Електронебезпека. 
Особливості дії електричного струму на організм людини. 
Способи та засоби захисту працівників від ураження електричним струмом

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРCИТЕТ Реферат на тему:

Електронебезпека. Особливості дії електричного струму на організм людини. Способи та засоби захисту працівників від ураження електричним струмом Виконав: студент групи МК — V-1

Мислюк Ігор Київ-2011

Електронебезпека

Електробезпека — це система організаційних та технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики.

Аналіз виробничого травматизму показує, що кількість травм, які спричинені дією електричного струму є незначною і складає близько 1%, однак із загальної кількості смертельних нещасних випадків частка електротравм вже складає 20−40% і займає одне з перших місць. Найбільша кількість випадків електротравматизму, в тому числі із смертельними наслідками, стається при експлуатації електроустановок напругою до 1000 В, що пов’язано з їх поширенням і відносною доступністю практично для кожного, хто працює на виробництві. Випадки електротравматизму, під час експлуатації електроустановок напругою понад 1000 В нечасті, що обумовлено незначним поширенням таких електроустановок і обслуговуванням їх висококваліфікованим персоналом.

Основними причинами електротравматизму на виробництві є: випадкове доторкання до неізольованих струмопровідних частин електроустаткування; використання несправних ручних електроінструментів; застосування нестандартних або несправних переносних світильників напругою 220 чи 127 В; робота без надійних захисних засобів та запобіжних пристосувань; доторкання до незаземлених корпусів електроустаткування, що опинилися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції; недотримання правил улаштування, технічної експлуатації та правил техніки безпеки при експлуатації електроустановок та ін.

Електроустаткування, з яким доводиться мати справу практично всім працівникам на виробництві, становить значну потенційну небезпеку ще й тому, що органи чуття людини не здатні на відстані виявляти наявність електричної напруги. В зв’язку з цим захисна реакція організму проявляється лише після того, як людина потрапила під дію електричної напруги. Проходячи через організм людини електричний струм справляє на нього термічну, електролітичну, механічну та біологічну дію.

Термічна дія струму проявляється опіками окремих ділянок тіла, нагріванням кровоносних судин, серця, мозку та інших органів, через які проходить струм, що призводить до виникнення в них функціональних розладів.

Електролітична дія струму характеризується розкладом крові та інших органічних рідин, що викликає суттєві порушення їх фізико-хімічного складу.

Механічна дія струму проявляється ушкодженнями (розриви, розшарування тощо) різноманітних тканин організму внаслідок електродинамічного ефекту.

Біологічна дія струму на живу тканину проявляється небезпечним збудженням клітин та тканин організму, що супроводжується мимовільним судомним скороченням м’язів. Таке збудження може призвести до суттєвих порушень і навіть повного припинення діяльності органів дихання та кровообігу.

Подразнення тканин організму внаслідок дії електричного струму може бути прямим, коли струм проходить безпосередньо через ці тканини, та рефлекторним (через центральну нервову систему), коли тканини не знаходяться на шляху проходження струму.

Дія електричного струму на організм людини

Електричний струм — це спрямоване переміщення електричних зарядів усередині провідної речовини (усередині металів, рідких провідників і т.д.).

Електричний струм, проходячи через тіло людини, обумовлює перетворення електричної енергії в інші види і спричиняє термічну, електролітичну та біологічну дії.

Термічна дія полягає в тому, що струм, проходячи через тіло людини, нагріває його, як і будь-який провідник, через який він проходить. Для використання цієї властивості електричного струму працюють електронагрівальні прилади.

Таким чином, проходячи через органи людського тіла, електричний струм може викликати їхні опіки, обвуглювання тканин і всього тіла.

Електролітична дія полягає в тому, що електричний струм має властивість розщеплювати кислотні, лужні й інші провідні рідкі розчини на складові частини.

Проходячи через тіло людини, що, як відомо, складається на 70% із води (протоплазма клітин, кров і т.д.), він справляє подібну електролітичну дію, розщеплюючи протоплазму і кров. У результаті клітини втрачають спроможність до нормального існування, обміну речовин і т.д.

