Электробезопасность и молниезащита зданий и сооружений

Размещено на http:\\www.allbest.ru\

20

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Реферат

на тему: «Электробезопасность и молниезащита зданий и сооружений»

Выполнила:

студентка 2 курса, ИТ-21

очной формы обучения

Лебедева А.В.

Проверила:

Тарасова Е.В.

Йошкар-Ола

2012

Содержание

Вступление

1. Общая характеристика электрического тока

1.1Сила и плотность тока

1.2Мощность

2. Виды поражений организма электрическим током

3. Электрический удар

4. Электрическое сопротивление тела человека

5. Первая помощь пострадавшему от электрического тока

Список литературы

Вступление

Примечательно, что почти все профессии на сегодняшний день так или иначе соприкасаются с использованием электричества.

Электрический ток представляет серьёзную опасность для жизни человека, поэтому задача обеспечения электробезопасности весьма и весьма серьёзна.

Электробезопасность -- это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества [4, с.43].

Различают постоянный и переменный электрический ток. Сегодня распространено использование переменного тока частотой от 50 Гц до 300 ГГц.

Разберем этот диапазон более подробно:

1. Ток промышленной частоты, 50 Гц, используется в системах электрификации производства и быта.

2. Ток низкой частоты, 3-300 кГц -- в радиовещании, при плавке, сварке, термообработке металлов.

3. Ток средней частоты, 0,3-3,0 МГц -- в радиовещании, при индуктивном нагреве металлов и других материалов.

4. Ток высокой частоты, 3,0-30 МГц -- в радиовещании, телевидении, в медицине, при сварке полимеров.

5. Ток очень высокой частоты, 30-300 МГц -- в радиовещании, телевидении, в медицине, при сварке полимеров.

6. Ток ультравысокой частоты, 0,3-3,0 ГГц -- в радиолокации, в многоканальной радиосвязи, в радиоастрономии, в радиоспектроскопии, в радионавигации, в радиорелейной связи, в телекоммуникации, в дефектоскопии, в геодезии, в физиотерапии, при стерилизации и приготовлении пищи и др.

7. Ток сверхвысокой частоты. 3-30 ГГц

8. Ток крайне высокой частоты, 30-300 ГГц [1, с.24].

В этой работе я рассмотрю дейстивие тока на организм человека, условия, при которых возникает опасность электропоражения, а также меры по его недопущению и предупреждению.

1.Общая характеристика электрического тока

Электримческий ток -- упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках -- электроны, в электролитах -- ионы(катионы и анионы), в газах -- ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях -- электроны, в полупроводниках -- электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Электрический ток широко используется в энергетике для передачи энергии на расстоянии, а в телекоммуникациях -- для передачи информации на расстоянии.

В медицине электрический ток используют в реанимации, электростимуляции определённых областей головного мозга. Электрические разряды применяются для лечения таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и эпилепсия, также дляэлектрофореза. Водитель ритма, стимулирующий сердечную мышцу импульсным током, используют при брадикардии и иныхсердечных аритмиях.

Различают переменный (англ. alternating current, AC) и постоянный (англ. direct current, DC) токи.

§ Постоянный ток--ток, направление и величина которого слабо меняется во времени.

Переменный ток -- это ток, направление и величина которого меняется во времени. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону. В этом случае потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный и наоборот, проходя при этом через все промежуточные потенциалы (включая и нулевой потенциал). В результате возникает ток, непрерывно изменяющий направление: при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения, спадает, чтобы затем вновь пройти через ноль, после чего цикл всех изменений возобновляется.

Время, за которое происходит один такой цикл (время, включающее изменение тока в обе стороны), называется периодомпеременного тока. Количество периодов, совершаемое током за единицу времени, носит название частота. Частота измеряется в герцах, один герц соответствует одному периоду в секунду.

Переменный ток высокой частоты вытесняется на поверхность проводника, этот эффект называется скин-эффектом.

1.1 Сила и плотность тока

Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время черезпоперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Сила тока в системе СИ измеряется в Амперах.

По закону Ома сила тока для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению к участку цепи и обратно пропорциональна сопротивлению проводника этого участка цепи:

Плотностью тока называется вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку,перпендикулярную направлению тока, к величине этой площадки, а направление вектора совпадает с направлением движения положительного заряда в токе.

