Условия причины поражения человека электрическим током. Причины поражения электрическим током и основные меры защиты. Электробезопасность. Понятие шагового напряжения и напряжения прикосновения

1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением (прикосновение к неогражденным неизолированным токоведущим частям, ошибочные действия, потеря ориентировки пострадавшим).

Напряжение прикосновения - разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек.

Если человек касается рукой одной фазы, то напряжением прикосновение будет разность потенциалов между рукой и ногой.

2. Появление напряжения на металлических нетоковедущих частях установки из-за повреждения электрической изоляции токоведущих частей (повреждение изоляции, падение провода).

3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых производится работа в результате ошибочного включения под напряжение отключенной установки, разряда молнии.

4. Возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек в результате замыкания фазного провода сети на землю.

Шаговое напряжение - напряжение между двумя точками поверхности земли в зоне замыкания фазы на землю, отстоящими друг от друга на расстоянии одного шага 0,8м.

Наибольшую величину шаговое напряжение имеет вблизи от места замыкания. На расстоянии 8 м на открытом воздухе, 4 м в помещении и более от места замыкания оно практически не представляет опасности

Условия поражения при шаговом напряжении. При шаговом напряжении 100-150 В могут возникнуть интенсивные судороги. Это послужит причиной падения человека на землю, вследствие чего увеличивается расстояние между точками земли, которых он может коснуться руками и ногами, следовательно ток будет протекать по более опасному пути (рука-нога).Совокупность этих факторов может привести к поражению человека электрическим током. Если шаговое напряжение будет более 250В человек может потерять сознание и даже может произойти паралич дыхания.

5. Случайное возникновение электрической дуги в зоне работы человека.

Условия поражения электрическим током

1. Человек, касающийся неисправной фазы, когда одна из фаз замкнута на землю, оказывается под линейным напряжением.

Замыкание одной фазы на землю может долго оставаться незамеченным.

Замыкание одной из фаз на землю равнозначно короткому замыканию с таким значением тока, который недостаточен для отключения предохранителя или срабатывания отключающих аппаратов.

2. Схемы включения человека в электрическую сеть:

Двухфазное включение - между двумя фазами;

Однофазное включение - между фазой и землей.

Однофазное включение наблюдается чаще:

а. работа под напряжением при отсутствии защитных средств;

б. при пользовании приборами с плохой изоляцией токоведущих частей;

в. при переходе напряжения на металлические части оборудования, лишенного надлежащей защиты.

3. Окружающая обстановка создает условия поражения электрическим током (сырость, присутствие в воздухе токопроводящей пыли, едких паров и газов), действует разрушающе на изоляцию и снижает ее сопротивление.

В конце 70-х годов позапрошлого столетия была зарегистрированная первая смерть человека от электричества. С того момента прошло много времени, но число людей, пострадавших от той же причины только увеличивается. В связи с этими событиями люди были вынуждены создать список правил поведения с электричеством. Уже много лет будущие электрики проходят обучение в специализированных учебных заведениях и сразу после окончания которого проходят «стажировку» на производстве ну и, конечно же, сдают финальный тестовый экзамен, после чего получают лицензию и могут самостоятельно работать с электротоком. Что самое удивительное, так это то, что никто в этом мире не застрахован от ошибок. Даже высококлассный специалист может легко получить травму по невнимательности. Можете ли вы с уверенностью сказать, что при любой проблеме связанной с электричеством вы с легкостью и аккуратностью решите ее? Если нет тогда эта статья именно для вас! Далее мы с вами поговорим о том, какие существуют причины поражения электрическим током и основные меры защиты в быту.

Что такое электрический ток?

Сконцентрированный ход заряженных частичек в пространстве под действием электрического поля. Именно так объясняют такой термин как электрический ток. Что насчет частичек? Так они могут быть абсолютно любыми, например: электроны, ионы и т.д. Все зависит только от предмета, в котором находится эта самая частичка (электроды/катоды/аноды и т.д.). Если же объяснять по теории электроцепей, то причина возникновения электрического тока это «целенаправленный» ход обладателей заряда в проводящем окружении при воздействии электрического поля.

Как электричество воздействует на человеческий организм?

Сильный электроток, который пропущенный сквозь живой организм (человек, животное) возможно, станет причиной возникновения ожога, а может стать причиной поражения от электричества путем фибрилляции (когда желудочки сердца сокращаются не синхронно, а каждый «сам по себе») и в итоге это приведет к летальному исходу.

