Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека или, иначе говоря, при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.
Опасность такого прикосновения, оцениваемая значением тока, проходящего через тело человека, или же напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, качества изоляции токоведущих частей от земли, а также от значения емкости токоведущих частей относительно земли и т. п.
Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными. Однако наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя проводами и между одним проводом и землей (рисунок 13.5). Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.
Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным включением, а вторую - однофазным.
Двухфазное включение, т. е. прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, поэтому через тело человека пойдет больший ток (А):
I h = 1,73U ф /R h = U л /R h , 7)
где U л - линейное напряжение, т. е. напряжение между фазными проводами сети, равное , В; U ф - фазное напряжение, т. е. напряжение между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора, генератора) или между фазным и нулевым проводами, В.
Нетрудно представить, что двухфазное включение является одинаково опасным в сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралями. При двухфазном включении опасность поражения не уменьшится и в том случае, если человек надежно изолирован от земли, т. е. если он имеет на ногах диэлектрические галоши или боты, либо стоит на изолирующем полу или на диэлектрическом коврике.
Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, чем двухфазное, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий через тело человека. Кроме того, на значение этого тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.
Втрехфазной трехпроводной сети с изолированнойнейтралью силу тока (А), проходящего через тело человека, при прикосновении к одной из фаз сети в период ее нормальной работы (рисунок 6) определяют следующим выражением:
где Z - комплекс полного сопротивления одной фазы относительно земли, Ом, Z = r/(l + jwCr), r и С - соответственно сопротивление изоляции провода (Ом) и емкость провода (Ф) относительно земли (приняты для упрощения одинаковыми для всех проводов сети).
Ток в действительной форме составит, А:
. (9)
Если емкость проводов относительно земли мала, т. е. С » 0, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности,то уравнение (15) примет вид
Если же емкость велика, а проводимость изоляции незначительна, т. е. r » ¥, что обычно имеет место в кабельных сетях, то согласно выражению (5) сила тока (А), проходящего через тело человека, будет равна
, (11)
где х с - емкостное сопротивление, равное 1/wС, Ом; w - угловая частота, рад/с.
Из выражения (6) следует, что в сетях с изолированной нейтралью, обладающих незначительной емкостью между проводами и землей, опасность для человека, прикоснувшегося к одной из фаз в период нормальной работы сети, зависит от сопротивления проводов относительно земли: с увеличением сопротивления опасность уменьшается, поэтому очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние для своевременного выявления и устранения возникших неисправностей. Однако в сетях с большой емкостью относительно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности прикосновения утрачивается, что видно из уравнений (5) и (7).
Втрехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью проводимость изоляции и ёмкостная проводимость проводов относительно земли малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали, поэтому при определении силы тока, проходящего через тело человека, касающегося фазы сети, ими можно пренебречь.
При нормальном режиме работы ее r и сила тока I h , проходящего через тело человека, будет (рисунок 7) равна:
I h = U ф /(R h + r 0), (12)
где r 0 - сопротивление заземления нейтрали, Ом.
Как правило, r 0 £ 10 Ом, сопротивление же тела человека R h не опускается ниже нескольких сотен Ом×м. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (8) можно пренебречь значением r 0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением U ф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления U ф на R h . Отсюда следует, что прикосновение к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью (см. уравнения (6) и (8)).
Анализ условий электробезопасности
Анализ условий электробезопасности заключается в определении величины тока через тело человека (I h) для конкретного случая.
Сравнивая полученные расчетным путем величины тока через тело человека с величиной условно безопасного тока (10мА) делают вывод об опасности данного случая. Если величина тока через тело человека превышает величину условно-безопасного тока - случай считают опасным. Если нет - не опасным. Так как человек в большинстве случаев пользуется сетью до 1000В, а эти сети, как правило, имеют небольшую протяженность, емкостью фазных проводов относительно земли можно пренебречь, считая, что сопротивление изоляции проводов (R из) относительно земли чисто активным.
Определить величину тока через тело человека можно так:
I h = U пр / R h
Сложность расчета заключается в нахождении напряжения прикосновения (U пр). Для нахождения этой величины прибегают к такому приему: определяют путь тока через тело человека, из которого и находят источник напряжения и сопротивления, через которые протекает ток.
