Электробезопасность. действие электрического тока на организм человека. Виды электротравм.

Электробезопасность. действие электрического тока на организм человека. Виды электротравм.

Электробезопасность – это система организационных и механических мероприятий и средств обеспечивающих защиту от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, ЭМП и статического электричества.

Действие электрического тока на организм человека –

Особенности действия электрического тока.

1) мы не ощущаем органами чувств

2) пролонгированное действие электрического тока -действие происходящее не сразу.

Действие электрического тока:

1) Термическое действие – ожоги, нагрев нервов и сосудов.

2) Электродинамическое воздействие – переломы.

3) Биологическое – сокращение мышц (разрыв),фибрилляция, остановка сердца

4) Электролитическое – нарушение крови, изменение химического действия.

Виды электротравм

1) Местные

Электрические ожоги разной степени

Электрические знаки (уплотнения в месте электрода)

Метализация кожи (шершавая и серая)

Механические повреждения (разрывы, переломы)

Электроафтольмия (лицивит- воспаления)

2) Электрические удары – это возбуждение тканей электрическим током сопровождающийся не произвольным судорожным сокращения мышц.

3) Смешанные эл.травмы (50-60%)

Первая доврачебная помощь при электротравме

1. оценить состояние пострадавшего

2. Оказание первой доврачебной медицинской помощи. Первая до-врачебная медицинская помощь пострадавшему оказывается немедлен­но, после освобождения его от действия тока здесь же на месте.

Если пострадавший в сознании, но до этого продолжительное время находился под током (I степень электрического удара), то не­обходимо уложить его на подстилку, немедленно вызвать врача, а до его прибытия обеспечить полный покой, ведя непрерывный контроль дыхания и пульса. Если вызвать врача быстро невозможно, надо сро­чно доставить его в лечебное учреждение, так как отрицательное воздействие электрического тока может проявиться не сразу, а спустя минуты, часы и даже дай.

Если пострадавший в бессознательном состоянии, но с сохра­нившимся устойчивым дыханием и пульсом (II степень), надо его уложить на подстилку, расстегнуть одежду, обеспечить приток свежего воздуха, поднести к носу смоченную в нашатырном спирте вату, об­рызгать лицо холодной водой, растереть и согреть тело. Немедлен­но вызвать врача.

Если пострадавший без сознания, плохо дышит - редко, судорожно, с всхлипыванием, неритмично, а сердце нормально работает (III степень), необходимо делать искусственное дыхание.

При отсутствии признаков жизни, дыхания и пульса, болевые раздра-жения не вызывают никакой реакции, т.е. наступило состояние клинической смерти (IV степень), надо немедленно приступить к оживлению, т.е. к искусственному дыханию н закрытому массажу сер­дца. СЛЕДУЕТ ПОМНИТЬ! Никогда не отказывать в помощи пострадавше­му, у которого остановилось дыхание и сердцебиение. Констатиро­вать смерть имеет право только врач.

 

Зависимость сопротивления тела человека от параметров электрической цепи.

1) место приложения электродов

2) значение проходящего тока (↑I ↓R- нагрев, потоотделение)

3) длительность протекания тока

4) приложенное напряжение

 

5) роди и частота тока (сопротивление постоянному току выше)

6) площадь электродов (чем больше площадь, тем меньше сопротивление человека, т.к. уменьшается наружное сопротивление человека. При высоких частотах площадь электродов не влияют.

Факторы вляющие на исход поражения человека электрическим током.

1) величина тока

2) продолжительность воздействия тока

 

 

3)путь прохождения тока

40% рука-рука – 3.3 % для тока через сердце

20% пр.рука – нога – 6.7 %

17% лев рука – нога – 3.7.%

6% нога-нога - 0.4%

4) Влияние частоты и рода тока

 

5) Влияние индивидуальных свойств человека (здоровье, психическая подготовленность, квалификация, возраст).

Напряжения прикосновения

-это разность потенциалов между 2(.) цепи которых одновременно касается человек (рука-рука, рука-нога)или с другой стороны падения напряжения в сопротивлении тела человека.