Но если взглянуть на другую сторону медали, электроток используют в терапии, для реанимации больных (во время фибрилляции желудочков используют дефибриллятор, прибор который посредством электричества одновременно сокращает мышцы сердца, и тем самым заставляя сердце биться в «привычном» для него ритме) и т.д., но и это не все. Каждый день, начиная с нашего рождения в нас «течет» электричество. Он используется нашим организмом в нервной системе для передачи импульсов от одного нейрона к другому.

Правила обращения с электроприборами

По сути мы вам предложим перечень правил того что нельзя и что необходимо делать при взаимодействии детей с электрическими приборами, НО это не значит что будучи взрослым этими правилами вы можете пренебрегать! Итак, начнем!

При взаимодействии с электрическими приборами НЕЛЬЗЯ :

1. Дотрагиваться до оголенных проводов.
2. Активировать поломанные электроприборы, ведь в случае чего они могут вызвать возгорание или ударить вас током.
3. Притрагиваться мокрыми руками к проводам (особенно если те оголенные).

НЕОБХОДИМО :

1. Помнить, что ни в коем случае нельзя тянуть за провод с целью вытянуть его из розетки.
2. Уходя из дома проверять, не оставлен ли включенным какой нибудь электрический прибор.
3. Если вы ребенок, то обязательно позовите взрослого, если во время включения в розетку электроприбора вы увидели что провод или же сам электроприбор начал дымиться.

Основные причины поражения электричеством

Удар током может возникнуть во время нахождения человека рядом с местом, где располагаются включенные в сеть токоведущие части. Его можно охарактеризовать как раздражение или взаимодействие тканей организма с электричеством. В конце концов, это приведет к абсолютно непроизвольным (судорожным) сокращениям мышц человека.

Существует ряд причин поражений человека электричеством, такие как: возможность поражения при замене лампочки в светильнике подключенного к сети, взаимодействие тела человека с оборудованием, которое подключено к сети, долгая (беспрестанная) работа электроприборов, ну и конечно же люди, которые все чинят сами не зависимо от того удачно или нет (иначе говоря «Самоделки»). Начнем с перечисления основных причин поражения электричеством, а потом по порядку разберемся, в чем суть этих проблем.

Основными причинами поражения электрическим током являются:

1. Взаимодействии человека с неисправными бытовыми электрическими приборами.
2. Прикосновение к оголенным частям электроустановки.
   
3. Ошибочная подача напряжения на место работы. Именно поэтому на производстве нужно вывешивать специальный , как на картинке ниже:
   
4. Появление напряжения на корпусе оборудования, которое при наличии нормальных условий не должно быть под напряжением.
5. Удар электричеством из-за неисправной линии электропередач.
6. Замена лампочки в светильнике подключенном к сети. Люди могут травмироваться из-за того что во время банальной замены лампочки те просто забудут выключить освещение. Нужно помнить, что перед тем как поменять лампочку, первым делом нужно выключить свет.
7. Взаимодействие тела человека с оборудованием, которое подключено к сети. Были случаи когда люди травмировались от данного варианта. Тут все просто. При взаимодействии с электроприбором (например стиральная машина) вы держитесь второй рукой за фрагмент дома который заземлен (например за трубу). Таким образом, через ваше тело будет проходить ток, что и вызовет поражение. Чтобы этого не произошло, рекомендуется .
   
8. Долгая (беспрестанная) работа электроприборов. По сути случаи поражения таким способом минимальны. Проблема заключается в следующем: такие приборы, как стиральная машина от долгой работы могут поломаться и в случае стиральной машины как минимум протечь. Во избежание таких инцидентов просто чаще проверяйте наличие нормальной работоспособности приборов. О том, мы рассказывали в соответствующей статье.
9. Люди, которые все чинят сами. Это считается самой распространенной проблемой из всех, ведь на сегодняшний день при помощи интернета можно найти массу инструкций типа «Как сделать…», даже на нашем сайте в разделе . Однако основная часть людей, которые приступают к конструированию чего-либо, не имеют должных знаний и из-за обычной неаккуратности травмируются или даже калечатся.
10. могут быть очень опасными для вас или вашей техники, в конце концов, перепады напряжения могут стать причиной возникновения пожара или хуже – причиной поражения электричеством. Так как же с этим бороться? На сегодняшний день существует три основных способа уменьшения последствий от перепадов электричества, а именно: , ну и . Эти три вещи в быту будут служить вам и вашей технике защитой от скачков напряжения.

