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.