План Дія електричного струму на організм людини Поділ величин струму в залежності від його дії

Основи охорони праці ЕЛЕКТРОБЕЗПЕКА Лекція 4 План Дія електричного струму на організм людини Поділ величин струму в залежності від його дії Вплив частоти та тривалості дії струму на ураження людини Електричні травми та електричні удари Опір тіла електричному струму Причини ураження струмом Класи приміщень за електронебезпекою Система засобів і заходів безпечної експлуатації електроустаткування ДСТУ 2843-94 "Електротехніка. Основні поняття. Терміни та визначення" установлені терміни і визначення основних понять електробезпеки. Електробезпека - система організаційних і технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людей від шкідливого і небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики. Електротравма - травма, зумовлена впливом електричного струму чи електричної дуги. Електротравматизм - явище, що характеризується сукупністю електротравм. Електричне обладнання, що встановлене на виробничих підприємствах, є потенційно небезпечним для працюючих, оскільки органи відчуття людини не можуть на віддалі виявити електричну напругу. Аналіз причин нещасних випадків у промисловості, які супроводжуються тимчасовою втратою працездатності, показує, що кількість травм, спричинених електричним струмом, становить всього 0,5... 1 % загальної їх чисельності. Але якщо розглядати тільки ті нещасні випадки, які призводять до інвалідності або смерті потерпілих, то виявляється, що до 40 % їх є наслідками враження електричним струмом, тобто більше, ніж з будь-якої іншої причини. При цьому до 80 % таких нещасних випадків припадає на електричні мережі напругою до 1000 В. Дія електричного струму на організм людини Поділ величин струму в залежності від його дії Дія електричного струму на організм людини може спричинити ураження, що залежать від роду та значення струму, а також від тривалості і місця його дії. Людина починає відчувати дію струму, що проходить через неї, при малому значенні цього струму 0,6 — 1,5 мА промислової частоти 50 Гц і 5 — 7 мА при постійному струмі. Такий струм називається відчутнішим струмом. Емпірично встановлено, що 50 % людей відчувають струм, починаючи з 1,11 мА (50 Гц). При збільшенні стуму, що проходить через тіло людини, подразнювальна дія підсилюється і при значенні змінного струму частотою 50 Гц дорівнює 5-25 мА (50 — 80 мА при постійному струмі) відбувається мимовільне скорочення м'язів (судоми) рук, в результаті чого людина на може забрати руку, котра торкається струмоведучої частини, тобто вона не в змозі самостійно порушити контакт з струмоведучою частиною. Пороговий невідпускаючий струм для 50 % людей становить 15 мА. При більших значеннях струму руки паралізуються, утруднюється дихання і може настати фібриляція серця — безладні скорочення серцевих волокон (фібрил) м'язу, в результаті яких серце перестає нормально працювати і припиняється кровообіг. Чим більший струм, тим швидше наступає порушення роботи легень та серця і при струмі 157 мА (50 Гц) через 2 — 3 с настає фібриляція серця у 50 % людей. Такий струм називається пороговим фібриляційним струмом. Гранично допустимі значення струмів через тіло людини за нормальної роботи електропристрою при змінному струмі 50 Гц - 0,3 мА, 400 Гц — 0,4 мА, при постійному струмі 1 мА. Електричний струм, що проходить через біологічні тканини, спричиняє іонізацію їх атомів, змінює потенціал клітин і тканин, що призводить до порушення їх нормального функціонування. Крім того, електричний струм спричиняє термічну (опіки окремих ділянок тіла, нагрівання кровоносних судин, нервів тощо); рефлекторну, біохімічну (електроліз крові та інших органічних рідин) дію. Рефлекторна дія, яка викликає судомне скорочення м'язів, може призвести до розривів тканин і переломів кісток. Вплив частоти та тривалості дії струму на ураження людини Змінний струм. Через наявність в опорі тіла людини ємнісної складової зростання частоти прикладеної напруги супроводжується зменшенням повного опору тіла та зростанням струму, що проходить через тіло людини. Можна було