Основными причинами несчастных случаев при поражении электрическим током являются:

Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

Появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования (корпусах, кожухах, и т.п.) в результате повреждения изоляции и других причин (так называемое электрическое замыкание на корпус);

Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения;

Попадание человека в зону растекания тока.

Классификация помещений по опасности поражения

Человека током

Существенное влияние на безопасность электрических установок оказывают условия среды, от которых зависит состояние изоляции, а также электрическое сопротивление тела человека. В связи с этим в отношении опасности поражения человека электрическим током Правила устройства электроустановок (ПУЭ) различают:

1) помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;

2) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

Относительная влажность воздуха превышает 75 %;

Пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь оборудования;

Токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);

Температура постоянно или периодически (свыше суток) превышает +35 °C;

Возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой;

3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

Относительная влажность воздуха близка к 100 % (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);

Химически активная или органическая среда, разрушающая изоляцию и токоведущие части электрооборудования;

Одновременно два или более условий повышенной опасности.

Нормирование напряжений прикосновения и токов

Через тело человека

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U пд и токов I пд , протекающих через тело человека, задаются для пути тока "рука – рука" или "рука – ноги" (ГОСТ 12.1.038-82*). Указанные значения при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Примечание. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75 %), должны быть уменьшены в 3 раза.

При аварийном режиме производственных и бытовых приборов и электроустановок напряжением до 1000 В в сетях с любым режимом нейтрали предельно допустимые значения U пд и I пд не должны превышать значений, приведённых в ГОСТ 12.1.038-82*. Для приближённой оценки U пд и I пд можно воспользоваться данными табл. 4.3. Аварийный режим означает, что электроустановка неисправна и могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмам. При продолжительности воздействия более 1 с величины U пд и I пд соответствуют отпускающим значениям для переменного и не болевым для постоянного токов.

Таблица 4.3

Технические средства защиты человека

От поражения током

Основными техническими средствами защиты человека от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются (ПУЭ): защитное заземление, защитное зануление, защитное отключение, электрическое разделение сети, малое напря­жение, электрозащитные средства, уравнивание потенциалов, двойная изоляция, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности.

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с грунтом Земли металлических нетоковедущих элементов электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением. Область применения защитного заземления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СИН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 50 В переменного и выше 120 В постоянного тока.

Защитное заземление специально предназначено для обеспечения электробезопасности и позволяет уменьшить напряжение, приложенное к телу человека, до длительно допустимого значения . Защитному заземлению подлежат доступные для прикосновения человека металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, например, из-за повреждения изоляции фазного проводника сети. Схема защитного заземления представлена на рис. 4.6.

В случае пробоя фазы на корпус ток замыкания определяется по формуле

в которой влиянием параллельного соединения R з и R h можно пренебречь (R з ||R h << Z из /3 ), т. к. R з << Z из . В результате ток замыкания на землю в СИН напряжением до 1000 В практически не превышает 5 А, а в большинстве случаев он во много раз меньше.

Для обеспечения приемлемой безопасности прикосновения к повреждённой электроустановке в СИН (замыкание фазы на корпус) необходимо обеспечить в любое время года достаточно малую величину сопротивления заземления.

Защитное заземление осуществляют с помощью заземляющего устройства , которое представляет собой совокупность заземлителей (естественные или искусственные) и заземляющих проводников.

Естественные заземлители – это непосредственно контактирующие с грунтом электропроводящие элементы коммуникаций, зданий и сооружений, используемые для целей заземления. К ним относятся, например, арматура железобетонных фундаментов, металлические водопроводные трубы, проложенные в земле, обсадные трубы скважин. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, взрывоопасных или горючих газов и смесей. Согласно ПУЭ для заземления рекомендуется в первую очередь использовать естественные заземлители.

Искусственные заземлители – это специально предназначенные для устройства заземления стальные электроды (трубы, уголки), имеющие непосредственный контакт с грунтом. Их применяют, если естественные заземлители отсутствуют или их сопротивления растеканию тока не удовлетворяют требованиям.

