Электрическая безопасность. Воздействие электрического тока на организм человека

Череповецкий Государственный  Университет

Инженерно экономический институт

Кафедра: биосферной безопасности

Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности

Реферат по теме  
«Электрическая безопасность. Воздействие электрического тока на организм человека»

                                                          Выполнила студентка

группы 5 МБ-31

Кузнецова Татьяна

Проверил:

Лаврищева Т. В.

Череповец, 2012

Введение

В настоящее время электроток не только добрый помощник человеку, но и причина пожаров, взрывов и  других чрезвычайных ситуаций. Ежегодно в мире от электротока погибает примерно до 25 и более тысяч человек.          рррррЭлектрический ток представляет серьёзную опасность для жизни человека, поэтому задача обеспечения электробезопасности весьма и весьма серьёзна, хотя количество электротравм на производстве сравнительно невелико и составляет всего 2-3% от общего количества производственных травм. Однако с летальным исходом они составляют 12-15% от общего количества смертельных травм.  . …………………………………………… 
          Цель данной работы состоит в изучении электрической безопасности. Задачи данной работы это рассмотреть действие электрического тока на организм человека, факторы, определяющие исход поражения электрическим током и меры по обеспечению электробезопасности. …………………….. 
        Виды травм, связанных с воздействием электрической энергии на человека, могут быть различны по тяжести и зависят от ряда факторов, в том числе от физического состояния живого организма (например, порог ощущения электротока у женщин на 30%, а у детей на 50% ниже, чем у мужчин), эмоционального и физического напряжения, рода и частоты электротока, пути протекания электротока, схемы включения тела человека в электросеть. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия в организме. Вредных последствий от электрического тока можно избежать, если обеспечивать электробезопасность. Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества [1]. Так что же такое электробезопасность? 

1. Действие электрического  тока на организм человека

При эксплуатации и ремонте  электрического оборудования и сетей  человек может оказаться в  сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении  с находящимися под напряжением  проводками электрического тока. В  результате прохождения тока через  человека может произойти нарушение  его жизнедеятельных функций.  
         Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во первых, ток не имеет внешних признаков и как правило человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во вторых, воздействия тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в третьих, переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к не отпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения. …………………….. 
            Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое – в способности вызывать ожоги тела, механическое – приводить к разрыву тканей, а химическое – к электролизу крови. ………………………………………………………………….. 
            Воздействие электрического тока на организм человека может явиться причиной электротравмы. Электротравма – это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные и общие. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электротравмы, или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем – легких (дыхания), сердца (кровообращения). [14] …………………………………………….. ……      
             Характер воздействия электрического тока на человека и тяжесть поражения пострадавшего зависит от многих факторов. ……………………….. 
Оценивать опасность воздействия электрического тока на человека можно по ответным реакциям организма. С увеличением тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции. Это прежде всего ощущение, более судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного тока и болевой эффект постоянного) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные.

2.Факторы, определяющие  исход поражения электрическим  током 
     К факторам, влияющим на исход поражения электрическим током, относят: величину тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду, фактор внимания.

2.1. Величина тока……………………………………………………………. 
    По величине тока, токи подразделяются на: …………………………………… 
- неощущаемые (0,6 – 1,6мА); ………………………………………………. 
- ощущаемые (3мА); ……………………………………………………………… 
- отпускающие (6мА); …………………………………………………………….. 
- неотпускающие (10-15мА); …………………………………………………….. 
- удушающие (25-50мА); ………………………………………………………….. 
- фибрилляционные (100-200мА); …………………………………………………         - тепловые воздействия (5А и выше).

2.2. Величина напряжения  и время действия ………………………………… 
 Факторы величины напряжения и время воздействия  электрического тока, приведены на рисунке 1. [2]  
                                                      Рис. 1

При кратковременном воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1с допустимый ток возрастает в 16 раз. Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца. Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 2) составляет 0075-0,85с. …………………………… 
 

Рис. 2

В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды. 
Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние. В период диастола желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. 
         Для того чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15-0,2с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такового совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность фибрилляции сердца. В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца. [14]

Таблица 1. Воздействие переменного и постоянного тока на организм человека

 2.3. Род и частота тока

Постоянный и переменный токи оказывают различные воздействия на организм главным образом при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдаются.      …     ка а  ааааааИсследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза. …………………………………………………………………. 
          Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100Гц равны, с повышением частоты до 200Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400Гц – почти в 3,5 раза. [14]

2.4. Путь замыкания тока

При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека. Основные из них:

- голова – ноги; 
- рука – рука; 
- правая рука – ноги; 
- левая рука – ноги; 
- нога – нога.

Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути «левая рука - ноги» 3,7%, «правая рука – ноги» 6,7%, «нога – нога» - 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути «рука – рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука – ноги».

2.5. Сопротивление человека

Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела. 
          Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека.       Рррр На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции Vн. С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах практически становится равным внутреннему сопротивлению. ……………………………………………………. 
          При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом.

2.6. Окружающая среда

Влажность и температура  воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека как с токоведущими частями, так и с землей.