б припустити, що зростання частоти призведе до підвищення цієї небезпеки. Однак це припущення справедливе лише в діапазоні частот до 50 Гц. Подальше ж підвищення частоти, незважаючи на зростання струму, що проходить через людину, супроводжується зниженням небезпеки ураження, котра повністю зникає при частоті 450—500 Гц, тобто струм такої та більшої частоти — не може викликати смертельного ураження внаслідок припинення роботи серця або легенів, а також інших життєво важливих органів. Однак ці струми зберігають небезпеку опіків при виникненні електричної дуги та при проходженні їх безпосередньо через тіло людини. Значення фібриляційного струму при частотах 50—100 Гц практично однакові; при частоті 200 Гц фібриляційний струм зростає приблизно в два рази в порівнянні з його значенням при 50—100 Гц, а при частоті 400 Гц — більше, ніж в 3 рази. Постійний струм. Постійний струм приблизно в 4—5 разів безпечніший, ніж змінний струм частотою 50 Гц. Цей висновок випливає з порівняння значень порогових невідпускаючих струмів (50—80 мА для постійного та 10—15 мА для струму частотою 50 Гц) і гранично витримуваних напруг: людина, тримаючи циліндричні електроди в руках, в змозі витримати (за больовими відчуттями) прикладену до неї напругу не більше 21—22 В при 50 Гц і не більше 100—105 В для постійного струму. Постійний струм, проходячи через тіло людини, викликає слабші скорочення м'язів і менш неприємні відчуття порівняно зі змінним того ж значення. Лише в момент замикання і розмикання ланки струму людина відчуває короткочасні болісні відчуття внаслідок судомного скорочення м'язів. Порівняльна оцінка постійного та змінного струмів справедлива лише для напруг до 500 В. Вважається, що при більш високих напругах постійний струм стає небезпечнішим, ніж змінний частотою 50 Гц. Тривалість проходження струму через організм істотно впливає на наслідок ураження: зі зростанням тривалості дії струму зростає ймовірність важкого або смертельного наслідку. Така залежність пояснюється тим, що зі зростанням часу впливу струму на живу тканину підвищується його значення, накопичуються наслідки впливу струму на організм. Зростає також імовірність співпадання моменту проходження струму через серце з уразливою фазою серцевого циклу (кардіоциклу). Зростання сили струму зі зростанням часу його дії пояснюється зниженням опору тіла людини внаслідок місцевого нагрівання шкіри та подразнювальної дії на тканини. Це викликає рефлекторну, тобто через центральну нервову систему, швидку зворотну реакцію організму у вигляді розширення судин шкіри, а відтак — посилення постачання її кров'ю і підвищення потовиділення, що й призводить до зниження електричного опору шкіри в цьому місці. Наслідки впливу струму на організм полягають в порушенні функцій центральної нервової системи, зміні складу крові, місцевому руйнуванні тканин організму під впливом тепла, що виділяється, в порушенні роботи серця, легенів. Зі зростанням часу дії струму ці негативні фактори накопичуються, а згубний їх вплив на стан організму посилюється, і Встановлено, що чутливість серця до електричного струму неоднакова протягом різних фаз його діяльності. Найбільш уразливе серце в фазі Т, тривалість котрої близько 0,2 с. Тому, якщо протягом фази Т через серце проходить струм, то при деякому його значенні виникає фібриляція серця. Якщо ж час проходження цього струму не співпадає з фазою Т, то ймовірність фібриляції різко знижується. Електричні травми та електричні удари Дія електричного струму може призвести до двох видів ураження: до електричних травм та до електричних ударів. Електричні травми - це травми, викликані дією електричного струму та електричної дуги: електричні опіки, електричні знаки металізація шкіри, електроофтальмія та механічні пошкодження. Електричні опіки - найбільш розповсюджений вид електротравм. Вони можуть стати наслідком безпосередньої дії струму на шкіру і тканини (контактний опік), який виникає під час проходження струму через тіло людини внаслідок його контакту зі струмоведучою річчю; дії електричної дуги без проходження струму через тіло людини (дуговий опік), зумовленої великою енергією і високою температурою дуги (як правило, ці опіки є наслідком короткого замикання); сумісної дії електричного струму і дуги (змішаний). Електричні знаки - це чітко окреслені плями сірого, блідо-жовтого, лимонного кольорів на поверхні шкіри, круглої або овальної форми із заглибленням посередині. Іноді форма знака відповідає формі електроведучої речі, до якої доторкнулася людина. Електричні знаки безболісні і не вимагають лікування. Металізація шкіри - проникнення у верхні шари шкіри людини найменших частинок розплавленого під дією електричної дуги металу. Звичайно, це явище виникає при короткому замиканні, відключенні рубильників і роз'єднувачів під навантаженням. Як і при електричних знаках, у цьому випадку пошкоджена шкіра поступово змінюється. Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей, яке виникає внаслідок дії потужного потоку ультрафіолетових променів від електродуги. Звичайно, хвороба продовжується кілька днів. У випадку враження рогівки лікування більш складне і тривале. Механічні пошкодження - є непрямим наслідком дії електричного струму - судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини, внаслідок чого можуть статися розрив шкіри, кровоносних судин і нервових тканин, а також вивихи суглобів і навіть переломи кісток. Ці пошкодження вимагають тривалого лікування. Під дією електричного струму відбувається збудження живих тканин, що супроводжується мимовільними скороченнями м'язів — електричний удар. Залежно від результату дії струму на організм електричні удари умовно діляться на такі чотири ступені: І — судомне скорочення м'язів без втрати свідомості; II — судомне скорочення м'язів з втратою свідомості, але із збереженим диханням та роботою серця; III — втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання (або всього разом); IV — клінічна (удавана) смерть, тобто припинення дихання та кровообігу. Вплив електричного струму на організм людини може призвести до летального наслідку через припинення роботи або фібриляції серця, припинення дихання і електричного шоку. Дія струму на серце може бути прямим, коли струм протікає безпосередньо в області серця, і рефлекторним, тобто через центральну нервову систему. Смерть через припинення дихання спричиняється прямою або рефлекторною дією електричного струму на м'язи грудної клітини, що приймають участь у процесі дихання. Електричний шок — тяжка рефлекторна реакція організму на дію електричного струму, яка призводить до небезпечних розладів дихання, кровообігу, обміну речовин тощо. Шоковий стан може продовжуватися від кількох хвилин до кількох днів, після чого може настати загибель у результаті повного згасання життєво важливих функцій або повне одужання як результат активного лікарняного втручання. Результат ураження електричним струмом суттєво залежить від шляху, по якому струм проходить через тіло людини, від частоти та довжини дії струму. Якщо струм протікає по шляху, на якому знаходяться життєво важливі органи (серце, легені, головний та спинний мозок), то небезпека ураження дуже велика, тому що він безпосередньо діє на ці органи. Якщо ж струм проходить у тілі людини, не зачіпаючи життєво важливих органів, то вплив його на них може бути тільки рефлекторним, тобто через центральну нервову систему, а імовірність важкого наслідку значно зменшується. Із зростанням тривалості впливу струму небезпека ураження ним підвищується. Опір тіла електричному струму Струм, що протікає через людину, визначається прикладеною напругою та загальним опором її тіла, який може коливатися у дуже широких межах залежно від стану шкіри (порізи, садна), навколишнього середовища (вологість, температура), параметрів електричного кола тощо. Найбільший опір електричному струму чинить шкіряний покрив; опір тканин внутрішніх органів (м'язова, жирова, спинний та головний мозок, кров) порівнюючи з опором шкіри малий і майже не залежить від температури тіла. Отже, опір тіла людини загалом визначається опором шкіри. Поверхнева щільність зовнішнього шару шкіри товщиною 0,05 — 0,2 мм (роговий шар), складається