Заземляющие проводники – это электрические проводники, соединяющие заземлители с заземляемыми элементами установок.

ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81* устанавливают, в частности, что в сетях с U ф = 220 В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4Ом (R з ≤ 4 Ом ). Если мощность сетевого или автономного источника электроэнергии (трансформаторов, генераторов) не превышает 100 кВА, тоR з ≤ 10 Ом . Таким образом обеспечивают напряжение на корпусе аварийной производственной электроустановки, не превышающее 20 В, что считается допустимым.

Защитное зануление – это преднамеренное электрическое соединение нетоковедущих частей электроустановок, которые в аварийных ситуациях могут оказаться под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью электрической сети с помощью нулевого защитного проводника (НЗП). Область применения защитного зануления – электроустановки напряжениями до 1000 В, питающиеся от СЗН. При этом в помещениях без повышенной опасности защитное зануление является обязательным при номинальном напряжении электроустановок 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, а также в наружных установках - при напряжении выше 50 В переменного и выше 120 В постоянного тока.

Схема варианта защитного зануления в СЗН приведена на рис. 4.7, где Пр1 и Пр2 – плавкие предохранители линии питания и электроустановки. Нулевой защитный проводник необходимо отличать от нулевого рабочего проводника N. Нулевой рабочий проводник при необходимости может быть использован для питания электроустановок. В реальной сети он может быть совмещён с НЗП, за исключением случая питания переносных электроприёмников, если он соответствует дополнительным требованиям, предъявляемым к НЗП. Должна быть обеспечена гарантированная непрерывность НЗП на всём протяжении от зануляемого элемента до нейтрали источника питания. Это обеспечивается отсутствием элементов защиты (плавких предохранителей и автоматических выключателей), а также разного рода разъединителей. Все соединения НЗП должны быть выполнены на основе сварки или быть резьбовыми. Полная проводимость НЗП должна составлять не менее 50 % от проводимости фазного проводника.

Таким образом, при защитном занулении безопасность человека, касающегося корпуса повреждённой установки, обеспечивается за счёт уменьшения времени воздействия опасного напряжения, действующего до момента срабатывания элемента защиты.

В СЗН с защитным занулением нельзя заземлять корпус установки, не присоединив его прежде к НЗП.

Защитное автоматическое отключение питания - это автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное автоматическое отключение питания используется как дополнительная защита в электроустановках напряжением до 1000 В при наличии других мер защиты в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и реализуется с помощью устройства защитного отключения (УЗО).

Практическое разнообразие УЗО определяется используемыми входными сигналами и выбранными конструктивными элементами.

Электрическое разделение сети . Реальные электрические сети могут иметь глухозаземлённую нейтраль, быть протяжёнными и разветвлёнными, что резко увеличивает опасность однофазного прикосновения человека. На рис. 4.9 показан пример разветвлённой однофазной сети с подключенными электроустановками, содержащей N ответвлений с соответствующими сопротивлениями изоляции. Результирующее сопротивление изоляции Z из сети определяется как результат параллельного соединения сопротивлений изоляции N отдельных участков и сопротивлений изоляции Z ЭУ электроустановок. Оно может оказаться недостаточным для обеспечения безопасности при однофазном прикосновении и может составлять, например, десятки кОм.

С целью повышения безопасности в таких случаях применяют электрическое разделение сети на ряд участков с помощью специальных разделительных трансформаторов РТ (рис. 4.10). Участок сети, подключенный ко вторичной обмотке РТ, имеет малую протяжённость и разветвлённость. Поэтому легко обеспечивается большое сопротивление изоляции проводников питания относительно земли. Разделительные транс­форматоры могут входить в состав, например, блоков питания (преобразователей напряжения) радиоэлектронных устройств. Следует иметь в виду, что выводы вторичной обмотки РТ должны быть изолированы от земли.

Малым называется напряжение не более 50 В переменного и не более 120 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опас­ности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 12 В, т. к. при таких напряжениях сопротивление тела человека обычно не менее 6 кОм и, следовательно, ток, проходящий через тело человека, не превысит 2 мА. Такой ток можно считать условно безопасным. В производственных условиях для повышения безопасности эксплуатации переносных электроустановок применяются напряжения 36 В (в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В (в особо опасных помещениях). Однако в любом случае малые напряжения являются лишь относительно безопасными, т.к. в худшем случае ток через тело человека может превысить значение порогового неотпускающего.

