Методы и средства обеспечения электробезопасности

В современных образовательных учреждениях широко применяются в специализированных учебных кабинетах электроприборы и установки. В отличие от других источников опасности электрический ток невозможно обнаружить без приборов дистанционно, поэтому воздействие его на человека всегда неожиданно. Опасность поражения током возникает при непосредственном соприкосновении человека с оголёнными токоведущими частями электроустановок, при прикосновении к металлическим корпусам приёмников, случайно оказавшихся под напряжением, а также в результате так называемого шагового напряжения, появляющегося вблизи мест замыкания токоведущих частей на землю.

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент (2–3 %), однако по числу травм с тяжёлым, и особенно летальным, исходом занимает одно из первых мест.

Электротравмы происходят по следующим причинам:

– организационные (нарушение требований правил и инструкций, недостатки в обучении персонала);

– технические (ухудшение электрической изоляции, отсутствие ограждений, сигнализации и блокировки, дефекты монтажа и др.);

– психофизиологические (переутомление, несоответствие психофизиологических показаний данной профессии и др.).

Виды травм, связанных с воздействием электрической энергии на человека, могут быть различны по тяжести и зависят от ряда факторов, в том числе от строения живого организма, напряжения, рода и частоты тока, длительности действия тока и пути его протекания, схемы включе­ния тела человека в электрической цепи, условий окружающей среды.

Проходя через тело человека, электрический ток оказываеттермическое, электролитическое, биологическое, механическое и световое действия.

Термическое действие тока вызывает нагрев и ожоги участков тела.

Электролитическое действие тока заключается в электролитическом разложении жидкостей в организме человека, в том числе и крови.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей и сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц лёгких и сердца. Это ответные реакции организма, которые обусловлены нарушением биоэлектрических процессов, протекающих в организме человека.

Механическое действие может вызвать разрывы тканей, а световое действие – поражение глаз. Электрический ток приводит к двум видам

поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы – это местные поражения тканей и органов. К ним относятся: электрические ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи, механические повреждения в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц при протекании тока (разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов, переломы костей), а также электроофтальмия – воспаление глаз в результате воздействия ультрафиолетовых лучей электрической дуги.

Наиболее опасенэлектрический удар, приводящий к остановке работы сердца и лёгких. Оба вида травмы могут сопутствовать друг другу.

Степень воздействия электрического тока на живой организм зависит от величины и длительности протекания тока, электрического сопротивления человека, рода, частоты и пути прохождения тока. Основным поражающим фактором являетсясила тока, протекающего через тело человека, обусловливающая различную реакцию организма: от ощущения легкого зуда (0,6–1,5 мА, частоты 50 Гц и 5–7 мА постоянного тока) до непроизвольного судорожного сокращения тканей мышц (25 мА переменного и 80 мА постоянного токов), а также фибрилляция сердца и его остановка (100 мА и выше). Здесь мА – миллиампер равный 0,001 А.

При выборе и расчёте устройств и других средств защиты учитываются три основных параметры:сила тока I, протекающего через тело человека, напряжение прикосновения U и длительность протекания тока t.

Напряжение прикосновения – это разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек. Если человек одновременно касается двух проводников электрической цепи, то напряжение прикосновения будет равно напряжению источника.

В случае прикосновения человека к повреждённой установке, имеющей заземление, напряжение прикосновения будет гораздо ниже напряжения источника, так как любое заземляющее устройство снижает потенциал корпуса электроустановки, оказавшегося под напря­жением, до допустимого значения (при условии выполнения требований к конструкции и величине сопротивления заземляющего устройства со­гласно «Правилам устройства электроустановок» – сокращенно ПУЭ [193]).

Напряжение шага – это разность электрических потенциалов двух точек на поверхности земли, на которых одновременно стоит человек.

Постоянный ток менее опасен, чем переменный (в 4 – 6 раз по сравнению с током промышленной частоты). Самым опасным является ток частотой 70 Гц. Ток промышленной частотой 50 Гц равноценен по опасности такому же току частотой 100 Гц. С ростом частоты значения поражающих токов увеличиваются, т. е. опасность поражения уменьшается.

Путь, или петля, тока в организме человека во многом определяет тяжесть поражения. Различают так называемые большие (полные) петли, которые захватывают область сердца (через сердце проходит 8–12 % общего значения тока), и малую петлю, когда через сердце проходит до 0,4 % всего тока. К большим петлям относятся следующие пути тока: «рука – рука», «правая рука – ноги», «левая рука – ноги», «голова – рука», «голова – ноги». Малой петлёй является путь тока «нога – нога». Поражения человека электрическим током, протекающим по большим петлям, гораздо чаще в случаях электротравматизма (до 94 % общего числа) и носят более тяжёлый характер (более 80 % пострадавших теряли сознание).

Сила тока, проходящего через организм человека, определяется приложенным напряжением и суммарным электрическим сопротивлением цепи, в которую оказался включённым человек, имеющий своё электрическое сопротивление. Сопротивление тела человека (омическое) зависит от внутреннего и наружного сопротивлений. Основной составляющей является наружное сопротивление рогового слоя кожи (эпидермиса). Если принять сопротивление кожи в относительных единицах за 100 %, то сопротивление внутренних тканей 15–20 % (600-800 Ом), а нервных волокон – не более 2,5 %. В качестве расчётной величины сопротивления тела принято значение 1 кОм (1000 Ом), но в жизни для конкретного человека эта величина меняется в широких пределах.

На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывают влияние многие факторы, в том числе физическое и психическое состояние человека. Повреждение или заболевание кожных покровов, общее недомогание, усталость, голод, алкогольное опьянение или наркотическое отравление, эмоциональное возбуждение значительно снижают сопротивление. Так, при сухой и неповреждённой коже её сопротивление у здорового человека может достигать 20 кОм; пот или загрязнение кожи снижают эту величину в 12–15 раз. Электрическое сопротивление человека, находящегося в воде, уменьшается в 25 раз. На величину сопротивления влияют также приложенное напряжение и длительность нахождения человека под ним. Чем выше напряжение, тем меньше сопротивление тела. Чем больше времени человек оказался включённым в электрическую цепь, тем тяжелее последствия травмы, так как с течением времени резко увеличивается сила тока из-за уменьшения сопротивления и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Пороговые значения поражающих токов зависят от продолжительности их воздействия на организм. Для электрического тока промышленной частоты они составляют 500 мА – при длительности 0,1 с; 100 мА – при длительности 0,5 с; 50 мА – при длительности 1 с. С учётом этого принято различать кратковременное (до 1 с) и длительное (1 с и более) воздействия тока на человека.