Біологічна дія електричного струму полягає в тому, що при його проходженні відбувається подразнення і збудження живих тканин організму і порушення внутрішніх біологічних процесів. У результаті можуть відбуватися мимовільні рухи кінцівок, голови, інших органів; може змінитися ритм биття серця (настає так звана фібриляція, некерована вібрація серця); порушується робота легень.

Механічна дія електричного струму може призводити до розриву тканин внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари з тканинної рідини і крові; до вивихів, переломів. Дія електричного струму може призвести як до травм, так і до летальних наслідків.

Вплив електричного струму на організм людини класифікують за ступенем складності:

1. Електротравми — опіки, електричні знаки (специфічне ураження тканин); металізація шкіри (частина розплавленого металу); електрофтальмія (запалення зовнішніх оболонок очей під дією ультрафіолетових променів електричної дуги); механічні ушкодження (розірвання шкіри, вивихи, переломи і т.д., викликані мимовільним скороченням м’язів).

2. Електричний удар. Розрізняють 4 ступені електричного удару:

1 ступінь — судорожне скорочення м’язів без утрати свідомості;

2 ступінь — судорожне скорочення м’язів з утратою свідомості, але зі збереженням дихання і роботи серця;

3 ступінь — втрата свідомості; порушення дихання або роботи серця;

4 ступінь — клінічна смерть.

Варто пам’ятати, що однією з особливостей небезпеки електричного струму є те, що частини устаткування, які знаходяться під напругою, найчастіше нерухомі, не мають високої температури, видимого випромінювання і т.д. Тому аналізатори людини не фіксують небезпеку, що насправді існує.

Наслідок враження людини електричним струмом залежить від багатьох факторів: опору тіла, тривалості протікання струму, шляху струму, роду і частоти струму, напруги.

З погляду безпеки розрізняють три ступені впливу струму:

а) граничний відчутний струм — це мінімальний струм, що викликає чуттєві, контактні подразнення відповідних аналізаторів шкіри. Величина змінного відчутного струму дорівнює 0,5−1,5 мА, постійного — 5−7 мА. Як бачимо, постійний суттєвий граничний струм на порядок більший змінного;

б) граничний струм (невідпускний) — це мінімальний струм, що викликає судорожне скорочення м’язів. Величина змінного невідпускного струму — 6−10 мА; постійного — 50−80 мА. Знову простежується та закономірність, що постійний струм на порядок більший змінного, тобто нервова система більш чутлива до змінного струму;

в) граничний фібриляційний струм — це струм, при якому починається фібриляція серця. Величина змінного фібриляційного струму — 80−100 мА; постійного — 300 мА. Виходячи з цього, правилами безпеки встановлено, що електричний струм силою 0,1 А (100 мА) — смертельний. При цьому струм не поділяють на постійний або змінний. Для жінок зазначені граничні значення струму в 1,5 раза нижче.

Основним опором тіла людини є верхній роговий покрив шкіри — епідерміс. Його товщина коливається від 0,05 до 0,2 мм. При знятому епідермісі опір тіла не перевищує 1 000 Ом, при сухій і грубій шкірі - досягає 100 000 Ом. Таким чином, опір тіла людини коливається від 1 000 до 100 000 Ом і залежить від дуже багатьох причин: стану шкіри, щільності контакту, площі контакту, вологості шкіри, часу проходження і розміру струму, частоти струму, стану і настрою людини.

При розслідуванні нещасних випадків і розрахунків береться опір тіла людини, що дорівнює 1 000 Ом.

Практика свідчить, що опір тіла людини зменшується при тривалому протіканні через нього електричного струму. Навіть якщо струм не справляє небезпечної вражаючої дії, організм починає виділяти більше поту, шкіра зволожується і втрачає опір. Це призводить до збільшення струму, який може досягти одного з небезпечних граничних значень.

Має значення і шлях струму через тіло людини. Найбільш небезпечний — через серце і м’язи легень, а також через мозок. Величина струму, що проходить по організму через серце людини, залежить від шляху його проходження. Статистичні дані наведені в таблиці 6.

