Диплом. Обоснование выбора датчиков проектируемого прибора

• Название: Обоснование выбора датчиков проектируемого прибора
• Анкор: Диплом.doc
• Дата: 18.02.2018
• Размер: 2.23 Mb.
• Имя файла: Диплом.doc
• Тип: Реферат; #15667
• страница: 15 из 18

Местные электротравмы

Местные электротравмы – ярко выраженное местное 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, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Характерные местные электротравмы:

- Электрические ожоги;

- Электрические знаки;

- Металлизация кожи;

- Механические повреждения ;

- Электроофтальмия .

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.

Около 85% всех ожогов приходится на электромон­теров, обслуживающих действующие электроустановки.

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

Токовый (контактный) ожог возникает в электроустановках относительно небольшого напряже­ния—не выше 1—2 кВ. При более высоких напряжениях, как правило, образуется электрическая дуга или искра, которые и обусловливают возникновение ожога дугового вида – дугового.

Токовые ожоги отмечаются примерно у 38% постра­давших от электрического тока, причем в большинстве случаев они являются ожогами I и II степеней; при на­пряжениях выше 380 В возникают и более тяжелые ожоги—III и IV степеней .

Дуговой ожог наблюдается в электроустановках различных напряжений. При этом в установках до 6— 10 кВ ожоги являются следствием случайных коротких замыканий, например при работах под напряжением на щитах и сборках до 1000В, при измерениях переносны­ми приборами (токоизмерительными клещами) в уста­новках выше 1000В и т. п.

Электрические знаки, именуемые знаками тока или электрическими метками, представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подвергнувшегося действию тока. Обычно знаки имеют круглую или овальную форму и размеры 1-5 мм с углублением в центре. Встречаются знаки в виде царапин, небольших ран, бородавок, кровоизлияний в кожу, мозолей и мелкоточечной татуировки. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также напоминать фигуру молнии.

Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. Происходит как бы омертвение верхнего слоя кожи. Поверхность знака сухая, не воспалена.

Обычно электриче­ские знаки безболез­ненны и лечение их за­канчивается благопо­лучно: с течением вре­мени верхний слой ко­жи сходит и поражен­ное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувст­вительность.

Металлизация ко­жи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавивше­гося под действием электрической дуги. Такое явление встречается при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. При этом мельчайшие брызги расплавленного металла под действием возникших динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек хотя и обладает вы­сокой температурой, но имеет малый запас тепла и, как правило, не способна прожечь одежду. Поэтому пора­жаются обычно открытые части тела—руки и лицо.

Пораженный участок кожи имеет шероховатую по­верхность. Пострадавший ощущает на пораженном участке боль от ожогов за счет тепла занесенного в ко­жу металла и испытывает напряжение кожи от присут­ствия в ней инородного тела.

Обычно с течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и эластичность, исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях и безрезультатным, т. е. пострадав­ший может лишиться зрения. Поэтому работы, при ко­торых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитах и сборках), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем одежда работающего должна быть застёгнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застегнуты у запястьев рук.

Металлизация кожи наблюдается у 10% пострадавших от электрического тока. Причем в большинствеслучаев одновременно с металлизацией возникает дуговой ожог, который почти всегда вызывает более тя­желые поражения, чем металлизация.

Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В ре­зультате могут произойти разрывы сухожилий кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани; могут иметь мес­то вывихи суставов и даже переломы костей. Разумеет­ся, в число этих повреждений не входят аналогичные травмы, обусловленные падением человека с высоты, ушибами о предметы и подобные им случаи, которые могут произойти также при поражении током.

Механические повреждения возникают при относи­тельно длительном нахождении человека под напряже­нием в установках до 380 В и являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. Они возникают довольно редко – примерно у 0,5% лиц, пострадавших от тока. Все случаи механических повреждений сопутствуют электрическим ударам, по­скольку они вызываются током, проходящим через тело человека. Третья часть из них сопровождается, кроме того, контактными ожогами тела.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболо­чек глаз—роговицы и конъюктивы (слизистой оболоч­ки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в ре­зультате воздействия мощного потока ультрафиолето­вых лучей, которые энергично поглощаются клетками 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. Предупреждение электроофтальмии при обслужива­нии электроустановок обеспечивается применением за­щитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла при возникновении электрической дуги.

Электрический удар

Под электрическим ударом следует понимать воз­буждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроиз­вольными судорожными сокращениями мышц. Степень отрицательного воздействия на организм этих явлений может быть различной. В худшем случае электрический удар приводит к нарушению и даже полному прекра­щению деятельности жизненно важных органов—лег­ких и сердца, т. е. к гибели организма. При этом внеш­них местных повреждений человек может и не иметь.