Наиболее характерным бывают две схемы включения: между двумя проводами и между одним проводом и землей.
Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным включением, а вторую однофазным.
9.1.1. Двухфазное включение
Двухфазное включение, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное, и поэтому через тело человека пойдет большой ток (рисунок. 9.1.).
Рисунок 9.1. Двухфазное включение человека в сеть.
где, I h – ток через тело человека
U пр - напряжение прикосновения
Для сети 380/220
Ток опасный для жизни человека
9.1.2. Однофазное включение.
Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, т.к. напряжение под которым оказывается человек не превышает фазного. Кроме того, на значение тока через тело человека влияет также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление обуви человека и другие факторы.
9.1.2.1. Однофазная сеть.
Рисунок 9.3. Схема включения
Рисунок 9.4. Схема замещения
Ток через тело человека можно найти как:
Из выражения можно сделать выводы:
1. Чем больше сопротивление изоляции относительно земли, тем меньше опасность однофазного прикосновения к проводу
2. Прикосновение человека к проводу с большим сопротивлением изоляции более опасно, т.к. напряжение прикосновение будет больше.
9.1 1.2. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью:
Рассмотрим два режима сети:
а) Нормальный режим работы (сопротивление изоляции имеют большое (нормированное) значение.
Рисунок 9.5. Однофазное включение в 3 х фазную сеть
с изолированной нейтралью
При равенстве сопротивлений изоляцииR из1 =R из2 =R из3 , величина тока через тело человека определяется выражением
В таких сетях опасность для человека, прикоснувшегося к проводу, при нормальном состоянии сети, зависит от сопротивления изоляции. Чем оно больше, тем меньше опасность. Поэтому, очень важно в таких сетях обеспечивать высокое сопротивление изоляции и контролировать ее состояние для своевременного выявления и устранения возникших неисправностей.
Согласно ПЭУ сопротивление изоляции проводов относительно земли в установках до 1000В не должно быть менее 500к.
б) При аварийном режиме - замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление замыкания - R зм.(рисунок 9.6.)
Рисунок 9.6 Аварийный режим в сети
Обычно R зм лежит в пределах от 50 до 200Ом.
Ток через тело человека, как и в нормальном режиме будет протекать и через сопротивления изоляции проводов относительно земли, но его величина будет значительно меньше, чем ток, протекающий через малое сопротивление замыкания. Поэтому величиной тока, протекающего через сопротивление изоляции, можно пренебречь и считать, что ток протекает только через сопротивление замыкания и тело человека.
Это очень опасно.
9.1.2.3. Трехфазная трехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью:
Глухозаземленной называется нейтраль трансформатора или генератора присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, трансформатор тока).
а) Нормальный режим работы
Рисунок 9.7.
Сопротивление заземления нейтрали R о нормируется в зависимости от максимального напряжения сети.
При U л =660В, R о =2Ом, при U л =380В, R о =4Ом, при U л =220В, R о =8Ом
Током, протекающим через тело человека и сопротивлением изоляции проводов можно пренебречь, по сравнению с током, протекающим через тело человека и малое сопротивление заземления нейтрали. Величина этого тока определяется из выражения:
Из выражения видно, что в сети с глухозаземленной нейтралью в период нормальной работы сети прикосновение к одному из проводов более опасно, чем прикосновение к проводу нормально работающей сети с изолированной нетралью.
б) При аварийном режиме работы - когда одна из фаз сети замкнута на землю через малое сопротивление R зм (рисунок 9.8.).
Рисунок 9.8.
Если провести анализ этого случая, то можно сделать следующие выводы:
2. Если принять R о равным 0, то человек окажется под фазным напряжением.
В реальных условиях R зм и R о всегда больше нуля, следовательно, человек, касаясь провода в аварийном режиме сети, попадает под напряжение меньше линейного, но больше фазного.
Трёхфазная трёхпроводная электрическая сеть переменного тока с изолированной нейтралью (в системе IT).
Двухфазное прикосновение к токоведущим частям (рис. 3).
Рис. 3. Двухфазное (двухполюсное) прикосновение к токоведущим частям в системе IT
U ф – фазное напряжение; I h – сила тока, протекающего через человека;
R h – сопротивление человека; L 1 , L 2 , L 3 – фазные проводники.