Таблиця 6

Статистичні дані про величину струму

Шлях струму % струму через серце

Рука — рука 3,3%

Ліва рука — ноги 3,7%

Права рука — ноги 6,7%

Нога — нога 0,4%

Струм проходить через тіло не тільки найкоротшим шляхом, а шляхом найменшого опору, який різний у різних тканин (кісткова, м’язова, жирова). Найнебезпечніший шлях (як випливає з табл.1) — це права рука — ноги, а також голова (скронева частина) — будь-які частини тіла. Але ні в якому разі не свідчить, що інші шляхи не є небезпечними.

На дію електричного струму впливають рід і частота струму. Встановлено, що змінний струм частотою 50 Гц більш небезпечний, ніж постійний. Той самий вплив викликається більшим значенням постійного струму, ніж змінного.

Крім того, потрібно пам’ятати, що за інших рівних умов змінний струм високих частот менш небезпечний, ніж змінний струм промислової частоти.

Величина струму, що проходить через тіло людини, залежить від напруги дотику.

Гранично допустима напруга дотику і величина струму при короткочасних дотиках () і відсутності додаткових умов небезпеки наведені нижче.

При змінному струмі: I = 6 мА (0,006 А).

При постійному струмі: I = 15 мА (0,015 А).

Ці значення дозволяють самостійно звільнитися від дії струму.

В особливо небезпечних умовах (усередині металевих ємкостей, в умовах підвищеної вологості, у ямах, каналах і т.д.) гранично допустима напруга дотику повинна бути не більше 12 В:

Дія електричного струму на організм залежить від індивідуальних властивостей, фізичних і психічних станів людини. Нездужання, втома, голод, сп’яніння та емоційне збудження приводять до зниження опору тіла.

Опір тіла людини залежить і від параметрів середовища приміщення: вологості, температури, наявності струмопровідного пилу та підлоги тощо.

Виходячи з цього, правила будови електроустановок, усі приміщення, в яких знаходиться устаткування і персонал, щодо техніки електробезпеки поділяються на приміщення з підвищеною небезпекою, особливо небезпечні приміщення та приміщення без підвищеної небезпеки.

Приміщення з підвищеною небезпекою характеризуються наявністю одного із небезпечних факторів: вологість (більше 75%); висока температура (вище +350С); наявність струмопровідної пилюки; струмопровідна підлога; можливість одночасного дотикання до металоконструкцій, що мають з'єднання із землею, технологічним апаратом, з одного боку, і до заземленого електричного устаткування — з іншого; наявність хімічно активного середовища (пари кислот, лугів і т.д.).

Особливо небезпечні приміщення характеризуються наявністю 2-х і більше ознак підвищеної небезпеки.

Приміщення без підвищеної небезпеки характеризуються відсутністю умов, що створюють «підвищену небезпеку» і «особливу небезпеку».

Зовнішні установки прирівнюються до особливо небезпечних приміщень.

Захисні заходи в електроустановках

Основними заходами захисту від ураження електричним струмом є такі:

1. Застосування малих напруг і електричний поділ мереж. Для забезпечення безпеки електроспоживачів варто застосовувати напругу до 42 В, приміщеннях із підвищеною небезпекою — 36 В, в особливо небезпечних — 12 В. Як правило, при використанні електроустаткування з такою напругою враховується те, що одяг, взуття мають певний опір, немає щільного (зварного, болтового) контакту з землею і т.д.; в аварійних ситуаціях струм через тіло людини не досягає невідпускаючого порогу.

Необхідно пам’ятати, що для одержання малої напруги необхідно використовувати автономні джерела (акумулятори, спеціальні мотор-генератори і т.д.). Можна використовувати і перетворювачі напруги, але при цьому пам’ятати про обов’язкову умову: мережа малої напруги повинна бути електрично ізольована, відділена від мережі високої напруги.

У зв’язку з цим категорично заборонено використовувати в якості джерела малої напруги автотрансформатор, тому що в ньому обидві обмотки електрично пов’язані.

2. Контроль ізоляції. При порушенні ізоляції мереж і устаткування корпусу, конструкції, на яких вони змонтовані, труби, в яких прокладені проводи, можуть виявитися під небезпечною напругою. Тому контроль ізоляції є необхідною мірою, що попереджує небезпеку ураження електричним струмом.

В установках до 1 000 В опір ізоляції повинен бути не нижче 0,5 м Ом.