Источниками малого напряжения являются разделительные трансформаторы. Получение малых напряжений с помощью автотрансформаторов не допускается , т. к. токоведущие элементы сети малого напряжения в этом случае гальванически связаны с основной электрической сетью.

Широкому распространению малых напряжений переменного тока мешает трудность осуществления протяжённой сети малого напряжения из-за больших энергетических потерь и наличие понижающего трансформатора. Поэтому область их применения ограничивается в основном ручным электрифицированным инструментом, переносными лампами, светильниками местного освещения в помещениях как с повышенной опасностью, так и особо опасных.

Электрозащитные средства -это средства индивидуальной защиты, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

По своему назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и предохранительные.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением, и от земли. Различают основные и дополнительные изолирующие средства. Основные изолирующие средства имеют изоляцию, способную длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и, следовательно, с их помощью можно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Основными изолирующими средствами для электроустановок напряжением до 1000 В служат изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками, указатели напряжения. Дополнительные изолирующие средства применяют для обеспечения большей электробезопасности лишь в комплекте с основными средствами для обеспечения большей безопасности. К дополнительным изолирующим средствам относятся, например, диэлектрические боты и галоши, изолирующие подставки и коврики. Все изолирующие средства должны подвергаться испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации, о чём на них делается соответствующая отметка.

Ограждающие защитные средства предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением (изолирующие накладки, щиты, барьеры), а также для предотвращения появления опасного напряжения на отключенных токоведущих частях (переносные заземляющие устройства).

Предохранительные защитные средства служат для защиты персонала от факторов, сопутствующих его работе с электроустановками. К ним относятся средства защиты от падения с высоты (предохранительные пояса), при подъёме на высоту (монтёрские когти, лестницы), от световых, тепловых, механических, химических воздействий (защитные очки, щитки, рукавицы) и электромагнитных полей (экранирующие каски, костюмы).

Уравнивание потенциалов применяют в помещениях, имеющих заземлённые или занулённые электроустановки для повышения уровня безопасности. При этом к сети заземления или зануления подключают металлические трубы коммуникаций, входящих в здание (горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.), металлические части каркаса здания, централизованных систем вентиляции, металлические оболочки телекоммуникационных кабелей, все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования.

Двойная изоляция представляет собой совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению металлические части электроустановки не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной изоляции. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.006-87 двойную изоляцию обязательно должны иметь устройства бытового или аналогичного общего применения. Установки с двойной изоляцией не следует заземлять или занулять, поэтому они не имеют соответствующих присоединительных элементов. В качестве дополнительной изоляции используют пластмассовые корпуса, ручки, втулки. Если устройство с двойной изоляцией имеет металлический корпус, он должен быть изолирован от конструктивных частей установки, которые могут оказаться под напряжением (шасси, оси регуляторов, статоры электродвигателей) изолирующими элементами.

Предупредительная сигнализация служит для выдачи сигнала опасности при приближении к частям, находящимся под высоким напряжением.

Блокировки предотвращают доступ к неотключенным токоведущим частям электроустановки, например, при ремонте. Электрические блокировки осуществляют разрыв цепи контактами, размыкающимися при открывании аппаратурной дверцы, или не позволяют её открыть, если не снято высокое напряжение с токоведущих частей. Механические блокировки имеют конструктивные элементы, не позволяющие включить аппарат при открытой крышке или открыть аппарат, когда он включен.

Знаки и плакаты безопасности предназначены для привлечения внимания работающих к опасности поражения током, предписания, разрешения определённых действий и указаний с целью обеспечения безопасности. Они бывают запрещающими, предупреждающими, предписывающими и указательными.

Электромагнитные поля

Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие.

1. Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

2. Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования — корпусах, кожухах и т. п. — в результате повреждения изоляции и других причин.

3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки.

4. Возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.

Основными мерами защиты от поражения током являются: обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения; защитное разделение сети; устранение опасности поражения при появлении напряжения на корпусах, кожухах и других частях электрооборудования, что достигается применением малых напряжений, применением двойной изоляции, выравниванием потенциала, защитным заземлением, занулением, защитным отключением и др.; применение специальных защитных средств — переносных приборов и приспособлений; организация безопасной эксплуатации электроустановок.

Классификация помещений по опасности поражения током. Окружающая среда и окружающая обстановка усиливают или ослабляют опасность поражения током. С учетом этого «Правилами устройства электроустановок» все помещения делятся по степени опасности поражения людей электрическим током на три класса: 1 — без повышенной опасности; 2 — с повышенной опасностью и 3 — особо опасные.

Помещения без повышенной опасности — это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами, т. е. в которых отсутствуют условия, свойственные помещениям с повышенной опасностью и особо опасным.

Примером помещений без повышенной опасности могут служить обычные конторские помещения, инструментальные, лаборатории, а также некоторые производственные помещения, в том числе цехи приборных заводов, размещенные в сухих, беспыльных помещениях с изолирующими полами и нормальной температурой.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:

сырости, когда относительная влажность воздуха длительно превышает 75%; такие помещения называют сырыми;

высокой температуры, когда температура воздуха длительно превышает +30° С; такие помещения называются жаркими;

токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (например, угольная, металлическая и т. п.), в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.; такие помещения называются пыльными с токопроводящей пылью;

токопроводящих полов — металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.;

возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.

Примером помещения с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки различных зданий с проводящими полами, складские неотапливаемые помещения (даже если они размещены в зданиях с изолирующими полами и деревянными стеллажами) и т. п.

Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающих особую опасность:

особой сырости, когда относительная влажность воздуха близка к 100% (стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой); такие помещения называются особо сырыми;

химически активной среды, т. е. помещения, в которых по условиям производства содержатся пары или образуются отложения, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования; такие помещения называются помещениями с химически активной средой:

одновременного наличия двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.

Особо опасными помещениями являются большая часть производственных помещений, в том числе все цехи машиностроительных заводов, испытательные станции, гальванические цехи, мастерские и т. п. К таким же помещениям относятся и участки работ на земле под открытым небом или под навесом.

Недоступность токоведущих частей электроустановок для случайного прикосновения может быть обеспечена рядом способов: изоляцией токоведущих частей, размещением их на недоступной высоте, ограждением и др.

Защитное разделение сети. В разветвленной электрической сети, т. е. обладающей большой протяженностью, вполне исправная изоляция может иметь малое сопротивление, а емкость проводов относительно земли — большую величину. Эти обстоятельства являются крайне нежелательными по условиям безопасности, так как в таких сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью утрачивается защитная роль изоляции проводов и усиливается угроза поражения человека током в случае прикосновения его к проводу сети (или к какому-либо предмету, оказавшемуся под фазным напряжением).

Этот существенный недостаток может быть устранен путем так называемого защитного разделения сети, т. е. разделения разветвленной (протяженной) сети на отдельные небольшие по протяженности и электрически не связанные между собою участки.

Разделение осуществляется с помощью специальных разделительных трансформаторов. Изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой емкостью проводов относительно земли, благодаря чему значительно улучшаются условия безопасности.

Применение пониженного напряжения. При работе с переносным ручным электроинструментом — дрелью, гайковертом, электрическим зубилом и т. п., а также ручной переносной лампой человек имеет длительный контакт с корпусами этого оборудования. В результате для него резко повышается опасность поражения током в случае повреждения изоляции и появления напряжения на корпусе, особенно, если работа производится в помещении с повышенной опасностью, особо опасном или вне помещения.

Для устранения этой опасности необходимо питать ручной инструмент и переносные лампы пониженным напряжением не выше 36 В.

Кроме того, в особо опасных помещениях при особо неблагоприятных условиях (например, работа в металлическом резервуаре, работа сидя или лежа на токопроводящем полу и т. п.) для питания ручных переносных ламп требуется еще более низкое напряжение — 12 В.

Работа с электрическим током требует особой осторожности: электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока.

• прикосновение к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам электроприборов, рубильников, ламповых патронов, предохранителей, находящихся под напряжением;
• прикосновение к частям электрооборудования, металлическим конструкциям сооружений и т.п., в обычном состоянии не находящихся, но в результате повреждения (пробоя) изоляции оказавшихся под напряжением:
• нахождение вблизи места соединения с землей оборванного провода электросети;
• нахождение в непосредственной близости от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000 В;
• прикосновение к токоведущей части и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей;
• одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, которые находятся под напряжением;
• несогласованные и ошибочные действия персонала (подача напряжения на установку, где работают люди; оставление установки под напряжением без надзора; допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т.д.).

