221Из зарубежных приборов хорошие характеристики имеют акусти ческие комплекты фирм rft, Брюль и Кьер, svan. Для защиты
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
§ 7.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ЧЕЛОВЕКА Действие электрического тока на человека носит мно- гообразный характер. Проходя через организм человека, электриче- ский ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологи- ческое действие. Термическое действие тока проявляется в ожогах некоторых от- дельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т. п. Электролитическое действие тока проявляется в разложении кро- ви и других органических жидкостей организма и вызывает значи- тельные нарушения их физико-химического состава. Биологическое действие тока проявляется как раздражение и воз- буждение живых тканей организма, что сопровождается непроизволь- ными судорожными сокращениями мышц, в том числе легких и серд- ца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже пол- ное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам. Электрические травмы представляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. В большинстве случаев 22 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 243 электротравмы излечиваются, но иногда при тяжелых ожогах травмы могут привести к гибели человека. Различают следующие электрические травмы: электрические ожо- ги, электрические знаки, металлизацию кожи, электроофтальмию и механические повреждения. Электрический ожог — самая распространенная электротравма. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой. Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Различают четыре степени ожогов: I — покраснение кожи; II — образование пузырей; III — омертвение всей толщи кожи; IV — обуг- ливание тканей. Тяжесть поражения организма обусловливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1…2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I и II степени; иногда быва- ют и тяжелые ожоги. Дуговой ожог вызывает электрическая дуга, образующаяся при более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом че- ловека (температура дуги выше 3500°C, и у нее весьма большая энер- гия). Дуговые ожоги, как правило, тяжелые — III или IV степени. Электрические знаки — четко очерченные пятна серого или блед- но-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшейся дей- ствию тока. Знаки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и ле- чение их заканчивается благополучно. Металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием элек- трической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, от- ключениях рубильников под нагрузкой и т. п. Металлизация сопро- вождается ожогом кожи, вызываемым нагревшимся металлом. Электроофтальмия — поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Кроме того, возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла. Защита от электро- офтальмии достигается ношением защитных очков, которые не про- пускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла. Механические повреждения возникают в результате резких не- произвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, 23 / 70 244 Безопасность жизнедеятельности проходящего через тело человека. В результате могут произойти разры- вы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суста- вов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызванные падением человека с высоты, ударами о предметы в результате непроизвольных движений или потери созна- ния при воздействии тока. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся не- произвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени: I — судорожное сокращение мышц без потери сознания; II — судорожное сокращение мышц, по- теря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца; III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV — клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения. Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и элек- трический шок. Прекращение работы сердца как следствие воздейст- вия тока на мышцу сердца наиболее опасно. Это воздействие может быть прямым, когда ток протекает через область сердца, и рефлектор- ным, когда ток проходит через центральную нервную систему. В обо- их случаях может произойти остановка сердца или наступить его фиб- рилляция (беспорядочное сокращение мышечных волокон сердца — фибрилл), что приводит к прекращению кровообращения. Прекращения дыхания может быть вызвано прямым или рефлек- торным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. При длительном действии тока наступает так на- зываемая асфиксия (удушье) — болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме. При асфиксии утрачивается сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце — насту- пает клиническая смерть. Электрический шок — своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, со- провождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыха- ния, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить полное выздо- ровление как результат своевременного лечебного вмешательства или гибель организма из-за полного угасания жизненно важных функций. 24 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 245 ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов: 1) значения тока, проходящего через тело человека; 2) электрического сопротивления человека; 3) уровня приложенного к человеку напряжения; 4) продолжительности воздействия тока; 5) пути тока через тело человека; 6) рода и частоты тока; 7) условий внешней среды и других факторов. Электрическое сопротивление тела человека. Тело человека яв- ляется проводником электрического тока, правда, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электри- ческому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы. Эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом и незагрязненном состоянии можно рассматри- вать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление достигает 10 5 …10 6 ОмЧм, то есть в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи. Сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя. Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежден- ной коже (измеренное при напряжении 15…20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300…500 Ом. Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величи- на зависит от длины и поперечного размера участка тела, по которому проходит ток. Наружное сопротивление тела состоит как бы из двух параллель- но включенных сопротивлений: активного и емкостного. В практике обычно пренебрегают емкостным сопротивлением, которое незначи- тельно при промышленной частоте, и поэтому считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным. В качестве расчетного значения при переменном токе промышлен- ной частоты сопротивление принимают равным 1000 Ом (при напря- жении прикосновения более 50 В). Емкостное сопротивление необхо- димо учитывать при повышенных частотах, начиная с нескольких килогерц. 25 / 70 246 Безопасность жизнедеятельности В действительных условиях сопротивление тела человека не яв- ляется постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др. Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижают сопротивление тела до 500…700 Ом, что увеличивает опас- ность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Таким образом, работа с электроустановками влажными руками или в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышен- ной температуре, вызывающей усиленное потоотделение, усугубляет опасность поражения человека током. Загрязнения кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т. п.), приводят к снижению ее сопротивления. На сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а также место касания, так как у одного и того же человека сопротивле- ние кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопро- тивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и в особенности на стороне, обращенной к туловищу, в подмышечных впадинах, на тыльной стороне кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела. С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потоотделения. С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротив- ление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивле- нию внутренних тканей (300…500 Ом). Это объясняется электриче- ским пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через кожу. С увеличением частоты тока сопротивление тела будет уменьшать- ся, и при 10…20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току. Величина тока и напряжения. Основным фактором, обусловли- вающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на ис- ход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значе- ние тока, проходящего через человека. 26 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 247 Ощутимый ток — электрический ток, вызывающий при прохо- ждении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздра- жения вызывает переменный ток промышленной частоты силой 0,6…1,5 мА и постоянный ток силой 5…7 мА. Токи указанных значе- ний являются пороговыми ощутимыми токами, с них начинается об- ласть ощутимых токов. Неотпускающий ток — электрический ток, вызывающий при про- хождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток — это переменный ток силой 10…15 мА и постоянный — силой 50…60 мА. При таком токе человек уже не может самостоятельно раз- жать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней. Фибрилляционный ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговым фиб- рилляционным током является переменный ток силой 100 мА и по- стоянный — силой 300 мА при длительности действия 1…2 с по пути «рука–рука» или «рука–ноги». Фибрилляционный ток может достичь 5 А. Ток больше 5 А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца. Продолжительность воздействия электрического тока. Существен- ное влияние на исход поражения оказывает длительность прохожде- ния тока через тело человека. Продолжительное действие тока приво- дит к тяжелым, а иногда и смертельным поражениям. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца за- висит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохо- ждения тока через область сердца. Если длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75…1 с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца (в том числе с наиболее уязвимой), что весьма опасно для организма. Если же время воздейст- вия тока меньше 0,2 с, то вероятность совпадения момента прохожде- ния тока с наиболее уязвимой фазой работы сердца и, следовательно, опасность поражения резко уменьшаются. Указанное обстоятельство используется при разработке быстродействующих автоматических уст- ройств защитного отключения. Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой I h = 50/t, где I h — ток, проходящий через тело человека, мА; t — продолжитель- ность прохождения тока, с. 27 / 70 248 Безопасность жизнедеятельности Эта формула действительна в пределах 0,1…1,0 с. Ее используют для определения предельно допус- тимых токов, проходящих через человека по пути «рука–ноги», не- обходимых для расчета защитных устройств. Путь тока через тело человека. Путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важ- ные органы: сердце, легкие, голов- ной мозг и др. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на раз- личных участках тела. Возможных путей тока в теле человека, которые называются также петлями тока, достаточно много. Часто встречаются петли тока «рука–рука», «рука–ноги» и «нога– нога» (табл. 7.10). Наиболее опасны петли «голова–руки» и «голова– ноги», но эти петли возникают относительно редко. Род и частота электрического тока. Постоянный ток примерно в 4…5 раз безопаснее переменного. Это вытекает из сопоставления по- роговых ощутимых, а также неотпускающих токов для постоянного и переменного токов. Значительно меньшая опасность поражения по- стоянным током подтверждается и практикой эксплуатации электро- установок: случаев смертельного поражения людей током в установ- ках постоянного тока намного меньше, чем в аналогичных установках переменного тока. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250…300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток бо- лее опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц). Для переменного тока играет роль также и его частота. С увеличе- нием частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьша- ется, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, и следовательно повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 100 Гц; при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьша- ется и практически исчезает при частотах более 100 кГц. Эти токи со- храняют опасность ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты проявляется начиная с 5…10 кГц. 1 23 4 5 6 2789 7 123245637857429 56 95 429 956696 6429 595 429 2 85 5 29 7 4 6 9 79 9 9 563 7 9 8 2 7 69 3 7 9 3 6 7 7 9 5 4 2 99 123456572345 895 5 74 457234565 5 95 5 457234565 5 5 95 456545 5 5 45655 5 5 45657235 85 5 7 5 5 5 1 28 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 249 Индивидуальные свойства человека. Установлено, что физиче- ски здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенной восприимчивостью к электрическому току отлича- ются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой систе- мы, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др., что является медицинским противопоказанием для лиц, собирающихся профессионально работать с действующими электроустановками. Условия внешней среды. Состояние окружающей воздушной сре- ды, а также окружающая обстановка могут существенным образом влиять на опасность поражения током. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, а также высокая темпера- тура окружающего воздуха понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током. В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия током на человека, «Правила устройства элек- троустановок» делят все помещения по опасности поражения людей электрическим током на следующие классы: без повышенной опасно- сти, с повышенной опасностью, особо опасные, а также территории размещения наружных электроустановок. Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутст- вием условий, создающих повышенную или особую опасность. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличи- ем в них только одного из следующих условий, создающих повышен- ную опасность: 1) сырости (относительная влажность воздуха длитель- но превышает 75%) или токопроводящей пыли; 2) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.); 3) высокой температуры (выше +35°C); 4) возможности одновремен- ного прикосновения человека к имеющим соединения с землей метал- локонструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и металлическим корпусам электрооборудо- вания — с другой, а также к открытым токопроводящим частям. Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: 1) особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой); 2) химически актив- ной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведу- щие части электрооборудования); 3) одновременно двух или более ус- ловий повышенной опасности. К таким же помещениям относятся и участки работ на земле под открытым небом или под навесом. 29 / 70 250 Безопасность жизнедеятельности Критерии безопасности электрического тока. При проектирова- нии, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руко- водствуются относительно безопасными значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82. При длительном воздействии допустимый ток принят равным 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с — 6 мА. При воздейст- вии 1 с и менее значения токов приведены ниже, однако они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность и прини- маются в качестве практически допустимых с достаточно малой веро- ятностью поражения: Длительность воздействия, с 1,0 0,7 0,5 0,2 Ток, мА 50 70 100 250 Эти токи считаются предельно допустимыми для наиболее вероят- ных путей их протекания в теле человека: «рука–рука», «рука–ноги» и «нога–нога». СИТУАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновре- менно касается человек, называется напряжением прикосновения. Опасность такого прикосновения, оцениваемая значением тока, проходящего через тело человека, зависит от ряда факторов: схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (то есть заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, от значе- ния емкости токоведущих частей относительно земли и т. п. Наиболее типичны два случая замыкания цепи тока через тело че- ловека: когда человек касается одновременно двух проводов и когда он касается лишь одного провода. Применительно к сетям переменно- го тока первую схему обычно называют двухфазным прикосновени- ем, а вторую — однофазным. Двухфазное прикосновение более опасно, поскольку к телу челове- ка прикладывается наибольшее в данной сети напряжение — линей- ное, и поэтому через человека пойдет больший ток I h , кроме того, ток идет по опасному для человека пути через жизненно важные органы грудной клетки: 1 2 2 1 2 3 4 1 1 1 2 2 3 4 4 где U л — линейное напряжение (напряжение между фазными прово- дами сети), В; U ф — фазное напряжение (напряжение между началом 30 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 251 и концом одной обмотки или между фазными и нулевыми провода- ми), В; R h — сопротивление тела человека, Ом. В сети с линейным напряжением U л = 380 В (U ф = 220 В) при со- противлении тела человека R h = 1000 Ом ток через человека будет ра- вен I h = 1,73 Ч 220/1000 = 380/1000 = 0,38 А. Этот ток для человека смертельно опасен, так как почти в 4 раза превышает пороговый фибрилляционный ток, который в 5% случаев приводит к летальному исходу. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через челове- ка, практически не зависит от режима нейтрали сети. Опасность при- косновения не уменьшается и в том случае, если человек будет надеж- но изолирован от земли. Однофазное прикосновение происходит во много раз чаще, чем двух- фазное, но оно менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, то есть меньше линейно- го в 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через человека. На значение тока большое влияние оказывает режим нейтрали сети (изолированная или глухозаземленная), сопротивле- ние изоляции проводов относительно земли, сопротивление пола (или основания), на котором стоит человек, сопротивление его обуви и не- которые другие факторы. Рассмотрим несколько подробнее условия поражения током в за- висимости от режима нейтрали сети. В сети с изолированной нейтралью (рис. 7.6а) в случае прикосно- вения человека к голому проводу одной из фаз ток проходит через тело человека, землю и далее через сопротивление изоляции в сеть. Рис. 7.6 Схема прохождения тока через тело человека при однофазном прикосновении к токоведущим частям: а — в сети с изолированной нейтралью; б — в сети с заземленной нейтралью. а б 31 / 70 252 Безопасность жизнедеятельности Если емкость проводов относительно земли мала, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, значение тока через человека определяется из выражения: I h = U ф /(R h + R ос + R об + R из /3), где R h , R ос , R об , R из — сопротивление человека, основания, обуви и изоляции проводов относительно земли соответственно. При подстановке численных значений R h = 1 кОм, R ос = 30 кОм, R об = 20 кОм и R из = 150 кОм I h = 220/(1000 + 30 000 + 20 000 + + 150 000/3) » 2,2 мА, что больше порогового ощутимого, но меньше порогового неотпускающего тока, и вероятность благоприятного исхо- да весьма велика. Даже при наиболее неблагоприятных условиях (проводящий пол, проводящая обувь, то есть R ос = 0; R об = 0) и при том же реальном зна- чении сопротивления изоляции R из = 150 кОм ток через человека ра- вен I h = 220/(1000 + 150 000/3) = 4,4 мА, что все еще меньше порого- вого неотпускающего, и поэтому исход должен быть по-прежнему бла- гоприятный. Как видно из примеров, в сети с изолированной нейтралью безо- пасные условия эксплуатации электроустановки зависят прежде все- го от изоляции проводов относительно земли, а также от сопротивле- ния основания и обуви. Однако в сетях с большой емкостью относи- тельно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается. В сети с заземленной нейтралью (рис. 7.6б) в случае прикоснове- ния к голому фазному проводу он оказывается под фазным напряже- нием. Ток проходит через тело человека в землю и далее через зазем- ление нейтрали в сеть. Ток в этом случае равен I h = U ф /(R h + R ос + R об + R 0 ), где R 0 — сопротивление заземления нейтрали. В случае нахождения человека на проводящем полу (например, металлическом) и хорошей проводимости обуви, то есть при R ос = 0; R об = 0 и сопротивлении заземления нейтрали R 0 = 4 Ом (для U л = = 380 В), которым можно пренебречь, ток, проходящий через тело че- ловека, будет не менее опасным для жизни, чем при двухфазном при- косновении. Он равен I h = U ф /R h = 220/1000 = 0,22 А = 220мА. Этот ток является смертельно опасным, а сопротивление изоляции не ограни- чивает тока поражения. При увеличении сопротивления основания и обуви опасность по- ражения электрическим током понижается. Так, если R ос = 30 кОм; 32 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 253 R об = 20 кОм, I h = 220/(1000 + 30 000 + 20 000) = 4,4 мА, что с боль- шой вероятностью безопасно для человека. Поэтому для улучшения условий безопасности персонала в помещениях с электроустановка- ми предусматриваются изолирующие полы и применяется изолирую- щая обувь, изолирующие перчатки и инструмент с изолирующими ручками. При нормальных условиях эксплуатации электроустановок одно- фазное включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью. Но в случае замыкания одной из фаз на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение возрастает от фазного до линейного, а в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения незначительно. В электроустановках напряжением выше 1 кВ вследствие большой их протяженности и, следовательно, большой емкости между фазами и емкости фаз относительно земли опасность однофазного и двухфаз- ного прикосновения практически одинакова и не зависит от режима нейтрали. Любое прикосновение к токоведущим частям в электроус- тановках напряжением выше 1 кВ опасно независимо от схемы пита- ния. Поэтому здесь принимаются все меры для того, чтобы сделать токоведущие части недоступными для случайного прикосновения че- ловека. Их располагают на недоступном расстоянии, надежно ограж- дают, строго регламентируют порядок доступа к электроустановке и т. д. Рассмотрим условия поражения током в случае прикосновения человека к нормально изолированным частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением из-за замыкания фазы на корпус (рис. 7.7). Опасность поражения будет определяться в первую очередь напряжением прикосновения, которое будет равно разности между по- тенциалом j р = j к на заземленном корпусе, к которому человек прика- сается рукой, и потенциалом j н поверхности земли в точке нахождения Рис. 7.7 Схема поражения током в случае прикосновения человека к нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением: I — потенциальная кривая; II — кривая напряжения прикосно- вения. 