Сила тока (I h , А), протекающего через человека, определяется по формуле
где U л – линейное напряжение, В;
U ф – фазное напряжение, В;
R h – сопротивление человека, Ом.
Например, в электросети с линейным напряжением 380 В (U ф = 220 В) при сопротивлении тела человека 1000 Ом сила тока, протекающего через человека, составляет:
Эта сила тока смертельно опасна для человека.
При двухфазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима работы нейтрали. Опасность прикосновения не уменьшится и в том случае, если человек будет надёжно изолирован от земли.
Однофазное прикосновение (рис.4.) происходит во много раз чаще, чем двухфазное, но оно менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т.е. меньше линейного в 1,73 раза и, кроме того, ток, протекающий через человека, возвращается к источнику (электросети) через изоляцию проводов, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.
Рис.4. Однофазное (однополюсное) прикосновение к токоведущим частям в системе IT
r 1 , r 2 , r 3 – сопротивление изоляции проводов электросети; с 1 , с 2 , с 3 – ёмкость проводов электросети
Сила тока (I h , А), протекающего через человека, для этого случая определяется по формуле
где R п – переходное сопротивление, Ом (сопротивление пола, на котором стоит человек и обуви); Z – сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом (активная и емкостная составляющие).
В наиболее неблагоприятной ситуации, когда человек имеет токопроводящую обувь и стоит на токопроводящем полу (R п ~ 0), сила тока, протекающего через тело, определяется по формуле
если U ф = 220 В, R h = 1 кОм, Z = 90 кОм, то I h = 220/(1000 + (90000 / 3)) = 0,007 А (7 мА).
Трёхфазная четырёхпроводная электрическая сеть переменного тока с заземлённойнной нейтралью (в системе TN).
Однофазное прикосновение к токоведущим частям.
Рис.5. Однофазное (однополюсное) прикосновение к токоведущим частям в системе TN
R 0 – сопротивление заземления нейтрали электросети
В четырёхпроводной электрической сети переменного тока с глухозаземлённой нейтралью (система TN) ток, проходящий через человека, возвращается к источнику (электросети) не через изоляцию проводов, как в предыдущем случае, а через сопротивление заземления нейтрали (R 0) источника тока (рис. 5). Сила тока, проходящего через тело человека, определяется при этом по формуле:
где R 0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.
Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль источника тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В. Это сопротивление должно быть обеспечено с учётом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE-проводника воздушных линий электропередач (ВЛ) напряжением до 1 кВ. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали источника тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же линейных напряжениях 660, 380 и 220 В.
Пример. В наиболее неблагоприятной ситуации, рассмотренной выше, при U ф = 220 В, R h = 1000 Ом, R п ~ 0 Ом R 0 = 30 Ом сила тока, протекающего через тело человека, составит:
I h = 220/1000 + 30 = 0,214 А (214 мА), что смертельно опасно для человека.
Если обувь не токопроводящая (например, резиновые галоши с сопротивлением 45 кОм) и человек стоит на не токопроводящем полу (например, деревянный пол с сопротивлением 100 кОм), т.е. R п = 145 кОм, то сила тока, протекающего через тело человека, составит:
I h = 220/1000 + 60 + 145000 = 0,0015 А (1,5 мА), что опасности для человека не представляет.
Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение человека к одному фазному проводу электросети сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в электросети с заземлённой нейтралью.
Рассмотренные выше схемы включения человека в электрическую цепь трёхфазного переменного тока справедливы для нормальных (безаварийных) условий работы электрических сетей.
В аварийном режиме работы трёхфазной электрической сети переменного тока один из фазных проводов, например, электросети с заземлённой нейтралью (в системе TN) может быть замкнут на землю (при срабатывании системы защитного заземления, падении фазного провода на землю и т.п.) через сопротивление R зм (рис. 6).
Рис. 6. Однофазное (однополюсное) прикосновение к токоведущим частям в аварийном режиме работы электросети.
R зм – сопротивление замыкания фазного провода (L 2) на землю
Сила тока, проходящего через тело человека, касающегося в этой ситуации одного из исправных фазных проводов (L 1 , L 3), определяется из уравнения
где R зм – сопротивление замыкания фазного провода на землю, Ом.