Опасность поражения электрическим током отличается от других производственных опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии. Часто эта опасность обнаруживается слишком поздно, когда человек уже оказался под напряжением.

Поражающее действие электрического тока

На живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через тело человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве и повреждении кровеносных сосудов; электролитическое — в разложении органической жидкости, в том числе крови, что вызывает нарушение ее состава, а также ткани в целом; механическое - в расслоении, разрыве тканей организма: биологическое - в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов. Например, взаимодействуя с биотоками организма, внешний ток может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и вызвать непроизвольные сокращения мышц.

Рис. Классификация и виды электрических травм

Существуют три основных вида поражения электрическим током:

• электрические травмы;
• электрические удары;
• электрический шок.

Электрическая травма

Электрическая травма - местное поражение тканей и органов электрическим током: ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, поражение глаз воздействием на них электрической дуги (электроофтальмия), механические повреждения.

Электрический ожог — это повреждения поверхности тела или внутренних органов под действием электрической дуги или больших токов, проходящих через тело человека.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновений к токоведущей части. Токовый ожог — следствие преобразования электрической энергии в тепловую; как правило, это ожог кожи, так как кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела.

Токовые ожоги возникают при работе на электроустановках относительно небольшого напряжения (не выше 1-2 кВ) и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени; впрочем, иногда возникают и тяжелые ожоги.

При более высоких напряжениях более высоких между токоведущей частью и телом человека или между токоведущими частями образуется электрическая дуга, которая и вызывает возникновение ожога другого вида — дугового.

Дуговой ожог обусловлен действием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500ºC) и большой энергией. Такой ожог возникает обычно при электроустановках высокого напряжения и носит тяжелый характер — III или IV степени.

Состояние пострадавшего зависит не столько от степени ожога, сколько от площади поверхности тела, пораженной ожогом.

Электрические знаки — это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями диаметром 5-10 мм. Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются спустя некоторое время после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Электрометаллизация кожи — это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения. Исход поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженного тела. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и следов не остается.

Электрометаллизация может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой.

Электроофтальмия — это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (короткое замыкание), которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Электроофтальмия обнаруживается спустя 2-6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом наблюдаются покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся при свете, у него возникает так называемая светобоязнь.

В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза и нарушается ее прозрачность, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Болезнь продолжается обычно несколько дней.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые плохо пропускают ультрафиолетовые лучи и защищают глаза от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Электрический удар

Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через них электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

Степень отрицательного воздействия этих явлений на организм может быть различна. Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, превышающих 10-15 мА, человек не способен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При токе, равном 20-25 мА (50 Гц), человек начинает испытывать затруднение дыхания, которое усиливается с ростом тока. При действии такого тока в течение нескольких минут наступает удушье. При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15-20 с могут наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50-80 мА приводят к фибрилляции сердца, т.е. беспорядочному сокращению и расслаблению мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается. Действие тока величиной 100 мА в течение 2-3 с приводит к смерти (смертельный ток).

При невысоких напряжениях (до 100 В) постоянный ток примерно в 3-4 раза менее опасен, чем переменный частотой 50 Гц; при напряжениях 400-500 В опасность их сравнивается, а при более высоких напряжениях постоянный ток даже опаснее переменного.

Наиболее опасен ток промышленной частоты (20-100 Гц). Снижение опасности действия тока на живой организм заметно сказывается при частоте 1000 Гц и выше. Токи высокой частоты, начиная от сотен килогерц, вызывают только ожоги, не поражая внутренних органов. Это объясняется тем, что такие токи не способны вызывать возбуждение нервных и мышечных тканей.

В зависимости от исхода поражения электрические удары могут быть условно разделены на четыре степени:

• I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
• II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
• III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
• IV — клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая смерть - это переходный период от жизни к смерти, наступающий в момент прекращения деятельности сердца и легких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет.

Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. В большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, в частности от электрического тока. — 7-8 мин.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Работа сердца может прекратиться в результате или прямого воздействия тока на мышцу сердца, или рефлекторного действия, когда сердце не подвержено прямому воздействия тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляциоиными , а наименьший из них —

Фибрилляция обычно продолжается недолго и сменяется полной остановкой сердца.

Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.

Электрический шок

Электрический шок — своеобразная реакция нервной системы организма в ответ на сильное раздражение электрическим током: расстройство кровообращения, дыхания, повышение кровяного давления.