з багатьох рядів змертвілих клітин, не містить кровоносні судини та нерви. Опір його у тисячі разів більший опору інших шарів шкіри і внутрішніх органів. Тому при сухій, чистій та неушкодженій шкірі опір тіла людини визначається опором рогового шару шкіри і складає 10000 Ом та більше. При порушенні рогового шару опір тіла людини зменшується, і якщо повністю зняти роговий шар, то опір зменшиться приблизно до Rb = 1 кОм. На опір тіла впливають площа та щільність контактів, а також місце їх прикладання, тому що опір шкіри на різних ділянках шкіри неоднаковий. Ушкодження рогового шару (порізи, подряпини, садна), зволоження та потовиділення, забруднення різними речовинами (металічний або вугільний пил, окалина і т. ін.) можуть зменшити опір тіла людини до значення, близького до значення його внутрішнього опору (1 кОм). Оскільки опір шкіри залежить від ряду факторів, що не піддаються попередньому обліку, то опір тіла людини приймається незмінним і дорівнює Rh = 1000 Ом. Опір тіла людини залежить від прикладеної напруги, величини, роду, частоти й тривалості проходження струму через тіло людини. Із зменшенням напруги, прикладеної до тіла людини, різко зменшується опір шкіри, а, отже, і опір тіла, що пояснюється електричним пробиванням рогового шару шкіри. Із збільшенням струму та часу його проходження через тіло людини опір зменшиться, тому що посилюється місцеве нагрівання шкіри, що призводить до розширювання її судин та збільшення потовиділення. Причини ураження струмом. При технічній експлуатації електроустаткування промислових підприємств електротравми можуть виникати з таких причин: дотик безпосередній до струмопровідних частин електроустановок, які діють під напругою. Це може статися через несправність огороджувальних пристроїв електроустановок, помилкові дії персоналу, коли роботи виконуються поблизу чи безпосередньо на струмопровідних елементах, що знаходяться під напругою, а також з появою напруги (в результаті помилкової подачі) на раніше вимкнених електроустановках і ділянках мережі; важкі і смертельні нещасні випадки (понад 200), проаналізовані В.Е.Манойловим, показали, що на випадковий дотик, не викликаний виробничою необхідністю і помилковою подачею напруги, в процесі ремонтів і оглядів електроустановок, припадає близько 53 % усіх електротравм; дотик до металевих конструктивних частин електроустановок, які не повинні знаходитися під напругою, але на корпусах, кожухах і огороджувальних пристроях може з'явитися напруга в результаті електричного пробою чи природного старіння ізоляції електроустановок, а також при замиканні оголених проводів через обрив і падіння на конструктивні частини електроустановок і при відсутності захисного заземлення, ці причини складають близько 22 % усіх травм; дотик інструментом і предметами, що мають малий опір, до ізоляції, до струмопровідних частин, а також до неметалевих частин електроустановок, які виявилися під напругою через заводські дефекти в конструкції, під час монтажу і виготовлення. На ці причини припадає 14 % електротравм; дотик до стін, підлог, будівельних конструкцій, які виявилися під кроковою напругою. Крокова напруга виникає при розтіканні електричного струму від трубопроводів, будівельних конструкцій, рейкових шляхів, на які перейшов електричний струм в результаті падіння проводів чи погіршення ізоляції. Такі причини складають 2-3 %; дія дуги при операціях із відмикальними пристроями та інші причини. Вони складають близько 6 %. Перегляд електротравм, проведений В.Е.