Согласно закону Ома плотность тока в среде пропорциональна напряжённости электрического поля и проводимости среды:

Плотность тока измеряется в амперах на квадратный метр.

1.2 Мощность

При наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Эта работа выделяется в виде тепла.Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля -- Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

Мощность измеряется в ваттах

В сплошной среде объёмная мощность потерь определяется скалярным произведением вектора плотности тока и векторанапряжённости электрического поля в данной точке:

Объёмная мощность измеряется в ваттах на кубический метр.

2. Виды поражений электрическим током

Проходя через организм, электрический ток производит 3 вида воздействия: термическое, электролитическое и биологическое.

Термическое действие проявляется в ожогах наружных и внутренних участков тела, нагреве кровеносных сосудов и крови и т.п., что вызывает в них серьёзные функциональные расстройства.

Электролитическое -- в разложении крови и другой органической жидкости, вызывая тем самым значительные нарушения их физико-химических составов и ткани в целом.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. При этом могут возникнуть различные нарушения в организме, включая механическое повреждение тканей, а также нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Различают два основных вида поражения организма: электрические травмы и электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее они различны и должны рассматриваться раздельно.

Электрические травмы -- это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение.

Обычно травмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные виды электрических травм -- электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи и механические повреждения.

Электрический ожог -- самая распространённая электрическая травма: ожоги возникают у большей части пострадавших от электрического тока (60-65 %), причём треть их сопровождается другими травмами -- знаками, металлизацией кожи и механическими повреждениями.

В зависимости от условий возникновения различаются три вида ожогов:

· токовый, или контактный, возникающий при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью; этот вид ожога возникает в электроустановках относительно небольшого напряжения -- не выше 1-2 кВ и является, как правило, ожогом кожи, то есть внешним повреждением;

· дуговой, обусловленный воздействием на тело человека электрической дуги, но без прохождения тока через тело человека; обычно это ожоги являются результатом случайных коротких замыканий в электроустановках 220-6000 В, например, при работах под напряжением на щитах и сборках, при выполнении измерений переносными приборами и т.п.;

· смешанный, являющийся результатом действия одновременно обоих указанных факторов, то есть действия электрической дуги и прохождения тока через тело человека; этот ожог возникает, как правило, в установках более высокого напряжения -- выше 1000 В. При этом дуга образуется между токоведущей частью и человеком, а ток, имеющий обычно большое значение (несколько ампер и даже десятков ампер), проходит через тело человека. В этом случае поражения носят тяжёлый характер и нередко оканчиваются смертью пострадавшего, причём тяжесть поражения возрастает с ростом напряжения электроустановки.

Электрические знаки, именуемые также знаками тока или электрическими метками, представляют собой чётко очерченные пятна серого или бледно-жёлтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре; размеры знаков 1-5 мм. Поражённый участок кожи затвердевает подобно мозоли. Как правило, электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и поражённое место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают довольно часто -- примерно у 20 % пострадавших от тока [2, с.78].

Металлизация кожи -- проникновение в кожу мельчайших частичек расплавленного под действием электрической дуги металла. Такое явление встречается при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. Поражённый участок кожи имеет шероховатую, жёсткую поверхность. Иногда наблюдается покраснение кожи, вызванное ожогом, за счёт тепла, занесённого в кожу металлом. Пострадавший ощущает на поражённом участке напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела, а в некоторых случаях испытывает боль от ожогов.

Обычно с течением времени больная кожа сходит и поражённый участок приобретает нормальный вид. Вместе с тем исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой.

Металлизация кожи наблюдается примерно у каждого десятого из пострадавших. Причём в большинстве случаев одновременно с металлизацией происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые поражения.

Механические повреждения являются следствием резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Эти повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длительного лечения. К счастью они возникают редко -- не более чем у 3 % пострадавших от тока.

3. Электрический удар

Электрический удар -- это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени:

1) судорожное сокращение мышц без потери сознания;

2) судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;

3) потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

4) клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая (или “мнимая”) смерть -- переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности и лёгких. 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 расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не сразу и не сразу угасают функции различных органов. Эти обстоятельства позволяют восстановить угасающие или только что угасшие функции организма, то есть оживить умирающий организм.

Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга, с деятельностью которого связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например, от электрического тока, - 7-8 мин.

Биологическая (или истинная) смерть -- необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма 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.

Прекращение сердечной деятельности является следствием воздействия тока на мышцу сердца. Такое воздействие может быть прямым, когда ток протекает непосредственно в области сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, то есть хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение.

Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднения дыхания уже при токе 20-25 мА (50 Гц), усиливающееся с ростом тока. При длительном действии тока может наступить асфиксия -- удушье в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.

Электрический шок -- своеобразная тяжёлая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций или полное выздоровление как результат активного лечебного вмешательства.

4. Электрическое сопротивление тела человека

Тело человека является проводником электрического тока. Различные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань -- большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг -- малое. Кожа обладает очень большим удельным сопротивлением, что является главным фактором, определяющим сопротивление всего тела человека.

Кожа состоит из двух основных слоёв: наружного, называемого эпидермисом, и внутреннего, являющегося собственно кожей и носящего название дермы. Наружный слой кожи -- эпидермис, в своё очередь имеет несколько слоёв, из которых самый верхний называется роговым и состоит из многих рядов ороговевших клеток.

В сухом и незагрязнённом виде роговой слой можно рассматривать как диэлектрик. Другие слои эпидермиса (ростковый слой) в несколько раз тоньше рогового слоя и обладает значительно меньшим сопротивлением.

Внутренний слой кожи -- дерма является живой тканью. Электрическое сопротивление дермы невелико.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповреждённой коже (измеренное при напряжении до 15-20 В) колеблется в пределах примерно от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. Сопротивление тела человека, то есть сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, можно условно считать состоящим из трёх последовательно включённых сопротивлений: двух одинаковых наружных слоя кожи (эпидермиса), составляющих в совокупности так называемое наружное сопротивление тела человека, и одного, называемого внутренним сопротивлением тела, включающим в себя два сопротивления внутреннего слоя кожи (дермы) и сопротивление внутренних тканей тела.

Наружное сопротивление тела обладает не только активным сопротивлением, но и ёмкостным, так как в месте прикосновения электродов к телу человека образуются как бы конденсаторы, обкладками которых являются электроды и хорошо проводящие токи ткани тела человека, лежащие под наружным слоем кожи, а диэлектриком -- наружный слой (эпидермис). Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным.

Обычно при переменном токе промышленной частоты учитывают лишь активное сопротивление тела человека и принимают его равным 1000 Ом. В действительности это сопротивление -- величина переменная, имеющая нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Состояние кожи -- очень сильно сказывается на величине сопротивления тела человека. Так, повреждение рогового слоя, в том числе порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы, могут снизить полное сопротивление тела до значения, близкого к величине внутреннего сопротивления, что безусловно увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или за счёт пота, а также загрязнение кожи проводящей пылью или грязью.

Поскольку у одного итого же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела, то на сопротивление в целом сказывается место приложения контактов, а также их площадь. Величина тока и длительность его прохождения через тело оказывают непосредственное влияние на полное сопротивление: с ростом тока и времени его прохождения сопротивление падает, поскольку при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению её сосудов, а следовательно к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, вызывает уменьшение в десятки раз сопротивления кожи, а следовательно, и полного сопротивления тела человека, приближающегося в пределе к своему наименьшему значению -- 300-500 Ом.

Наличие ёмкостной составляющей в сопротивлении тела человека обусловливает влияние рода и частоты тока на величину полного сопротивления. Так, при частоте 10-20 кГц и более можно считать, что наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току, и полное сопротивление кожи состоит только из внутреннего сопротивления тела человека (то есть из сопротивлений дермы и внутренних тканей тела).

5. Первая помощь пострадавшему от электрического тока

Если пострадавший соприкасается с токоведущими частями, то прежде всего необходимо немедленно отключить ток. И чтобы освободить от тока пострадавшего на электровозах и моторовагонных секциях, нужно потребовать от машиниста быстро опустить пантограф или освободить пораженного электрическим током с помощью сухой изолированной штанги. При этом рекомендуется надеть резиновые перчатки и боты или стать на сухую доску .