33 / 70 254 Безопасность жизнедеятельности ног: U пр = j к – j н . Так как на любом из корпусов оборудования, при- соединенных к заземлителю, потенциал будет равен потенциалу за- землителя j з , то U пр = j з – j н В случае нахождения человека над заземлителем (рис. 7.7, поз. 1) напряжение прикосновения равно нулю, так как потенциалы рук и ног одинаковы и равны потенциалу заземлителя. При удалении от заземлителя напряжение прикосновения стремится к максимально- му значению, так как потенциал ног стремится к нулю, то есть U пр = = j з – 0 (поз. 3). Фактически напряжение прикосновения, приложенное собствен- но к телу человека, будет меньше значения U пр ввиду падения напря- жения на сопротивлении обуви и основания пола или грунта непо- средственно под каждой ногой. Применение диэлектрических перча- ток, галош или бот увеличивает общее сопротивление и, следовательно, уменьшает значение тока, проходящего через тело человека. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ Перечислим основные причины поражения электрическим током: 1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящим- ся под напряжением в результате ошибочных действий при проведе- нии работ; неисправности защитных средств, которыми пострадавший касался токоведущих частей и др., а также приближение на опасное расстояние к высоковольтным частям, из-за чего может произойти пробой. 2. Появление напряжения на металлических конструктивных час- тях электрооборудования в результате повреждения изоляции токове- дущих частей; падение провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования и др. 3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате ошибочного включения установки, замыкания между от- ключенными и находящимися под напряжением токоведущими час- тями, разряда молнии в электроустановку и др. 4. Возникновение напряжения шага на участке земли, где нахо- дится человек, в результате замыкания фазы на землю, выноса потен- циала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами), неисправностей в устройстве защит- ного заземления и др. Напряжением шага называется напряжение между точками зем- ли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одно- временном касании их ногами человека. 34 / 70 Раздел 2. Человек в мире опасностей 255 Если человек будет находиться в зоне растекания тока, например при повреждении воздушной линии электропередачи, или наруше- нии изоляции силового кабеля, проложенного в земле, или при стека- нии тока через заземлитель, и стоять при этом на поверхности земли, имеющей разные потенциалы в местах, где расположены ступни ног, то на длине шага возникает напряжение U ш = j x – j x+s , где j х и j x+s — потенциалы точек расположения ног; s = 0,8 м — длина шага (рис. 7.8). Электрический ток, протекающий через тело человека в этом слу- чае, зависит от значения тока замыкания на землю, сопротивления основания пола и обуви, а также от расположения ступней ног. Напряжение шага может быть равным нулю, если обе ноги чело- века находятся на эквипотенциальной линии, то есть линии электри- ческого поля, обладающей одинаковым потенциалом. Напряжение шага может быть уменьшено до минимума, если свести ступни ног вместе. Наибольший электрический потенциал будет в месте соприкосно- вения проводника с землей. По мере удаления от этого места потенци- ал поверхности грунта уменьшается, и на расстоянии, примерно рав- ном 20 м, он может быть принят равным нулю. Напряжение шага всегда меньше напряжения прикосновения. Кроме того, протекание тока по нижней петле «нога–нога» менее опас- но, чем по пути «рука–нога». Однако в практике немало случаев пора- жения людей при воздействии напряжения шага. Поражение при на- пряжении шага усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается на теле через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека обу- словливает бульшую разность потенциалов, приложенных к его телу. Для защиты от поражения электрическим током могут применяться следующие меры: 1. Обеспечение недоступности токоведущих частей, находящих- ся под напряжением. 2. Устранение опасности пора- жения при появлении напряже- ния на корпусах, кожухах и дру- гих частях электрооборудования, достигаемое прежде всего техниче- скими мерами: защитным заземле- нием, занулением, защитным от- ключением, применением малых напряжений и др. Рис. 7.8 Схема напряжения шага при одиночном заземлителе 35 / 70 256 Безопасность жизнедеятельности 3. Использование специальных электрозащитных средств. 4. Организация безопасной эксплуатации электроустановок. Выбор той или иной меры защиты зависит от ряда обстоятельств: от вида электрической установки, значения напряжения, характера помещения, в котором размещается электроустановка, и т. п. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какое действие на организм человека оказывает электрический ток и в чем оно выражается? 2. Укажите, какие виды поражения производит электрический ток. 3. Укажите основные факторы, влияющие на исход поражения током. 4. От чего зависит электрическое сопротивление тела человека? 5. Что является основным фактором, определяющим исход поражения то- ком? 6. Укажите пороговые значения ощутимого, неотпускающего и фибрилля- ционного токов. Какое значение тока принимается за смертельное? 7. На какие классы по опасности поражения током делятся помещения? Охарактеризуйте каждый класс. 8. Какая схема включения человека в цепь тока является наиболее опас- ной и почему? 9. Какая сеть является более опасной при однофазном прикосновении — с изолированной нейтралью или с заземленной нейтралью — и по какой причине? 10. Укажите основные причины поражения током. 11. Что такое напряжение прикосновения и напряжение шага? Как должен вести себя человек в зоне стекания тока в землю, чтобы уменьшить опас- ность? |