Манойловим, показав, що електротравми через помилкову подачу напруги на електроустановки під час їх ремонтів і оглядів зумовлюються незадовільною організацією ремонтних робіт, недостатнім знанням працівниками правил з техніки безпеки. Дуже великий відсоток електротравм при випадковому дотику, не викликаному виробничою необхідністю (до ЗО %), і невеликий - при дотику в процесі роботи (до 2 %) дозволяє зробити висновок, що працівники, не пов'язані з експлуатацією електроустановок, не знають, яку небезпеку становить електричний струм для людини. Класи приміщень за електронебезпекою Середовище, що оточує людину, може посилювати або зменшувати небезпеку ураження людини електричним струмом. Відповідно до ПУЕ електроустановки поділяються на: відкриті, зовнішні, що не захищені від атмосферного впливу; закриті або внутрішні, захищені спорудою від атмосферного впливу. Залежно від умов виробничі приміщення бувають: сухі – відносна вологість повітря буває до 60%; вологі – це умови з вологістю повітря від 60% до 75%; сирі – вологість перевищує 75%; гарячі – де температура повітря перевищує 350С; запилені – де така кількість пилу, що він осідає на проводах і попадає в машини і апарати; хімічно активні умови – де агресивне середовище руйнує ізоляцію на струмопровідних частинах електрообладнання. Згідно з ПУЕ всі виробничі умови за рівнем небезпеки поділяються на три категорії: І – з підвищеною небезпекою; ІІ – особливо небезпечні; ІІІ – без підвищеної небезпеки. До першої категорії належать умови, які характеризуються однією з умов, що викликає підвищену небезпеку: відносна вологість повітря понад 75%; струмопровідний пил; температура понад 350С або короткочасно 400С незалежно від пори року; можливість одночасного дотикання людини до металевих корпусів електрообладнання і заземлених металевих конструкцій будівлі; наявність струмопровідних підлог земляних, залізобетонних, цегляних і ін.. До ІІ категорії, що характеризується особливо небезпечними умовами належать такі, що мають одну з таких ознак: дощ, сніг або у приміщення вологість близька до 100% (обладнання, підлоги і стіни постійно вкриті вологою); хімічно активне середовище з їдкими парами і газами, що руйнують ізоляцію; одночасно наявні дві або більше умов з ознаками приміщень І категорії. До ІІІ категорії відносяться сухі, без пилу приміщення, де відсутні ознаки І і ІІ категорій. Найнебезпечнішими є умови ІІ категорії. За ступенем небезпеки роботи на зовнішніх установках прирівнюються до робіт особливо небезпечних (ІІ кат.) Система засобів і заходів безпечної експлуатації електроустаткування Згідно з ПУЕ в електроустановках використовують такі системи заходів: захисне заземлення; замулення; ізоляція струмопровідних частин; захисне вимикання; малі напруги; недоступність до неізольованих провідників та ін.. Ці засоби захисту не є універсальними , тому для створення безпечних умов праці необхідно застосовувати не один, а кілька засобів одночасно. Захисне заземлення – це зумисне електричне з’єднання з землею металевих не струмопровідних частин, які можуть опинитись під напругою внаслідок пошкодження електричної ізоляції Захисна функція полягає в тому, що сила струму, що буде проходити по тілу людини буде безпечної величини тому, що опір заземлення дуже малий порівняно з опором людини. Отже, для виконання захисної ролі заземлюючі пристрої повинні мати дуже малий опір. Відповідно до ПУЕ допустимий опір заземлюючих пристроїв має бути не більший за 4 Ом. Захисне заземлення обов’язково влаштовують у електроустановках при напрузі: 380В і більше при змінному струмі; 440В і більше при постійному струмі; 42В перемінного і 110В постійного струму в зовнішніх установках, особливо небезпечних та в умовах з підвищеною небезпекою; незалежно від значення напруги у всіх вибухонебезпечних приміщеннях. Залежно від розміщення заземлювачів відносно електрообладнання заземлюючі пристрої бувають виносні і контурні, природні і штучні. Для штучних заземлювачів використовують сталеві труби Ф від 3 до 5см з товщиною стінок 3-5мм і довжиною від 2,5 до 3м; сталеві стержні Ф 10-12мм і довжиною до 10м; кутикову сталь 40х40мм довжиною від 2,5 до 5м і т. ін.. На кожний заземлюючий пристрій складається паспорт, який включає схему заземлення, технічні дані, результати перевірки стану, характер проведених ремонтних робіт і т. ін.. Технічний стан визначається шляхом зовнішнього огляду видимої частини та вимірюванням опору, який не повинен перевищувати допустиме значення. Планове вимірювання опору виконують перед початком його експлуатації, а потім один раз на рік та після кожного капітального ремонту. Наземну частину оглядають один раз на шість місяців, а у вологих і