Если при этом R зм ~ 0 или намного меньше и R 0 , и R h , то им можно пренебречь, тогда сила тока, проходящего через тело человека, будет определяться по формуле
т. е. человек будет включаться в электрическую цепь двухфазно, причём вторая фаза подключается к нему через ноги и на величину I h будет оказывать существенное влияние переходное сопротивление R п.
При напряжениях до 1000 В в производственных условиях широкое распространение получили обе рассмотренные выше схемы трехфазных электрических сетей переменного тока: трёхпроводная с изолированной нейтралью (система IT) и четырёхпроводная с заземлённой нейтралью (система TN).
Электрическую сеть с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень сопротивления изоляции фазных проводов и незначительную ёмкость последних относительно земли. Такими являются электрические сети малоразветвлённые, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала. Так, например, в угольных шахтах используются только электросети с изолированной нейтралью.
Электрическую сеть с заземлённой нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (например, из-за высокой влажности или агрессивной среды), когда нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции, либо когда ёмкостные токи электросети вследствие значительной её разветвлённости достигают больших значений, опасных для человека.
При напряжении выше 1000 В по технологическим причинам электрические сети напряжением до 35 кВ включительно имеют изолированную нейтраль, свыше 35 кВ – заземлённую. Поскольку такие электросети имеют большую ёмкость проводов относительно земли, для человека одинаково опасным является прикосновение к их фазным проводам независимо от режима работы нейтрали энергоисточника. Поэтому режим работы нейтрали электросети напряжением выше 1000 В по условиям безопасности не выбирается.
Тяжесть поражения электрическим током во многом определяется схемой включения человека в цепь. Схемы образующихся при контакте человека с проводником цепей зависят от вида применяемой системы электроснабжения.
Наибольшее применение получили четырехпроводные сети напряжением 380/220 В. Что это такое? От источника электрической энергии к потребителям идут четыре провода, три из которых называются фазными, а один нулевым. Напряжение между двумя фазными проводами равно 380В (такое напряжение называется линейным), а между нулевым проводом и любым из фазных проводов 220В (такое напряжение называется фазным).
Для питания осветительных установок, телевизоров, холодильников используется однофазная сеть - один фазный провод и нулевой провод (то есть 220 В). Наиболее распространены электрические сети, в которых нулевой провод заземлен. Прикосновение к нулевому проводу практически не представляет опасности для человека; опасен только фазный провод. Однако разобраться, какой из двух проводов нулевой, сложно - по виду они одинаковы. Делают это при помощи специального прибора - определителя фазы.
Рассмотрим возможные схемы включения человека в электрическую цепь при прикосновении к проводникам тока однофазной (двухпроводной) сети. Наиболее редким, но и наиболее опасным, является прикосновение человека к двум проводам или проводникам тока, соединенным с ними.
Предположим, вы решили выполнить ремонт электропроводки - изолировать провода, отремонтировать или поставить новые розетку и выключатель, но забыли обесточить электросеть. Выполняя монтажные работы, вы коснулись одной рукой фазного, а другой нулевого провода. Через вас потечет ток по пути «рука-рука», то есть сопротивление цепи будет включать только сопротивление тела. Если принять сопротивление тела в 1 кОм (эта цифра обычно принимается при расчетах), то по закону Ома через вас потечет ток:
I (сила тока) =220 В: 1000 Ом = 0,22 А = 220 мА.
Это смертельно опасный ток. Тяжесть электротравмы, и даже ваша жизнь, будет зависеть, прежде всего, от того, как быстро вы освободитесь от контакта с проводником тока (разорвете электрическую цепь), ибо время воздействия в этом случае является определяющим.
При работе с электропроводкой обязательно отключите электропитание, а на выключатель повесьте предупреждающую табличку: «Не включать - работают люди», а лучше поставьте наблюдателя.
Поражение электрическим током может произойти при ремонте бытовых электроприборов (пылесоса, кофеварки, стиральной машины), теле-радиоаппаратуры. Вы хорошо знаете, что работать под напряжением нельзя, и отключили электропитание выключателем на электроприборе. Однако при этом напряжение будет на входных контактах выключателя. В процессе работы вы можете забыть об этом и прикоснуться к ним или случайно нажать на выключатель и включить электроток. Напряжение на некоторых элементах бытовой аппаратуры может достигать очень больших величин. Например, напряжение, подаваемое на электронно-лучевую трубку телевизора, монитора ПЭВМ достигает 15000-18000 В.