В зависимости от исхода поражения электричес­кие удары можно условно разделить на следующие четыре степени:

I—судорожное сокращение мышц без потери созна­ния;

II—судорожное сокращение мышц с потерей созна­ния, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;

III—потеря сознания и нарушение сердечной дея­тельности или дыхания (или того и другого вместе);

IV—клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от ряда факторов, в том числе от электрического сопротивления тела, тока и длительности его прохождения, рода и частоты тока, а также от индивидуальных свойств человека

Когда электрический удар не приводит к смерти, он, тем не менее, может вызвать серьезные расстройства в организме, которые проявляются сразу за воздействи­ем тока или через несколько часов, дней и даже ме­сяцев.

Электрическим ударам подвергается обычно свыше 80% пострадавших от тока (из числа учитываемых слу­чаев поражения током). При этом большая часть их (55%) сопровождается местными электротравмами, в первую очередь ожогами. Около 25% случаев поражения током—это удары без местных травм, хотя на теле пострадавших можно обнаружить места входа и выхо­да тока—весьма незначительные участки поврежден­ной кожи, которые за их малостью как травмы не учи­тываются.

Электрические удары являются грозной опасностью для жизни пострадавшего: они вызывают 85—87% смер­тельных поражений (считая за 100% все случаи со смертельным исходом от действия тока). Правда, боль­шая часть смертельных случаев (60—62%) является результатом смешанных поражений, т. е. одновремен­ного действия электрических ударов и местных электро­травм (ожогов).

Механизм смерти от электрического тока

Смерть—это полное прекращение взаимосвязи орга­низма с окружающей средой: утрата основных физиологических процессов —сознания, дыхания и сердцебиения, отсутствие реакции на внешние раздражители и т.п.

В более широком смысле смерть— необратимое прекращение обмена веществ в организме, сопровож­дающееся разложением белковых тел.

Различают два основных этапа смерти:

-клиническую смерть;

-биологическую смерть.

Клиническая (или «мнимая») смерть—переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента 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 резко расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла, ибо ткани его еще не подвергаются распаду и в известной степени сохра­няют жизнеспособность.

Не сразу угасают и функции различных органов. В первый момент почти во всех тканях продолжаются обменные процессы, хотя и на очень низком уровне и резко отличающиеся от обычных, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. Эти об­стоятельства позволяют, воздействуя на более стойкие жизненные функции организма, восстановить угасаю­щие или только что угасшие функции, т. е. оживить умирающий организм.

Биологическая (или истинная) смерть - необратимое явление, характеризующееся прекращением биоло­гических процессов в клетках и тканях и распадом бел­ковых структур. Она наступает по истечении периода клинической смерти.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекра­щение дыхания и электрический шок. Возможно также одновременное действие двух или даже всех трех этих причин.

Прекращение сердечной деятельности является наи­более опасной причиной смерти от электрического тока, поскольку возвращение пострадавшего к жизни в этом случае оказывается, как правило, более сложной зада­чей, чем при остановке дыхания или при шоке.

Воздействие тока на мышцу сердца может быть пря­мым, когда ток проходит непосредственно в области сердца, а иногда и рефлекторным, т. е. через централь­ную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца, а также может возникнуть его фибрилляция. Фибрилляция может быть и результатом рефлекторного спазма артерий, питающих сердце кровью. При пораже­нии током фибрилляция сердца наступает значительно чаще, чем полная остановка сердца.

Фибрилляция сердца — хаотические разно­временные сокращения волокон сердечной мышцы (фиб­рилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам.

Фибрилляция продолжается обычно короткое время, сменяясь вскоре полной остановкой сердца.

Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока происходит чаще, чем прекраще­ние сердечной деятельности. Нарушение работы легких вызывается обычно непосредственным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в про­цессе дыхания.

Электрический шок—своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмер­ное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, ды­хания, обмена веществ и т. п.

Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или ги­бель человека в результате полного угасания жизненно важных функций, или выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.[25]

Для проектируемого стенда схему питания выбираем трёхфазную с глухозаземленной нейтралью, т.к. только такие схемы разрешены для питания электроустановок напряжением до 1000 В.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер:

• 
  Заземление;
  
• 
  защитное зануление;
  
• 
  защитное отключение;
  
• 
  малое напряжение;
  
• 
  двойная изоляция.
  

Для проектируемого стенда, согласно ПУЭ, средством защиты выберем зануление. Нулевой защитный проводник, выполненный в виде стальной полосы, проложенной по периметру аудитории и соединяющий проектируемый стенд и глухозаземленную нейтраль. Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и к другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимися под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной электроустановки от питающей сети. Этой цели служит зануление.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой источника тока или её эквивалентом. Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети за минимальное время.[26]

Для проектируемого стенда из ПУЭ выбираем кабель с сечением фазы 2,5 мм². Селективную защиту для двигателя будет обеспечивать автомат типа А31 на 6 А. Общую защиту будет обеспечивать автомат типа А31 на 140 А. Схема лабораторной установки и схема питания показаны на рис.22 и рис.23.

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы на стенде студенты должны ознакомиться с инструкцией по технике безопасности на электроустановках с напряжением до 1000 В.