3. Захисне заземлення — це навмисне з'єднання із заземленим пристроєм металевих частин електроустаткування, що нормально не знаходяться під напругою, але можуть виявитися такими у випадку ушкодження ізоляції.

Металеві частини устаткування — це корпуси, кожухи, постійні огородження, арматура і т.д.

Зміст заземлення полягає в тому, щоб знизити напругу доторкання при ушкодженні ізоляції до безпечної для людини величини.

4. Захисне відключення — це система захисту, що забезпечує безпеку шляхом автоматичного відключення (протягом не більш 0,2 сек.) електроустановки у випадках замикання струмоведучої частини на землю, зниження опору ізоляції, несправності заземлення і т.д.

При замиканні струмоведучої частини на корпус, кожух, огородження і т.д. спрацьовує спеціальне реле захисту, яке відключає електричну установку від мережі.

5. Захист від випадкового дотику до струмоведучих частин досягається шляхом використання огороджень і відповідних кон-струкцій електроустановок; блокувань; розташування струмопровідних частин на недоступній висоті (наприклад лінії електро-передач); застосування подвійної ізоляції.

Під подвійною ізоляцією розуміють застосування, крім основної ізоляції струмопровідних частин, ще одного прошарку, що ізолює людину від металевих неструмопровідних частин, які можуть випадково виявитися під напругою. Часто це використовують при виготовленні електроінструмента, корпус якого покриває пластмаса: пластмасова ізоляція проводів обмотки електричного двигуна — перша ізоляція, пластмаса, що покриває корпус електродвигуна — друга ізоляція.

6. Вирівнювання потенціалів для того, щоб зняти існування і необхідність вирівнювання потенціалів, познайомимося з таким поняттям, як «крокова напруга», уточнимо поняття «напруга дотику».

При з'єднанні струмопровідної частини із землею (пробій ізоляції, падіння проводу ЛЕП на землю) точка входу струму в землю буде мати найвищий потенціал, який має і струмопровідна частина. У міру віддалення від цієї точки у будь-яку сторону потенціал землі буде зменшуватися за експоненціальним законом. На відстані від точки замикання, що дорівнює 20 м, потенціал землі стає рівним нулю.

Людина, що потрапила в зону замикання і виходить із неї в будь-яку сторону кроками, потрапляє в ситуацію, коли одна нога знаходиться в одній точці землі, а інша — у другій. Потенціал першої точки більший, ніж потенціал другої. Отже, на відстані кроку людини буде існувати різниця потенціалів. Ця напруга називається «кроковою».

Різниця потенціалів між двома точками землі в зоні замикання на землю на відстані кроку (0,8 м) по радіусу до точки за-микання називається кроковою напругою.

Різниця потенціалів між точкою замикання на землю і точкою землі, у якій знаходиться людина при торканні точки замикання, називається напругою дотику.

Про існування крокової напруги і напруги дотику потрібно знати і пам’ятати для того, щоб правильно виходити із зони замикання на землю, якщо потратив у неї (виходити «гусячим» кроком).

Заходи та засоби захисту людини від дії електричного струму

Правила електробезпеки визначають два види заходів, що забезпечують безпеку робіт в електроустановках:

1) організаційні заходи;

2) технічні заходи і засоби захисту.

До організаційних заходів належать:

а) вимоги до електротехнічного персоналу:

вік персоналу для самостійної роботи повинен бути не менше 18 років;

персонал повинен бути здоровий, не мати хвороб і каліцтв, що перешкоджають роботі в електроустановках (медичні установи мають перелік хвороб, при яких не можна працювати в електроустановках);

персонал повинен бути навчений, мати кваліфікаційну групу, що свідчить про рівень знань у галузі правил експлуатації електроустаткування і техніки безпеки;

б) усі роботи в електроустановках виконуються, як правило, за нарядом, і тільки для оперативно-чергового персоналу припускається виконання робіт з усного розпорядження із записом в оперативному журналі.