2.7. Фактор влияния

Рис. 3

Фактор влияния играет важную роль при поражении электрическим  током. На рис.3 представлен график зависимости освобождаемости студентов при поражении электрическим током, если им известно о том, что установка находится под напряжением.

3. Меры по обеспечению электробезопасности

 Меры защиты делятся на: ………………………………………………. 
- организационные ………………………………………………………………….. 
- организационно-технические ……………………………………………………… 
- технические

3.1 Организационные меры защиты

3.1.1 Инструктаж

Цель инструктажа –  сообщение работникам знаний, необходимых для правильного и безопасного выполнения ими своих профессиональных обязанностей, а также формирование у работников убеждения в объективной и абсолютной необходимости выполнения правил и норм безопасной жизнедеятельности в производственной среде. [1]. ……………………………….. 
          Различают следующие его виды [3]: ………………………………….. 
- вводный инструктаж ………  ………………………………………………….. 
- первичный инструктаж …………………………………………………………… 
- периодический (повторный).

3.1.2. Техника безопасности

  Техника безопасности – это система технических средств и приёмов работы, обеспечивающих безопасность условий труда. Это одно из важнейших мероприятий в области охраны труда. Техника электробезопасности включает в себя совокупность технических средств, правил и инструкций, которые должны предупредить или уменьшить вредное воздействие электрического тока на организм человека. [4]

3.1.3 Правильная  организация рабочего места

Рабочее место – это  зона приложения труда определённого работника или группы работников (бригады). Организация рабочего места заключается в выполнении ряда мероприятий, которые обеспечивают рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование орудий и предметов труда, что повышает производительность и способствует снижению утомляемости работающих. Так, например, правильно выбранная рабочая поза (с возможностью её перемены) исключает или сводит к минимуму вредное влияние выполняемой работы на организм человека.

3.1.4 Применение средств индивидуальной защиты

 Средства индивидуальной  защиты предназначены для защиты тела, органов дыхания, зрения, слуха, головы, лица и рук от травм и воздействия неблагоприятных производственных факторов.  Электрозащитные средства предназначены для защиты людей от поражения током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. Электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. ………………………………………. 
          Основные электрозащитные средства для работы в электроустановках : изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками. …………………………………………………. 
Дополнительные: диэлектрические перчатки, боты, ковры и колпаки; индивидуальные экранизирующие комплекты, изолирующие подставки и накладки; переносные заземления; оградительные устройства; плакаты и знаки безопасности. [12]

3.1.5 Правила техники безопасности

Правила техники безопасности предусматривают отбор по состоянию здоровья персонала для обслуживания действующих электроустановок. Для этого производится медицинское освидетельствование персонала при поступлении на работу и периодически один раз в два года. Этот отбор преследует и другую цель – не допустить к обслуживанию людей с недостатками здоровья, которые могут мешать их производственной работе или послужить причиной ошибочных действий, опасных для него и других лиц.[12]

3.2 Организационно-технические меры защиты

3.2.1. Изолирование  и ограждение токоведущих частей электрооборудования .       

Прикосновение к токоведущим частям всегда может быть опасным, даже в сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и малой ёмкостью. Нередко опасно даже приближение к токоведущим частям. Чтобы исключить возможность прикосновения или опасного приближения к неизолированным токоведущим частям, должна быть обеспечена недоступность последних посредством ограждения или расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. [3]

3.2.2 Применение  блокировок ……………………………………………… 
         Блокировки используются для обеспечения недоступности неизолированных токоведущих частей. Они применяются в электроустановках, в которых часто производятся работы на ограждаемых токоведущих частях (испытательные стенды, установки для испытания изоляции повышенным напряжением и т.п.). Блокировки устанавливаются также в электрических аппаратах – рубильниках, пускателях, автоматических выключателях и других устройствах, работающих в условиях с повышенными требованиями безопасности.  Блокировки применяются также и для предупреждения ошибочных действий персонала при переключениях в распределительных устройствах и на подстанциях. [5]

3.2.3 Переносные  заземлители 

Это временные заземлители, которые предназначены для защиты от поражения током персонала, производящего работы на отключённых токоведущих частях электроустановки, при случайном появлении напряжения на этих частях (например, дополнительно заземляющий проводник, металлическая цепь, касающаяся земли, и т.д.). [5]

  3.2.4 Защитная  изоляция

Выделяют следующие виды изоляции : …………………………………….. 
- рабочая – электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током;  
- дополнительная – электрическая изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции; ………………………………………………… 
- двойная – электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. [5]

3.3 Технические меры защиты

Технические меры защиты разделяются на две группы. К первой относятся малые напряжения, разделение сетей, контроль изоляции, компенсацию ёмкостного тока утечки, защитное заземление, двойную изоляцию. Эти меры обеспечивают защиту человека от поражения током путём снижения напряжения прикосновения или уменьшения тока через его тело при однофазном прикосновении; ко второй – зануление и защитное отключение, защищающее человека при попадании его под напряжение путём быстрого отключения электрического тока.

3.3.1 Применение  малых напряжений

В ГОСТе даётся следующее  определение малого напряжения: «Номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током»[4]. ……………………………….. 
Малые напряжения переменного тока получают с помощью понижающих трансформаторов.