Ремонт электроприборов, теле- и радиоаппаратуры, электрооборудования можно выполнять только при вынутой из розетки электрической вилке устройства.
Значительно чаще встречаются случаи, когда человек одной рукой соприкасается с фазным проводом или частью прибора, аппарата, который электрически соединен с ним.
Вы решили просверлить отверстие с помощью электрической дрели. Дрелью вы давно не пользовались, но она была исправна. Ваша работа может завершиться как успешно, так и закончиться поражением электрическим током различной тяжести - от легкого удара до смертельного исхода. Почему это может произойти? Изоляция с течением времени стареет, при этом ее изолирующие свойства ухудшаются (уменьшается электрическое сопротивление). Особенно быстро портится изоляция при длительном нахождении в сыром помещении или агрессивной среде (например, в среде па-ров серной кислоты). Токопроводящая пыль, вода, попавшие в дрель, могут замкнуть фазный проводник на корпус (рукоятку) дрели. Изоляцию подводящих проводов может погрызть мышь. Если корпус электродрели металлический - вы фактически соприкасаетесь с фазным проводом, если пластмассовый - электрический контакт может иметь место при нарушении целостности корпуса (трещине) или мокром корпусе.
Как потечет ток через человека, и какая электрическая цепь образуется? Если вторая рука лежит также на корпусе дрели или не касается каких-либо других проводящих предметов, ток потечет по пути «рука - ноги». Ток через человека, обувь, основание (пол), железобетонные конструкции здания будет стекать в землю и через нее на нулевой провод (ведь нулевой провод заземлен). Образуется замкнутая электрическая цепь, величина тока в которой будет определяться ее суммарным электрическим сопротивлением. Если вы в изолирующей сухой обуви (кожаной, резиновой) стоите на сухом деревянном полу, сопротивление цепи будет большим, а сила тока по закону Ома небольшой.
Например, сопротивление пола 30 кОм, кожаной обуви 100 кОм, сопротивление человека 1 кОм. Ток, который потечет через человека:
I (сила тока) = 220 В: (30000 + 100000 + 1000) Ом = 0,00168 А =1,68 мА.
Этот ток близок к пороговому ощутимому току. Вы почувствуете протекание тока, прекратите работу, устраните неисправность.
Если вы стоите на влажной земле босиком, через тело потечет ток:
I(сила тока) = 220 В: (3000 + 1000) Ом = 0,055 А = 55 мА.
Этот ток может вызвать нарушение в работе легких и сердца, а при длительном воздействии и смерть. Если вы стоите на влажной почве в сухих и целых резиновых сапогах, через тело потечет ток:
I(сила тока) = 220 В: (500000 + 1000) Ом = = 0,0004 А = 0,4 мА.
Протекание такого тока вы можете не почувствовать. Но небольшая трещина или прокол на подошве сапог может резко уменьшить сопротивление резиновой подошвы и сделать работу опасной.
Перед тем как приступить к работе с электрическими устройствами (особенно длительное время не находящимися в эксплуатации), их необходимо тщательно осмотреть на предмет отсутствия повреждений изоляции. Электроустройства необходимо протереть от пыли и, если они влажные, просушить. Мокрые электрические устройства эксплуатировать нельзя! Электрический инструмент, приборы, аппаратуру лучше хранить в целлофановых мешках, чтобы исключить попадание в них пыли или влаги. Работать надо в сухой обуви. Если надежность электрического устройства вызывает сомнения, надо подстраховаться - подложить под ноги сухой деревянный настил или резиновый коврик. Можно использовать резиновые перчатки.
Другая схема протекания тока возникает тогда, когда ваша вторая рука касается хорошо проводящего предмета, электрически соединенного с землей. Это может быть водопроводная труба, отопительная батарея, металлическая стенка гаража и т.д. Ток протекает по пути наименьшего электрического сопротивления. Указанные предметы практически накоротко соединены с землей, их электрическое сопротивление очень мало. Путь протекания тока через тело в данном случае - «рука-рука», то есть практически совпадает со случаем одновременного прикосновения руками к двум проводам - фазному и нулевому. Как было показано раньше, ток может достигнуть величины 220 мА, т.е. смертельно опасен. В сыром помещении даже деревянные конструкции становятся хорошо проводящими электрический ток.