Напряжение шага

-напряжение между 2 (.) цепи тока наход. На расстоянии шага на которых одновременно стоит человек нога-нога

13.анализ поражения электрическим током в сети TN-С, 15. Анализ опасности поражения электрическим током в аварийном режиме в сетях TN-C

В сети с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме работы (рис. 4а) ток, проходящий через человека равен:

(5)

где - сопротивление заземлителя нейтрали, Ом.

 

Рис.4 Прикосновение человека к фазному проводнику четырех проводной сети с глухозаземленной нейтралью:

а) нормальный режим,

б) аварийный режим.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ) для сети 380/220 В наибольшее значение составляет 4 Ом, сопротивление же тела человека R_h не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в (5) можно пренебречь значением . Из выражений (1) и (5) следует, что прикосновение к фазному проводнику сети с глухозаземленной нейтралью в нормальном режиме работы опаснее, чем прикосновение к проводнику сети с изолированной нейтралью, т.к. человек в этом случае попадает практически под фазное напряжение независимо от значений сопротивления изоляции и емкости проводников относительно земли.

В сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме работы, т.е. когда произошло замыкание на землю одного из фазных проводников, выражение для тока через человека, коснувшегося незамкнувшегося на землю проводника (рис.3а) имеет вид:

(6)

где - линейное напряжение, В,

r_зм - сопротивление растеканию тока в месте замыкания проводника на землю, Ом.

Если считать, что r_зм<<R_h,например r_зм<100 [Ом] и R_h=1 [кОм], то получим

, (7)

т.е. человек окажется под линейным напряжением сети.

Если человек касается замкнувшего на землю проводника (рис 3,б), то ток через него намного меньше и определяется напряжением:

, (8)

Ток I _з находим без учета сопротивления человека из выражения аналогичного (3):

В сети с глухозаземленной нейтралью при аварийном режиме (рис 4,б) ток через человека определяется напряжением фазных и нулевых проводников.

Определим ток I _з, считая что r_зм<< R_h.

 

, (9)

 

Тогда напряжение нейтрали и нулевого проводника

 

, (10)

 

Напряжение замкнувшегося на землю фазного проводника 1

 

.

Зная напряжения на проводниках сети с глухозаземленной нейтралью можно определить ток через человека. Например, при прикосновении к исправным фазным проводникам.

I_h=U_2з/R_h=U_3з/R_h

14. анализ опасности поражения электрическим током в сети IT. 15. Анализ опасности поражения электрическим током в аварийном режиме в сетях IT

В сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы (рис.2) и при равенстве между собой сопротивлений изоляции и емкостей проводников относительно земли ток через человека, касающегося фазного проводника определяется выражением:

(1)

где – ток через человека в комплексной форме, А,

U_ф - фазное напряжение, В,

R_h ­ - сопротивление тела человека, Ом,

Z - комплексное сопротивление фазного проводника относительно земли, Ом.

Комплекс полного сопротивления Z, как величину обратную проводимости Y, можно записать в виде

, (2)

где r - сопротивление изоляции проводников, Ом,

C – емкость проводников относительно земли, Ф,

- угловая частота, с^-1,

f – частота переменного тока, Гц.

 

 

 

Рис.2 Прикосновение человека к фазному проводнику сети с изолированной нейтралью при нормальном режиме.

 

 

Рис.3 Прикосновение человека к фазному проводнику сети с изолированной нейтралью при аварийном режиме:

а) прикосновение к исправному проводнику,

б) прикосновение к замкнувшемуся проводнику.

 

При равенстве сопротивлений изоляции и весьма малых значениях емкостей проводников относительно земли, т. е. при r₁=r₂=r₃=r и С₁=С₂=С₃=0, что может иметь место в воздушных линиях небольшой протяженности ток, проходящий через человека, будет определятся как:

(3)

При равенстве емкостей и весьма больших сопротивлениях изоляции фазных проводников относительно земли, т. е. при r₁=r₂=r₃=r и С₁=С₂=С₃=C, что может иметь место в кабельных линиях, ток через человека согласно (1) и (2) определяется из выражения:

(4)

где - емкостное сопротивление, Ом.

В сети с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме работы (рис. 4а) ток, проходящий через человека равен:

Рис.1. Прикосновение человека к изолированному от земли корпусу при замыкании на него фазного проводника

 

При малых значениях С уравнение (1) принимает вид:

 

, (3)

 

где I_h - ток в действительной форме, проходящий через человека, А.

Напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся к корпусу (напряжение прикосновения), определяется формулой

 

U _пр = I_h×R_h.

 

Если же корпус электроустановки заземлен, то при замыкании на него фазного проводника (рис.2) через заземление пойдет ток I _з, значение которого зависит от r и сопротивления заземления кор­пуса r _з и определяется выражением, подобным (3):

 

(4)

 

Рис.2. Принципиальная схема защитного заземления

в сети с изолированной нейтралью (система IT)

 

 

Напряжение корпуса относительно земли в этом случае будет равно

U _корп = U _з = I _з× r _з , (5)

а напряжение прикосновения

U _корп = U _з×a₁×a₂,

где a₁ - коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий форму потенциальной кривой и расстояние до заземлителя; a₂ - коэффициент напряжения прикосновения, учитывающий паде­ние напряжения на сопротивлении основания, на котором стоит чело­век.

 

Ток через человека, касающегося корпуса при самых неблагоприятных условиях(a₁ = a₂ = 1), будет

(6)

Сопротивление заземляющего устройства выбирается таким, что­бы напряжение прикосновения не превышало допустимых значений. Для электроустановок напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью наибольшие допустимые значения r _з составляют 10 Ом при суммарной мощности генераторов или трансформаторов, питающих дан­ную сеть не более 100 кВ×А; а в остальных случаях r _з не должно превышать 4 Ом.

При двухфазном замыкании в сети до 1000 В, то есть замыкании двух фаз на два корпуса, имеющие раздельные заземлители (рис.3), эти и другие корпуса, присоединенные к указанным заземлителям, окажутся под напряжением относительно земли, равным: в установке 1 - U _з1= I _з r _з1, в установке 2 - U _з2 = I _з r _з2.

Рис.3. Двухфазное замыкание на корпуса электроустановок, имеющие раздельные заземлители

Сопротивление изоляции и емкости фазных проводников относитель­но земли в данном случае практически не влияют на значение тока замыкания на землю, цепь которого устанавливается через сопротив­ления заземлений r _з1 и r _з2. При этом U _з1 + U _з2 = U _л (U _л - ли­нейное напряжение сети). При равенстве r _з1 и r _з2, U _з1= U _з2= 0,5 U _л. Наличие таких напряжений на заземленных элементах установок явля­ется опасным для человека, тем более, что замыкание в сетях до 1000 В может существовать длительно.

Если же заземлители, или корпуса электроустановок 1 и 2 соединить провод­ником достаточного сечения или эти заземлители выполнить как од­но целое, то двухфазное замыкание на корпуса превратится в ко­роткое замыкание между фазными проводниками, что вызовет быстрое от­ключение установок максимально токовой защитой (предохранители, автоматические выключатели), т.е. обеспечит кратковременность опасного режима.

В сети с глухозаземленной нейтралью (рис.4) при замыкании фазно­го проводника на корпус по цепи, образовавшейся через землю, будет проходить ток

,

 

где r ₀ - сопротивление заземления нейтрали, Ом.

При этом фазное напряжение распределится между r _з и r ₀, т.е. U _з= I _з r _з; U ₀= I _з r ₀; U _з + U ₀ = U _ф.

 

Рис.4. Защитное заземление в сети с глухозаземленной нейтралью

(система ТТ)

 

Таким образом, напряжение корпуса относительно земли зависит от соотношения сопротивлений r ₀ и r _з. При равенстве r ₀ и r _з на­пряжение на заземленном корпусе будет

U _з = U ₀ = 0,5× U _ф

 

Это напряжение является опасным для человека, поэтому в сети на­пряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью защитное заземление не применяется.

В сетях с глухозаземленной нейтралью и корпусами, имеющими отдельное заземление (система заземления TT) обязательным согласно ПУЭ является применение устройств защитного отключения на дифференциальном токе.

 

Рис. 12.1. Схема для расчета уставки

 

 

Рис.12.2. Лицевая панель лабораторной установки

 

Ток в нагрузке ТТНП будет равен

 

(12.2)

 

где - коэффициент трансформации ТТНП.