особливо небезпечних умовах – один раз на три місяці. Небезпеку ураження струмом можна ліквідувати шляхом швидкого відключення пошкодженої електроустановки. Для цього влаштовують занулення. Занулення – це зумисне з’єднання металевих частин електроустановки, які зазвичай не перебувають під напругою з нульовим захисним провідником. Це є основний засіб захисту людей від ураження струмом в установках напругою до 1000В. Захист полягає у тому, що при пробиванні ізоляції виникає коротке замикання, яке швидко вимикає пошкоджене електрообладнання від електричної мережі. Головною умовою безпеки при експлуатації електроустановок є надійна ізоляція струмопровідних частин шаром діалектрика, який забезпечує їх надійність. Опір ізоляції згідно з ПУЕ нормується і має досягати не менше 0,5МОм. Матеріал ізоляції має відповідати умовам оточуючого середовища, бути стійким до агресивного середовища, вологи, нагрівання та механічного впливу, старіння і т. ін.. Стан ізоляції електричних установок відповідно до ПУЕ визначають шляхом періодичних оглядів та вимірюванням електричного опору. Для забезпечення безпеки неізольованих провідників їх підвищують на відповідній відстані від землі, будівель, доріг: 6,5м над проїжджою частиною дороги; 3,5м над проходами; 2,5м над робочою поверхнею. Безпека працюючих при експлуатації електроустаткування забезпечується також шляхом застосування стаціонарного огородження, блокування та сигналізації. Для зменшення імовірності ураження струмом використовують малі напруги, номінальне значення яких не перевищує 42В. Напруга 42В використовується у приміщеннях І і ІІ категорії небезпеки для живлення ручного інструменту, переносних ламп і ін.. Напруга 12В використовується для живлення ручних переносних ламп в особливо небезпечних умовах (кабельні колодязі, оглядові ями і т. ін.). Заземлення і занулення не завжди гарантує безпеку людей від ураження струмом. Для захисту використовують захисне відключення. Захисне відключення – це швидкодіючий захист, який забезпечує автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження людини струмом. Цей вид захисту спрацьовує за 0,1 – 0,05с, а занулення 0,2с і більше. При такому нетривалому проходженні струму через тіло людини безпечним є навіть струм 500 – 650мА. Захисне вимикання може застосовуватись як основний вид захисту, або разом з заземленням і зануленням. Захисне вимикання окремо чи сукупно з іншими засобами захисту виконує такі функції: захист при замиканні на землю або корпус обладнання; захист при появі небезпечних струмів витікання; захист при переході вищої напруги на сторону нижчої; автоматичний контроль кола захисного заземлення і занулення. Для захисту персоналу, що обслуговує електроустановки, використовують спеціальні захисні засоби. Ці засоби умовно поділяються на ізолюючі, огороджуючи і запобігаючи. Ізолюючі в свою чергу поділяються на основні і допоміжні. До них належать в електроустановках напругою: до 1000В – штанги, діалектричні рукавиці, електровимірювальні кліщи, монтажний інструмент, а також покажчики напруги; понад 1000В – ізолюючі штанги, електровимірювальні кліщи, покажчики напруги, а також засоби для виконання ремонтних робіт під напругою вище 1000В; Додаткові ізолюючі засоби не придатні витримувати робочу напругу, їх призначення полягає у тому, щоб посилити захисну дію основних ізолюючих засобів, з якими вони разом використовуються. До додаткових ізолюючих захисних засобів в електроустановках відносяться: до 1000В – діелектричні галоші, килимки, ізолюючі підставки; понад 1000В – діелектричні рукавиці, боти, килимки, ізолюючі підставки До захисних засобів відносяться також : захисні окуляри, захисні каски, монтерські пояси, кігті, а також екрануючі пристрої і т. ін.. Всі засоби мають зберігатися в умовах, що забезпечують їх справність. Для обслуговування електроустановок і мереж допускаються особи, не молодше 18 років, що пройшли медичний огляд та отримали кваліфікаційну групу з техніки безпеки. Для установок понад 1000В – ІV групу, а для установок до 1000В ІІІ кваліфікаційну групу. Укладач: доцент А.М. Гусєв

Схожі: