинеться на Тіло людини. При цьому відбувається обвуглювання тканин на шляху проходження струму.

2.5. Чим характеризуються електричні знаки?

Електричні знаки виникають в результаті поверхневих порушень шкірного покриву і лімфатичних шляхів і являють собою чітко окреслені плями на шкірі сірого або сіро-жовтого кольору. Їх форма часто повторює форму струмоведучих частин з якими відбувся контакт.

2.6. Що таке металізація шкіри?

металізація виникає в результаті проникнення у верхні шари шкіри розплавлених частинок металу струмопроводи при виникненні електричної дуги.

Вражений ділянку шкіри має шорстку поверхню, забарвлення якого визначається кольором металу струмопроводи: зелена при контакті з міддю, сіра з алюмінієм, синьо-зелена - з латунню, жовто-сіра зі свинцем.

2.7. Які умови виникнення електроофтальмія?

електроофтальмія називаються запалення зовнішніх оболонок ока в результаті впливу потужного ультрафіолетового випромінювання при виникненні електричної дуги.

2.8. Чим характеризуються механічні пошкодження?

Під дією електричного струму у людини виникають судомні скорочення м'язів, які можуть призвести до розривів шкірного покриву, кровоносних судин, зв'язок і нервових тканин, а також до вивихів і переломів кісток.

2.9. Що таке електричний удар?

Електричним ударом називається збудження живих тканин організму проходить через нього електричним струмом, що супроводжується мимовільним скороченням м'язів.

Електроудари поділяються на чотири ступені:

- судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості;

- судорожне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженням дихання і роботи серця;

- втрата свідомості і порушення серцевої діяльності і дихання;

- клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Клінічна смерть - це перехідний період від життя до біологічної смерті, що наступає з моменту припинення роботи серця і легенів.

Ознакою клінічної смерті є: відсутність дихання, відсутність скорочень м'яза серця, відсутність реакції на больові роздратування, розширені і не реагують на світло зіниці.

При клінічної смерті першими починають гинути чутливі до кисневого голодування клітини кори головного мозку. Загальна тривалість стану клінічної смерті від 4 до 8 хв., Після чого процес стає незворотнім, оскільки супроводжується розпадом білкових структур.

Припинення роботи серця є результатом прямого впливу струму на м'яз серця. Цьому передує фібриляція, тобто хаотичне скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), що порушує кровообіг.

2.10. Які фактори визначають небезпеку ураження електричним струмом?

Ступінь небезпеки впливу струму на організм залежить від:

- електроопору тканин шкіри і внутрішніх органів;

- сили електричного струму і прикладеної напруги;

- тривалості дії струму;

- шляху проходження струму через організм;

- роду і частоти струму;

- стану організму людини;

- зовнішніх умов (від стану навколишнього середовища).

2.11. Чим визначається Електроопір тіла людини?

Тканини тіла є провідником електричного струму.

Нижче наведені значення питомого електроопору (Ом-м) різних видів тканини при дії змінного струму в 50 Гц:

шкіра суха 3 .103 - 2104

кістки 104 - 106

жирова тканина 30 - 100

м'язова тканина 1,5 3,0

кров 1,0 - 2,0

спинномозкова рідина 0,5 - 0,6

Шкіра, кістки, жирові тканини володіють великим, а м'язові тканини, кров, спинний і головний мозок меншим електроопору.

Найбільшим опором володіє шкіра особливо її верхній шар (епідерміс). При видаленні епідермісу опір знижується до 500 - 700 Ом, наявність на шкірі різних ушкоджень, потертостей, порізів, садна, - різко зменшує в цих місцях Електроопір.

Опір тіла людини, не постійно. Воно залежить від стану шкіри, параметрів електричного ланцюга, фізіологічних факторів, стану навколишнього середовища.

Опір тіла людини різко падає в разі зволоження шкіри, наявності на ній поту і бруду. Крім того, є ділянки тіла особливо вразливі для ураження струмом (акупунктурні точки площею 2-3 мм2). Зони акупунктаціі - тильна частина кисті, шия, скроню, район хребта, передня частина ноги. Опір тіла падає при збільшенні сили струму та тривалості його впливу, відбувається це за рахунок місцевого нагріву шкіри, що приводить до посилення постачання цієї ділянки кров'ю і збільшення потовиділення. Підвищення напруги також істотно (в десятки разів) зменшує опір шкіри в результаті пробою і зростання сили струму.

Крім того, опір тіла залежить від роду і частоти струму, від статі і віку: у жінок опір менше, ніж у чоловіків, у дітей менше, ніж у дорослих, у молодих людей менше, ніж у літніх. Пояснюється це товщиною і ступенем огрублення верхнього шару шкіри.