Шок имеет две фазы:

• I — фаза возбуждения;
• II — фаза торможения и истощения нервной системы.

Во второй фазе учащается пульс, ослабевает дыхание, возникают угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего наступает легальный исход.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током

Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока

Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в промышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6...1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток называют пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровождается судорожными сокращениями мыши кисти и предплечья.

При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в работе легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные сокращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачивающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Величина тока, протекающего через тело человека (I ч), зависит от напряжения прикосновения U пp и сопротивления тела человека

R ч: I ч = U пр / R ч

Сопротивление тела человека — величина нелинейная, зависящая от многих факторов: сопротивления кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.д.): величины тока и приложенного напряжения; длительности протекания тока.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:

• при снятом роговом слое R ч = 600-800 Ом;
• при сухой неповрежденной коже R ч = 10-100 кОм;
• при увлажненной коже R ч = 1000 Ом.

Сопротивление тела человека (R 4) в практических расчетах принимается равным 1000 Ом. В реальных условиях сопротивление тела человека — величина непостоянная и зависит от ряда факторов.

С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, так как при этом увеличиваются нагрев кожи и потоотделение. По этой же причине снижается R 4 с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток, проходящий через тело человека I ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи.

С ростом напряжения сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, следовательно, уменьшается и сопротивление тела в целом; оно приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т.е. к своему наименьшему значению (300-500 Ом). Это можно объяснить электрическим пробоем слоя кожи, который происходит при напряжении 50-200 В.

Загрязнение кожи различными веществами, особенно хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, ока-чина и т.п.), снижает ее сопротивление.

Сопротивление разных участков тела человека не одинаково. Объясняется это различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желез на поверхности тела и неодинаковой степенью наполнения сосудов кожи кровью. Поэтому величина сопротивления тела зависит от места приложения электродов. Действие тока на организм усиливается при замыкании контактов в акупунктурных точках (зонах).

На исход электротравм влияют и условия окружающей среды (температура, влажность). Повышенная температура, влажность повышают опасность поражения электрическим током. Чем ниже атмосферное давление, тем выше опасность поражения.

Психическое и физическое состояние человека также оказывает влияние на тяжесть поражения электрическим током. При заболеваниях сердца, щитовидной железы и т.п. человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, так как в этом случае уменьшается электрическое сопротивление тела человека и общая сопротивляемость организма внешним раздражениям. Отмечено, например, что у женщин пороговые значения токов примерно в 1.5 раза ниже, чем у мужчин. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин. При применении спиртных напитков сопротивление тела человека снижается так же, как и сопротивляемость его организма и внимание.

Частота тока

Наиболее опасен ток промышленной частоты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опасен, и пороговые значения для него больше. Так, для постоянного тока:

• пороговый ощутимый ток — 3...7 мА;
• пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;
• фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока

Важное значение имеет путь прохождения электрического тока через тело человека. Установлено, что ткани разных частей человеческого тела имеют различные удельные сопротивления. При прохождении тока через тело человека наибольшая часть тока проходит по пути наименьшего сопротивления, главным образом вдоль кровеносных и лимфатических сосудов. Различают 15 путей тока в теле человека. Наиболее частые: рука — рука; правая рука — ноги; левая рука — ноги; нога — нога; голова — ноги: голова — руки.

Наиболее опасным является путь тока вдоль тела, например от руки к ноге или через сердце, голову, спинной мозг человека. Однако известны смертельные поражения, когда ток проходил по пути «нога — нога» или «рука — рука».

Вопреки установившемуся мнению наибольшая величина тока через сердце оказывается не по пути «левая рука — ноги», а по пути «правая рука — ноги». Это объясняется тем, что большая часть тока входит в сердце по продольной его оси, лежащей по пути «правая рука — ноги».

Рис. Характерные пути тока в теле человека

Время воздействия электрического тока

Чем продолжительнее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет величина силы электрического тока , протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включенным человек. По закону Ома сила электрического тока / равна электрическому напряжению (/, деленному на сопротивление электрической цепи R :

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опаснее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже может изменяться в довольно широких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление человека вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела небольшое — всего лишь 300...500 Ом. Поэтому при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электрическою тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпидермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком снижается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влажных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого количества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах применяются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R.