Аналитическое выражение (12.1) подтверждает, что при равенст­ве токов утечки в зоне защиты до прикосновения человека к фазе ( ) входной сигнал УЗО будет равен нулю ( =0 ). После прикосновения человека к фазе входной сигнал УЗО будет определяться протекающим через человека, током. При пофазном неравенстве токов утечки входной сигнал в случае прикосновения человека к разным фазам будет различным. При большой пофазной разнице токов утечки входной сигнал может превысить уставку и вызвать срабатывание УЗО без прикоснове­ния человека к фазе.

На основании первого закона Кирхгофа с учетом выражений (12.1) и (12.2) запишем:

 

(12.3)

 

Выразив токи, входящие в это выражение, через напряжения и проводимости для сети, где и ,

Получим

 

(12.4)

 

Из выражения (12.4) видно, что входной сигнал зависит от соот­ношения проводимостей .

В сети с изолированной нейтралью, где (с уче­том выражения 12.2).

(12.5)

 

Из выражения (12.5) видно, что в сети с изолированной нейтралью уставка должна выбираться в зависимости от соотношзния прово­димостей и , то есть от места расположения датчика вдоль сети. Если датчик будет установлен у источника пита­ния, где , то входной сигнал будет равен нулю при любых значениях тока через человека. Следовательно, устрой­ство этого типа в сети с изолированной нейтралью может применяться только для защиты отдельных ее участков.

В сети с заземленной нейтралью, где

Из этого выражения видно, что в сети с заземленной нейтралью входной сигнал УЗО не зависит от места установки датчика. Следовательно, устройство может применяться как для защиты всей сети, так и отдельных ее участков. Уставка, при этом должна иметь постоянное значение, соответствующее длите­льно допустимому току через человека.

Время срабатывания УЗО определяется функцией , где T время (с) воздействия электрического тока на че­ловека. Для токов промышленной частоты (50 Гц) эта зависи­мость задана таблицей в ГОСТ 12.1.038-82 и может быть представлена в удобном для практических расчетов виде:

(12.6)

 

Защита считается эффективной, если УЗО срабатывает за время, в течение которого для человека допустим максимально воз­можный в данной сети ток. Максимальный ток через человека в сети (с учетом условия поражения) зависит от напряжения сети и режима ее нейтрали.

В сети с изолированной нейтралью (при однополюсном прикосно­вении в аварийном режиме):

,

 

в сети с заземленной нейтралью

 

,

где – сопротивление тела человека (расчетное значение 1000 Ом).

 

Если времясрабатывания УЗО ()выбрано по максимально возможному в данной сети току через человека, то для любых других значений время срабатывания защиты будет также соответствовать требованиям электробезопас­ности.

 

Нормирование ЭМП

Предельный допустимый уровень напряженности равен 25 кВт/м. время пребывания в поле напряженности от 25 кВт/м не должен превышать 10 мин. Пребывание в поле выше этого значения без средств защиты нельзя. В течении рабочего дня можно находится в поле до 5 кВт /м.

Должно измеряться Эл.поле на рабочих местах:1) при приеме в эксплуатацию новых ЭУ 2) при организации новых рабочих мест 3) при изменении конструкции ЭУ и стац. Средств защиты от ЭМП. 4) при применении новых схем коммутации.5) сан-надзор раз в 2 года.

Электробезопасность. действие электрического тока на организм человека. Виды электротравм.

Электробезопасность – это система организационных и механических мероприятий и средств обеспечивающих защиту от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, ЭМП и статического электричества.

Действие электрического тока на организм человека –

Особенности действия электрического тока.

1) мы не ощущаем органами чувств

2) пролонгированное действие электрического тока -действие происходящее не сразу.

Действие электрического тока:

1) Термическое действие – ожоги, нагрев нервов и сосудов.

2) Электродинамическое воздействие – переломы.

3) Биологическое – сокращение мышц (разрыв),фибрилляция, остановка сердца

4) Электролитическое – нарушение крови, изменение химического действия.

Виды электротравм

1) Местные

Электрические ожоги разной степени

Электрические знаки (уплотнения в месте электрода)

Метализация кожи (шершавая и серая)

Механические повреждения (разрывы, переломы)

Электроафтольмия (лицивит- воспаления)

2) Электрические удары – это возбуждение тканей электрическим током сопровождающийся не произвольным судорожным сокращения мышц.

3) Смешанные эл.травмы (50-60%)