Загальна електрична схема ланцюга (див. малюнок) при проходженні струму через тіло людини складається з трьох послідовно-

Електрична схема ланцюга при проходженні струму через тіло людини

тельно включених опорів: двох однакових опорів епідермісу (2Rн) і одного внутрішнього опору (Rв) що включає п себе середнє опір всіх внутрішніх органів, що виявляються на шляху струму.

Опір зовнішнього шару шкіри складається з активного і ємнісного опорів, включених паралельно.

Ємнісне опір обумовлено тим, що в місці зіткнення струмопровідних елементів з тілом утворюється як би конденсатор Сн, обкладками якого є провідник струму і внутрішнє мале опір тканин, між якими знаходиться епідерміс з високим опором.

Ємність такого конденсатора

Сн = ee0/d

де S - площа контакту тіла з провідником;

d - товщина епідермісу;

e0 = 8.85 * 10-12 Ф/м - електрична постійна;

e = 100 ... 200 - діелектрична проникність епідермісу

Для сухої шкіри рук Сн = 102 пФ ... 10 мкФ.

2.12. Як впливає величина струму на результат поразки?

Основним 'чинником, що обумовлює результат ураження організму є сила струму. Людина починає відчувати вплив проходить через нього змінного струму величиною 0,6 - 1,5 мА, який називається граничним відчутним. При струмі 10 - 15 мА людина не може відірвати рук від струмоведучих частин, такий струм називається неминучий. Ток 50 мА вражає органи дихання та серцево-судинну систему. При силі струму 100 мА настає фібріляіія серця і, потім, його зупинка. Ток> 5 А призводить до негайної зупинки серця.

2.13. Як впливає тривалість дії струму на результат поразки?

Чим триваліше дію струму, тим більша ймовірність тяжкого або смертельного результату, так як з збільшенням часу за рахунок падіння електроопори збільшується сила струму. Крім того, підвищується ймовірність збігу моменту проходження струму через серце з особливо вразливою для струму фазою Т кардоцікла. Ця фаза закінчується в розслаблений стан, що підвищує ймовірність виникнення фібриляції.

2.14. Яке значення має шлях проходження струму через тіло людини?

Особливо небезпечним є проходження струму через життєво важливі органи: серце, легені, головний мозок. Наи-більш характерні ланцюга струму: рука-нога, рука-рука, рука-тулуб (відповідно 56,7; 12,2; 9,8% травм з важким результатом). Найменш небезпечним є шлях від ноги до ноги.

2.15. Як впливає рід і частота струму на результат поразки?

Постійний струм в 4 - 5 разів безпечніше змінного частотою 50 Гц. Однак це справедливо лише для відносно невеликих напруг (до 200 - 250 В). При напрузі 400 - 600 В небезпека постійного струму практично однакова з змінним, а при напрузі> 600 В навіть більше, ніж при змінному.

Зі збільшенням частоти від 0 до 50 Гц змінного струму повний опір тіла зменшується, і величина струму зростає. Подальше підвищення частоти приводить до зниження небезпеки ураження (удару електричним струмом), яка практично зникає При частоті 450 ~ 500 Гц. Однак зберігається небезпека опіків.

2.16. Які гранично допустимі рівні струму і напруги?

Прі, тривалості дії струму Iс напрузі 36 В допустима сила струму в неструмоведучих частинах електроустановки не повинна перевищувати 6 мА.

3. НЕБЕЗПЕКА УРАЖЕННЯ СТРУМОМ В РІЗНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ Ланцюгах

Ця небезпека оцінюється величиною струму, що протікає через тіло людини при дотику до струмоведучих частин електроустановок.

Небезпека ураження залежить від:

- схеми "включення" людини в електромережу;

- напруги в мережі;

- схеми самої електромережі і режиму її нейтралі;

- ступеня ізоляції струмовідних частин від землі.

3.11 Які можливі схеми "включення" людини в електричну мережу?

Найбільш ча?? то зустрічаються дві схеми включення: між двома фазами ланцюга і між фазою і землею.

Можливо також дотик до заземлених неструмоведучих частин що опинилися під напругою, і потрапляння людини під крокові напругу.

3.2. Що таке нейтраль трансформатора (генератора)?

нейтраль - це точка з'єднання обмоток живильного ланцюг трансформатора або генератора. Нейтраль може бути ізольованою або заземленою.

заземленою називається нейтраль, приєднана до заземлювального пристрою, або безпосередньо, або через малий опір.

ізольованою називається нейтраль або не приєднана до заземлювального проводу, або поєднана з ним через

великий опір.