Работа в сырых помещениях, при наличии вблизи от человека хорошо проводящих предметов, соединенных с землей, представляет исключительно высокую опасность и требует соблюдения повышенных мер электробезопасности. Часто в таких помещениях используют пониженные напряжения - 36 и 12 вольт.
При работе с электрическими устройствами не прикасайтесь к предметам, которые могут быть электрически соединены с землей.
Мы рассмотрели далеко не все возможные схемы электрических сетей и варианты прикосновения. На производстве вы можете иметь дело с более сложными схемами электроснабжения, находящимися под значительно большими напряжениями, а значит, и более опасными. Однако основные выводы и рекомендации для обеспечения безопасности практически такие же.
Вопросы выходного контроля.
1. Какое прикосновение к проводникам, находящимся под напряжением, наиболее опасно для человека?
2. Почему прикосновение рукой к предметам, соединенным с землей (например, водопроводной трубой), при работе с электрическими устройствами резко увеличивает опасность поражения током?
3. Почему при ремонте электрической аппаратуры нужно вынимать электрическую вилку из розетки?
4. Зачем при работе с электрическими устройствами необходимо надевать обувь?
5.Как можно уменьшить опасность поражения электрическим током?
6. Какие правила электробезопасности должны соблюдаться при эксплуатации электрических устройств?
7. Мужчина, находясь в ванне, заполненной водой, решил побриться электрической бритвой. Что может произойти и какова опасность поражения мужчины электрическим током?
8. Девушка приняла ванну и, стоя босиком на мокром кафельном полу, решила посушить голову феном. Оцените опасность и возможные последствия.
9. Расскажите о случаях поражения электрическим током, произошедших с вами или другими людьми. В чем причина поражения и какие правила электробезопасности были нарушены?
10. По заданию учителя, который задает параметры сети и схему прикосновения человека к проводам или предметам, находящимся под напряжением, оцените опасность поражения электрическим током.
И.На автомобилях используется постоянный электрический ток напряжением 12В. Отрицательный полюс автомобиля соединен с кузовом автомобиля, положительный - с изолированной электропроводкой. Оцените опасность такого тока для человека.
К таким заболевания, отягощающим исход электротравмы относятся: повышение функции щитовидной железы, многие заболевания нервной системы, стенокардия. Особенно надо отметить влияние алкогольного опьянения. Кроме того, что человек в состоянии алкогольного опьянения чаще совершает ошибки и получает электротравму, у него, вследствии алкогольной интоксикации, центральная нервная система утрачивает свою регулирующую роль в управлении дыханием и кровообращением, что значительно отягощает исход поражения.
Включение человека в цепь электрического тока
Причины включения. Человек включается в цепь электрического тока при непосредственном контакте тела с токоведущей частью электроустановки, находящейся под напряжением. Обычно это происходит по халатности или в результате ошибочных действий человека, а также из-за неисправности электроустановок и технических средств защиты. К таким случаям, например, относятся следующие:
Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, в предположении, что они обесточены;
Прикосновение во время ремонта, чистки или осмотра к ранее обесточенным токоведущим частям, но на которые посторонним лицом ошибочно подано напряжение или произошло самопроизвольное включение неисправного пускового устройства;
Прикосновение к металлическим частям электроустановок, которые обычно не находятся под напряжением, но оказались под напряжением относительно земли из-за повреждения электрической изоляции или других причин (замыкание на корпус);
Возникновение шагового напряжения на поверхности токопроводящего основания (пола), по которому проходит человек; и др.
Схемы включения. Человек может включиться в цепь электрического тока, прикоснувшись к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением, одновременно к двум фазам или к нулевому защитному проводнику и фазе. Соприкосновение с нулевым защитным проводником безопасно (рис.2, а, I), остальные случаи влекут за собой серьезные последствия.
