Порядок выполнения работы

1 Изучить теоретический материал.

2 Произвести расчет защитного заземления (согласно варианту (таблица 2.1)).

3 Произвести расчет защитного зануления (согласно варианта (таблица 2.2)).

4 Подготовить отчет о выполненной работе.

2.1 Виды поражения электрическим током

 

Действие электрического тока на живую ткань, в отличие от дейст­вия других материальных факторов (пара, химических веществ, излу­чения и т. п.), носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток оказывает биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Многообразие действий электрического тока на организм нередко приводит к различным электротравмам  (электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Травмы условно можно свести к двум видам: местным электротравмам, когда возникает местное (локальное) повреждение организма, и общим электротравмам, так называемым электрическим ударам, когда поражается (или создается угроза поражения) весь организм из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.

Примерное распределение несчастных случаев от электрического тока в промышленности по указанным видам травм: 20 % – местные электротравмы; 25 % – электрические удары; 55 % – смешанные травмы, т. е. одновременно местные электротравмы и электрические удары.

Оба вида травм часто сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно.

Местная электротравма — ярко выраженное локальное наруше­ние целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги.

Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. поражения кожи, иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Опасность местных травм и сложность их лечения зависят от места, характера и степени повреждения тканей, а также от реакции организма на это повреждение. Как правило, местные травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично.

В редких случаях (обычно при тяжелых ожогах) человек погибает. При этом непосредственной причиной смерти является не электриче­ский ток, а местное повреждение организма, вызванное током.

Характерные местные электротравмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Примерно 75 % случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных электротравм.

Электрический ожог – самая распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части (63 %) пострадавших от электрического тока, причем треть их (23 %) сопровождается другими травмами-знаками, металлизацией кожи и офтальмией.

Токовый ожог возникает при прохождении электрического тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью оборудования и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Количество теплоты, выделяемой в ткани человека в джоулях, определяется законом Джоуля – Ленца

 

                                  ,

 

где I_ч – сила тока, проходящего через тело человека, А;

R_ч – сопротивление тела человека, Ом;

τ – время протекания тока, с.

В зависимости от условий возникновения различают два основных вида ожога: токовый (или контактный), возникающий при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью, и дуговой, обусловленный воздействием на тело человека электрической дуги.

Максимальное количество теплоты выделяется в месте контакта проводника с кожей, а точнее, в том участке кожи, который находится в контакте с токоведущей частью.

Кроме того, тяжелые повреждения внутренних тканей могут воз­никнуть при контактных ожогах, вызванных токами высокой частоты. При этом кожа может иметь незначительные повреждения.

Токовые ожоги образуются примерно у 38 % пострадавших от электрического тока, в большинстве случаев они являются ожогами 1 и 2-й степеней; при напряжениях выше 380 В возникают и более тяжелые ожоги – 3 и 4 степеней.

Различают следующие четыре степени ожогов:

1 покраснение кожи;

2 образование пузырей;

3 омертвение всей толщи кожи;

4 обугливание тканей.

Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.

Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгора­ние тканей на большую глубину, обугливание и даже бесследное сго­рание больших участков тела или конечностей.

Электрические знаки, именуемые также знаками тока или элек­трическими метками, представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, под­вергшегося действию тока. Обычно знаки имеют круглую или овальную форму и размеры 1–5 мм с углублением в центре.

Электрические знаки безболезненны и лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Эти знаки появляются примерно у 11 % пострадавших от тока.

Электрометаллизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Такое явление встречается при коротких замыка­ниях, отключениях разъединителей, замене предохранителей под на­грузкой и т. п. При этом мельчайшие брызги расплавленного металла под влиянием возникших динамических сил и теплового потока раз­летаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру, малый запас теплоты и, как правило, не способна прожечь одежду.

Поэтому поражаются обычно открытые части тела – руки и лицо. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность.

Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани; могут иметь место вывихи суставов и даже переломы костей. Разумеется, электротравмами не считаются аналогичные травмы, вызванные падением человека с высоты, ушибами о предметы и т. п. в результате воздействия тока.

Электроофтальмия (с греч. орhthа1mos – глаз)– воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и конъюнктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клеткам организма и вызывают в них химические изменения.

Такое облучение возможно при наличии электрической дуги, которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия наблюдается примерно у 3 % пострадавших от тока.