При напрузі до 1000 В застосовуються обидві схеми трифазних мереж: трьохпровідний з ізольованою нейтраллю і чотирипровідна з заземленою нейтраллю.

Технологічно більш вигідною є чотирипровідна мережа, що дозволяє використовувати два робочих напруги - Лінійне і фазовий, тобто живити силове навантаження, включаючи її як між фазами на лінійне напруга 380 В, так і між фазним і нульовим проводом на фазну напруги-гом 220 В.

При дотику до фазною провадиться при нормальній. роботі мережі більш безпечною є мережа з ізольованою нейтраллю, а в разі аварійної ситуації - з заземленою нейтраллю. Тому мережа з ізольованою нейтраллю доцільно застосовувати в добре ізольованих мережах.

У тих випадках, коли неможливо забезпечити гарну ізоляцію електроустановок, наприклад з-за високої вологості або агресивно навколишнього середовища, доцільно застосовувати мережі з заземленою нейтраллю.

3.3. Що таке напруга дотику?

Це напруга між двома точками електроланцюга, яких одночасно стосується чоловік. Так для людини, що стоїть на землі і що стосується який опинився під напругою заземленого корпусу приладу або інший електроустановки, напруга дотику чисельно дорівнює різниці потенціалів між корпусом і точкою дотику землі.

Напруга дотику збільшується в міру віддалення від заземлюючого пристрою.

3.4. Які гранично допустимі рівні струму і напруги дотику?

Гранично допустимі рівні напруги та струму встановлені відповідно до ГОСТ 12.1.038-82 (див. таблицю)

Гранично допустимі рівні U і I

Рід струму         

U, В         

I, mА             

Змінний 50 Гц         

<= 2         

<= 0.3             

Змінний 400 Гц         

<= 3         

<= 0.4             

Постійна         

<= 8         

<= 0.1     

З.5 Що таке крокові напругу?

Це напруга між двома точками на землі на відстані кроку, що виникає навколо точки замикання на землю токонесущей лінії. Найбільша величина цієї напруги спостерігається на відстані 80 - 100 см від точки дотику проводу із землею, потім воно швидко знижується і на відстані 20 м практично стає рівним нулю.

3.6. Яка небезпека двофазного дотику?

Під двофазним розуміють одночасне дотик до двох фаз електролінії що знаходиться під напругою (рис. 3.1). Таке дотик є найбільш небезпечним, тому що струм, що проходить через тіло по самому небезпечному

Рис. 3.1. Схема двофазного дотику до мережі змінного струму (фази А, В, С)

шляху (рука-рука), буде залежати від прикладеної лінійної напруги (Uл = 380 В) і від опору тіла людини (Rч ~ 1000 Ом):

I = U/R = 380 B/1000 Om = 380 mA

Такий струм смертельно небезпечний як в мережі з ізольованою, так і з заземленою нейтраллю.

3.7. Чим характеризується однофазне дотик?

Це дотик до одній фазі, при якому напруга не перевищує фазного (220 В), відповідно меншим виявляється що проходить через тіло людини струм. При цьому на струм впливає режим нейтралі, опір ізоляції проводів мережі, опір поля, на якому стоїть людина, опір взуття і т.д.

Разом з тим, однофазне дотик відбувається у багато разів частіше двофазного.

3.8. У чому небезпека однофазного опору в мережі з заземленою нейтраллю?

У цьому випадку ланцюг струму, що проходить через тіло (рис. 3.2), включає в себе опір тіла людини (Rч), його взуття (Rоб), статі (Rо)? а також опір заземлення нейтралі джерела струму (Rо):

Iч = Uф/Rч + Rоб + Rп + Rо

У найбільш несприятливому випадку коли Rп = 0 Rоб = О з урахуванням того, що Rо <

Iч = Uф/Rч = 220/1000 = 220 mA

Такий струм смертельно небезпечний. При використанні непроводящая взуття (гумові калоші) і ізолюючого покрита підлоги (дерев'яне покриття) сила струму істотно менше:

Iч = 220/1000 + 45000 + 100000 = 1,5 mA

3.9. Які особливості однофазного дотику в мережі з ізольованою нейтраллю?

У такій мережі (мал. 3.3) струм, що проходить через тіло людини в земл1о повертається до джерела струму через ізоляцію проводів мережі, які ( »справному стані) мають досить великим опором (Rіз). У цьому випадку

Iч = Uф/Rч + Rоб + Rп + Rіз * 1/3

У найбільш несприятливому випадку, коли Rоб = 0 Rп = 0

Iч = Uф/Rч + Rіз * 1/3 = 220/1000 +30000 = 7 mA

Такий струм не становить смертельної небезпеки.