Меры первой помощи зависят от того состояния, в котором будет находиться человек после освобождения его от электрического тока:

а) если он находится в сознании, но до этого был продолжительное время под током или в состоянии обморока, ему до прибытия врача необходимо обеспечить полный покой;

б) если он находится в бессознательном состоянии, но с сохранившимся дыханием, его надо удобно уложить, расстегнуть одежду, создать приток свежего воздуха, дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать лицо водой и согреть тело;

в) при отсутствии признаков жизни нужно немедленно начать делать искусственное дыхание.

Нельзя считать пострадавшего мертвым, так как смерть часто бывает лишь кажущейся. При оживлении мнимо умершего дорога каждая секунда, поэтому первую помощь нужно оказать срочно, по возможности тут же на месте происшествия.

Переносить пострадавшего в другое место можно только в случае, когда оказывать помощь на месте невозможно.

Существует несколько способов искусственного дыхания, одним из которых является искусственное дыхание «изо рта в рот:».

Пострадавшего укладывают на спину лицом кверху, нос зажимают, а лицо покрывают марлей или платком. Производящий искусственное дыхание становится у головы пострадавшего и делает глубокий вдох, после чего сильно через марлю или платок вдувает воздух в рот пострадавшего (можно пользоваться так называемым воздуховодом -- толстой изогнутой резиновой трубкой с круглым передвигающимся на ней щитком).

После того как грудная клетка пострадавшего достаточно расширилась, следует прекратить вдувание -- грудная клетка пострадавшего будет спадать (выдох).

При сжатых челюстях проводится искусственное дыхание путем вдувания воздуха «изо рта в нос». После глубокого вдоха производящий искусственное дыхание плотно через марлю или платок обхватывает губами нос пострадавшего и вдувает воздух в легкие (можно применять резиновую трубку, один конец которой взять в рот, а второй -- в носовой проход на глубину 10--12 см).

Если у пострадавшего начинает восстанавливаться дыхание, то искусственное дыхание следует продолжать до тех пор, пока оно не станет глубоким и регулярным.

Если искусственное дыхание делает один человек, то можно применять следующий способ. Пострадавшего нужно положить спиной вверх, головой на одну руку и лицом в сторону, подстелив что-либо под лицо, другую руку--вытянуть вдоль головы. Вытянуть (если можно) язык, но не держать его, встать на колени над пострадавшим (как бы верхом) лицом к его голове так, чтобы бедра пострадавшего были между коленями и положить ладони на спину, обхватив их с боков сложенными пальцами. На счет «раз», «два», «три» постоянно наклонять свое тело вперед так, чтобы весом его наваливаться на свои вытянутые руки и таким образом нажимать на нижние ребра пострадавшего (выдох).Затем,не отнимая рук от спины пострадавшего, быстро откинуться назад (вдох). На счет «четырем», «пять», «шесть» вновь постепенно наваливаться на вытянутые руки и т. д.

Искусственное дыхание могут делать два человека, для чего пострадавшего надо положить на спину. Положив под лопатки сверток: одежды так, чтобы голова запрокинулась назад, необходимо очистить полость рта от слизи, вытянуть язык и удерживать его, слегка оттягивая вниз, к подбородку. Встав на колени над головой пострадавшего, следует захватить его руку у локтя и прижать их без особого усилия к боковым сторонам его груди (выдох). Считая «раз», « два», «три», поднять руки пострадавшего кверху и закинуть их за голову (вдох).По счету «четыре», «пять», «шесть» вновь прижать руки к груди и т. д. При правильно проводимом искусственном дыхании получается звук (как бы стон) от прохождения воздуха через дыхательное горло пострадавшего, когда грудная клетка сдавливается и опускается. Отсутствие такого звука обычно указывает, что язык запал и мешает прохождению воздуха. Если травмирована рука или ключица, такой способ искусственного дыхания неприемлем. Нельзя допускать охлаждения пострадавшего, оставлять его на сырой земле, на каменном или бетонном полу; следует укрыть его, подстелить что-нибудь теплое, ноги по возможности утеплить.

Список литературы

1. С. П. Бузанов, В.Ф. Харламов. «Охрана труда на железнодорожных станциях» Москва, «Транспорт» 1986 г.

2. «Правила безопасной эксплуатации электроустановок потребителей», Киев 1998 г.

3. «Типовая инструкция электромонтёра контактной сети»

Размещено на allbest.ru