Рис. 2. Схемы путей прохождения электрического тока через тело человека: а – прикосновение к проводам; б – возникновение напряжения прикосновения; в – Возникновение шагового напряжения; I-прикосновение к нулевому проводу; II – прикосновение к фазовому проводу; III – прикосновение к фазовому и нулевому проводам; IV – прикосновение к фазовым проводам; 0 – нулевой провод; 1, 2, 3 – фазные провода; 4 – нейтральная точка; 5- одиночный заземлитель (электрод); А, Б, В- электроустановки
Однофазное (однополюсное) прикосновение (рис.2, а, II и III) происходит наиболее часто при замене ламп и уходе за светильниками, смене предохранителей и обслуживании электроустановок и т.п. В системе с заземленной нейтрально человек окажется под фазным напряжением Uф (в В), которое меньше линейного Uл:
Соответственно меньше будет и величина фазного тока, проходящего через тело человека. Если же человек при этом надежно изолирован от земли (обут в диэлектрические калоши, пол сухой и нетокопроводящий), то однофазное прикосновение опасности не представляет.
Двухфазное (двухполюсное прикосновение) прикосновение более опасно, потому что человек попадает под линейное напряжение (рис. 2, а, IV). Даже при напряжении 127 В и расчетной величине сопротивления тела человека 1000 Ом величина тока в цепи окажется смертельной (127 мА). При двухфазном прикосновении опасность поражения не уменьшится и в том случае, если человек надежно изолирован от земли (пола).
Двухфазные пркосновения происходят редко, обычно при выполнении работ под напряжением, которые строго запрещены.
При повреждении изоляции токоведущих частей и замыкании их на корпус электрооборудования может появиться значительный потенциал. Человек, прикоснувшийся в этом случае к корпусу электроустановки (рис.2, б), окажется под напряжением прикосновения Uп (в В)
где Iч – величина тока, проходящего через человека по пути «рука-нога», А; Rч – сопротивление тела человека, Ом.
Напряжением прикосновения называют разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек, или падение напряжения в сопротивлении тела человека.
Напряжение прикосновения будет расти по мере увеличения расстояния между электроустановкой и заземлителем, достигая максимума на расстоянии 20 м и более. При падении фазного провода на поверхности земли возникает зона растекания тока (рис.2, в).
Человек, проходящий через эту зону, окажется под шаговым напряжением (разность потенциалов) между двумя точками цепи тока, находящихся один от другой на расстоянии шага (0,8 м). Наибольшее шаговое напряжение будет около точки замыкания и, постепенно уменьшаясь, на расстоянии 20 м снизится до нуля.
Не следует приближаться к упавшему проводу ближе чем на 6-8 м. В случае необходимости подхода следует обесточить провод или надеть диэлектрические галоши (боты).
Психо-эмоциональная настороженность – «фактор внимания» при работе с электротоком
Формирование у работающих психо-эмоциональной настороженности, «фактор внимания» при работе с электротоком – важнейшие условие личной профилактики электротравматизма. Этот фактор основывается на знаниях физиологического действия электрического тока на организм при попадании пострадавшего в электрическую цепь.
В частности, решающую роль во многих случаях поражений играет «фактор внимания», т. е., по существу, тяжесть исхода поражения обуславливается в значительной степени состоянием нервной системы человека в момент поражения.
Необходимо, чтобы человек был «собран», что позволяет ожидать какого-либо события во время работы, требующей внимания.
Подобное утверждение правомерно в основном при поражении электрическим током напряжением 220-300 В. При больших напряжениях тяжелый исход чаще всего наступает от ожогов дугой. Здесь уже есть основания полагать, что опасность ожога растет практически линейно в зависимости от значения напряжения.
Фактор внимания, несомненно, вызывает мобилизацию защитных систем организма, усиливает через гипофизарно-адреналовую систему кровообращение сердечной мышцы, мозгового кровотока и делает их более устойчивыми к внешним раздражителям (электротравме).
При факторе внимания расстроить биосистему автоматического регулирования важнейших систем организма (центральной нервной системы, кровообращения, дыхания) значительно труднее.
Однако следует отметить, что роль фактора внимания пока еще не находит достаточного отражения в защитных мероприятиях при электробезопасности.
Но есть уверенность в том, что новые взгляды на электробезопасность живой ткани, дальнейшее изучение природы электрической активности организма человека позволяет раскрыть биофизику механизма поражения человека, что будет учтено в разработке мер по защите от действия электрического тока.
Мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электрооборудования
Технические способы и средства защиты, обеспечивающие электробезопасность, указываются с учетом: источника питания электроэнергией номинального напряжения, рода и частоты тока; режима нейтрали, вида исполнения; условий внешней среды; возможности снятия напряжения с токоведущих частей; характера возможного прикосновения человека к элементам цепи тока.