3.3.2 Контроль, профилактика изоляции, обнаружение её повреждений, защита от замыканий на землю

Контроль изоляции – это  измерение её активного сопротивления с целью обнаружения дефектов и предупреждения замыканий на землю и коротких замыканий.  
Для профилактики изоляции осуществляют периодический и постоянный ее контроль.

 3.3.3 Компенсация ёмкостного тока утечки

В сетях с изолированной  нейтралью ток через тело человека при однофазном прикосновении определяется сопротивлением изоляции и ёмкостью сети относительно земли. Контроль и профилактика изоляции позволяют поддерживать значение её сопротивления на высоком уровне. Ёмкость же сети не зависит от каких-либо дефектов, она определяется геометрическими параметрами сети – протяжённостью линий, высотой подвеса воздушной или толщиной изоляции кабельной сети и т.п. Поэтому ёмкость сети не может быть снижена. Уменьшение значения ёмкостной составляющей тока утечки можно добиться применением компенсирующих устройств (компенсирующая катушка и т.п.).

3.3.4 Защитное заземление

Это преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. ………………………………………………………………….. 
          Целью защитного заземления является снижение до малого значения напряжения относительно земли на проводящих нетоковедущих частях оборудования. Защитное заземление применяется в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1 кВ. ………………………………………………… 
Принцип действия защитного заземления  основан на перераспределении падений напряжения на участках цепи: фаза – земля и корпус – земля. При наличии заземления уменьшается напряжение, под которое попадает человек. [5]

3.3.5 Двойная изоляция

Двойная изоляция – это электрическая изоляция, которая состоит из рабочей и дополнительной изоляции. Она является надёжным и перспективным средством защиты человека от поражения электрическим током. Электрооборудование, изготовленное с двойной изоляцией, маркируется особым знаком. Особенно эффективно защитное действие двойной изоляции в электроинструменте.

3.3.6 Зануление

Зануление как защитная мера применятся   в сетях с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1 кВ. Это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. ……………………………… 
        Целью зануления является устранение опасности поражения человека при пробое на корпус оборудования одной фазы сети.[5]

3.3.7  Защитное  отключение

Защитное отключение является эффективной и очень перспективной мерой защиты. Защитным отключением называется быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Основными характеристиками устройств защитного отключения (УЗО) являются: значение тока утечки, на которое реагирует устройство, называемое уставкой, и быстродействие.

Заключение 

В данной работе мы рассмотрели  задачи, поставленные в начале и ответили на вопросы, касающиеся электрической безопасности и воздействия электрического тока на организм человека. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы ни использовался электрический ток. Кроме этого, нужно отметить серьезную опасность для здоровья человека, которую представляет собой электрический ток. Его воздействие на организм, являющийся проводником с сопротивлением около 1000 Ом, проявляется при соприкосновении (часто случайном) какой-либо части его тела с находящимися под напряжением компонентами электрической цепи. Это воздействие прямо зависит от характеристик тока (силы и напряжения) в цепи, а также от физического и нервно-психического состояния человека. ……………… 
           При электрическом ударе можно говорить о степени тяжести поражающего тока: безопасном отпускающем, раздражающем, неотпускающем и смертельно опасном токах. Помимо прикосновения к токоведущим частям оборудования или оголённым проводам, причиной поражения электрическим током может оказаться так называемое шаговое напряжение.  
Для недопущения электропоражения и   обеспечения электробезопасности на производстве применяют: изолирование проводов и других компонентов электрических цепей, приборов и машин; защитное заземление; зануление, аварийное отключение напряжения; индивидуальные средства защиты и некоторые другие меры.

Список литературы

Государственные стандарты российской федерации:

1) ГОСТ Р 12.1.009-2009 - Термины и определения.

2) ГОСТ 12.1.038-82 - Предельно  допустимые значения напряжений  прикосновения и токов.

3)ГОСТ Р 50571.3-94 - Требования по обеспечению безопасности, зашита от поражения электрическим током

4) ГОСТ 12.1.019-79 - Система стандартов  безопасности труда. Электробезопасность.  Общие требования и номенклатура  видов защиты

5) ГОСТ 12.1.030-81 - Защитное заземление, зануление.

7) ГОСТ 13109-97 - Нормы качества  электрической энергии в системах  электроснабжения общего назначения.

8) ГОСТ 12.1.051-90 - Расстояния  безопасности в охранной зоне  линий электропередачи напряжением  свыше 1000 В.

Правила устройств  электроустановок:

1) ПУЭ7 - Правила устройства электроустановок.

2) ПЭЭП -Правила эксплуатации электроустановок потребителей.

Руководящие документы, инструкции, методики:

1) РД 34.21.122-87 - Инструкция  по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

2) СО 153-34.03.603-2003 - Инструкция  по применению и испытанию  средств защиты, используемых в  электроустановках.

3) СО 153-34.21.122-2003 - Инструкция  по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций

4) Безопасность жизнедеятельности : Учеб.пособие для вузов / В.Е. Анофриков, С.А. Бобок, М.Н. Дудко, Г.Д. Елистратов / ГУУ. М., ЗАО «Финстатинформ», 1999.