До технічних заходів належать:

відключення місця роботи, тобто струмопровідних частин або устаткування, на яких будуть виконуватися ремонтні роботи або роботи з налагодження;

встановлення попереджувальних, забороняючих плакатів і огороджень місця роботи;

перевірка відсутності напруги;

накладення переносних захисних заземлень на відключені струмопровідні частини з усіх боків, звідки може надходити напру-га.

Більшість нещасних випадків на виробництві виникають через невиконання організаційних заходів (див. табл.7).

Таблиця 7

Розподіл нещасних випадків за причинами виникнення, %

1. Технічні 33,8

відсутність або несправність засобів безпеки 12,4

конструктивні недоліки устаткування, недоліки в проектах або відступ від проектів 10,0

справність устаткування 7,6

інші 3,8

2. Організаційні 66,2

порушення вимог нормативних документів безпеки 32,1

відсутність, неповнота, неправильне оформлення документів з безпеки праці 10,3

погана організація забезпечення безпеки робіт з боку ІТП (інженерно-технічних працівників) 4,4

порушення організації робіт за нарядом-допуском 3,8

необережність, неуважність постраждалого 2,8

інші 5,2

Захисними засобами в електроустановках називаються прилади, апарати, переносні пристосування й пристрої, що служать для захисту персоналу, який працює в електроустановках, від ураження електричним струмом, а також від впливу електричної дуги, продуктів її горіння і т.д. Вони поділяються на ізолюючі, огороджувальні та допоміжні.

Ізолюючі захисні засоби — це засоби, виготовлені з ізоляцій-ного матеріалу (бакеліт, текстоліт, фарфор, гума, пластмаса та ін.). Вони, у свою чергу, поділяться на основні й додаткові.

Основні захисні засоби — це такі, ізоляція яких надійно витримує робочу напругу електричної установки. За допомогою основних засобів можна торкатися струмопровідних частин, що знаходяться під напругою. До них відносяться: оперативні і вимірювальні штанги; ізолюючі і струмовимірні кліщі; покажчики напруги; спеціальні пристрої для ремонтних робіт (ізолювання майданчика, східці, ланки телескопічних вишок і т.д.). В установках до 1 000 В основними захисними засобами є: діелектричні рукавички; інструмент з ізольованими ручками (заводського виготовлення); індикатори.

Додаткові захисні засоби — це такі засоби, що не гарантують надійну ізоляцію від робочої напруги і є додатковим заходом. До них належать:

в установках вище 1 000 В — діелектричні рукавички, діелектричні боти, діелектричні килими; ізолюючі підставки на порцелянових ізоляторах;

в установках до 1 000 В — діелектричні калоші, діалектричні коврики, ізолюючі підставки.

Огороджуючі захисні засоби. До них належать: ширма, бар'єри, щити, сітки і т.д.; ізолюючі накладки і ковпаки (з ізоляцій-ного матеріалу); переносні захисні заземлення; попереджувальні, забороняючі плакати.

Допоміжні захисні засоби. Застосовуються для захисту від падіння з висоти (захисні пояси, страхувальні канати), підйому на висоту (пазурі, східці, драбини), захисту від світлових, теплових, механічних, хімічних впливів електричного струму (захисні окуляри, протигази, рукавиці, фартухи, костюми, спецвзуття та ін.).

електронебезпека електричний струм

Література

1. Бакка М. Т., Мельничук А. С., Сівко В.І. Охорона і безпека життєдіяльності людини: Конспект лекцій. — Житомир: Льонок, 1995. — 165 с.

2. Захарченко М. В., Орлов М. В., Голубєв А.К. та ін. Безпека життєдіяльності у повсякденних умовах виробництва, побуту та у надзвичайних ситуаціях: Навч. посібник. — К.: ІЗМИ, 1996. — 196 с.

3. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под общей ред. С. В. Белова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Высшая шк., 1999. — 448 с.

4. Хижняк М.І., Нагорна А. М. Здоров’я людини та екологія. — К.: Здоров’я, 1995. — 232 с.

5. Охрана труда в химической промышленности / Г. В. Макаров, А. Я. Васин, Л. К. Маринина и др. — М.: Химия, 1989. — 496 с.

7. Житецький В. Ц., Джигірей В.С., Мельников О. В. Основи охорони праці. — Вид.2-е, стереотипне. — Львів: Афіша, 2000. — 347с.