Инфракрасные (тепловые) лучи также вредны для глаз, но лишь на близком расстоянии или при интенсивном и длительном облучении. В случае же кратковременной дуги основным фактором, воздействующим на глаза, являются ультрафиолетовые лучи, хотя и в этом случае не исключена опасность поражения глаз инфракрасными лучами, а также мощным потоком света и брызгами расплавленного металла.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электро­установок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовые лучи и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла при возникновении электрической дуги.

  Биологическое действие тока проявляется в раздражении и воз­буждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэнергетических процессов, протекающих в нормально действую­щем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию – возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов и характеризующееся тем, что живые образования переходят из состояния относительного физиологического покоя в состояние специфической для них деятельности.

Так, если электрический ток проходит непосредственно через мышечную ткань, то возбуждение, обусловленное раздражающим действием тока, проявляется в виде непроизвольного сокращения мышц.

Это так называемое прямое, или непосредственное, раздражающее действие тока на ткани, по которым он проходит.

Однако действие тока может быть не только прямым, но и реф­лекторным, т. е. через центральную нервную систему. Иначе говоря, ток может вызывать возбуждение и тех тканей, которые не находятся на его пути.

Электрический ток, проходя через тело человека, вызывает раздражение рецепторов анализаторов – особых клеток, имеющихся в большом количестве во всех тканях организма и обладающих высокой чувствительностью к воздействию факторов внешней и внутренней среды.

Раздражение рецепторов вызывает возбуждение находящихся воз­ле них чувствительных нервных окончаний, от которых волна возбу­ждения в виде нервного импульса передается со скоростью примерно 27 м/с по нервным путям в центральную нервную систему.

Центральная нервная система перерабатывает нервный импульс и передает его подобно исполнительной команде к рабочим органам – мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны про­хождения тока. При обычных, естественных раздражениях рецепторов центральная нервная система обеспечивает целесообразную ответную деятельность соответствующих органов тела. Например, при случайном прикосновении к горячему предмету человек непроизвольно одернет от него руку, чем избавится от опасного воздействия.

В случае же чрезмерного или необычного для организма раздра­жающего действия, например электрического тока, центральная нервная система может подать нецелесообразную (не нужную для организма) исполнительную команду, что может привести к серьезным нарушениям деятельности жизненно важных органов, в том числе сердца и легких, даже если эти органы не лежат на пути тока.

Человек начинает ощущать прохождение тока частотой 50 Гц при силе 0,6–1,5 мА. При токе 10–15 мА возникают судороги мышц рук, которые человек не может самостоятельно преодолеть, т. е. он не в состоянии разжать руку, которая касается токоведущей части установки. Величину такого тока принято называть пороговым неотпускающим. При прохождении тока в 25–50 мА возникают спазмы мышц грудной клетки, что вызывает нарушение или прекраще­ние дыхания. При длительном воздейст­вии тока такой величины (5–7 мин) может наступить смерть вследствие прекращения работы легких. Ток силой 50 мА и более вызывает остановку или хаотические сокращения сердца, что приводит к прекращению кровообращения. Такой ток считается смертельным.

Фибрилляционный ток – это такой ток, который при прохожде­нии через тело человека вызывает фибрилляцию сердца.

Фибрилляция (fibrillatio) – быстрое хаотическое сокращение мно­гих отдельных мышечных волокон сердца, в результате которого сердце теряет способность к эффективным и синхронным сокращениям.

Пораженный участок сердца после этого перестает нагнетать кровь. Фибрилляция может возникнуть независимо в предсердиях или желудочках сердца. Фибрилляция предсердий (аtriаl fibrillatiоп) является типичной разновидностью аритмии; проявляется учащенным и неритмичным пульсом и сердцебиением. При фибрилляции желудочков (уепtricular fibrillation) сердце перестает сокращаться. Чаще всего причиной такой фибрилляции является инфаркт миокарда.

Пороговым фибрилляционньш током называют наименьшее значение фибрилляционного тока. Для переменного тока частотой 50 Гц фибрилляционным является ток от 100 мА до 5 А, пороговым – 100 мА. Для постоянного тока пороговым фибрилляционным током считается ток 300 мА, верхним пределом – 5 А. Следует подчеркнуть, что эти данные справедливы при условии длительного прохождения тока через человека (не менее 2–3 с) по пути рука–рука или рука–ноги.

Ток больше 5 А как при постоянном напряжении, так и частотой 50 Гц фибрилляцию сердца, как правило, не вызывает. При протекании такого тока происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции. Если воздействие тока было кратковременным (до 1–2 с) и не вызвало паралич сердца, то сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность.

При большом токе, даже в случае кратковременного воздействия, наряду с остановкой сердца происходит и паралич дыхания.