Электрические травмы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Действие электрического тока на организм человека

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое воздействие.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц, вплоть до их разрыва.

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

Световое действие приводит к поражению глаз.

Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода тока, времени его действия, пути прохождения через тело человека, физического и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни кОм, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 кОм.

Ощутимым является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать неприятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция сердца.

Переменный ток более опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги). Любые электроработы нужно вести вдали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

Различают два основных вида поражений электрическим током: электрические травмы и удары.

К электротравмам относятся:

электрический ожог - результат теплового воздействия электрического тока в месте контакта;

электрический знак - специфическое поражение кожи, выражающееся в затвердевании и омертвении верхнего слоя;

металлизация кожи - внедрение в кожу мельчайших частичек металла;

электроофтальпия - воспаление наружных оболочек глаз из-за воздействия ультрафиолетового излучения дуги;

механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока.

Электрическим ударом называется поражение организма электрическим током, при котором возбуждение живых тканей сопровождается судорожным сокращением мышц

В зависимости от возникающих последствий электроудары делят на четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

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

IV - состояние клинической смерти.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от многих факторов: силы тока, электрического сопротивления тела человека, длительности протекания тока через тело, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека, условий окружающей среды.

2. Характеристика ЧС технологического характера

Авария - это повреждение машины, станка, оборудования, здания, сооружения. Производственная авария - это внезапная остановка работы или нарушение установленного процесса производства на промышленных предприятиях, транспорте и др. ОЭ, которые приводят к повреждению или уничтожению материальных ценностей, поражению или гибели людей.

Катастрофа - это крупная авария с большими человеческими жертвами, т.е. событие с весьма трагическими последствиями.

Главный критерий в различии аварий и катастроф заключается в тяжести последствий и наличии человеческих жертв. Причинами производственных аварий и катастроф могут быть стихийные бедствия, дефекты, допущенные при проектировании или строительстве сооружений и монтаже технических систем, нарушения технологии производства, правил эксплуатации транспорта, оборудования, машин, механизмов.

Классификация ЧС техногенного характера.

- транспортные аварии (катастрофы)

- пожары, взрывы, угрозы взрывов

- аварии с выбросом (угрозой выброса) химически

опасных веществ (АХОВ)

- аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ (РВ).

- аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически

опасных веществ (БОВ).

- внезапное обрушение зданий, сооружений.

- аварии на электроэнергетических системах.

- аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения.

- аварии на очистных сооружениях (ОС).

- гидродинамические аварии.

Аварии, чаще всего, проходят в своем развитии 5 характерных фаз:

- первая - накопление отклонений от нормального процесса;

- вторая - инициирование аварии;

- третья - развитие аварии, во время которой оказывается воздействие на людей, природную среду и ОЭ;

- четвертая - проведение АСДНР, локализация аварии;

- пятая - восстановление жизнедеятельности после ликвидации последствий аварии.

Наиболее вероятными являются аварии на больших технологических системах, что обусловлено увеличением их числа, сложности, ростом мощности агрегатов и территориальной концентрации аварийно-опасных объектов.

Причинами роста числа техногенных аварий, в первую очередь, являются, изношенность значительной части основных фондов и падение технологической и производственной дисциплины.

Анализ действительных причин аварийных ситуаций на промобъектах свидетельствует о том, что вероятность их возникновения зависит от:

- устойчивости функционирования, ремонтопригодности и долговечности технических систем и оборудования объектов;

- зависимости процесса в технологической цепи системы от влияния возможных стихийных явлений, некомпетентности персонала;

- совпадения различных стадий технологического процесса и рассматриваемой и смежных системах;

- множества случайных сочетаний различных внешних факторов.

Характер последствий производственных аварий и катастроф зависит от вида аварии (катастрофы), ее масштабов и особенностей предприятия, на котором возникла авария.

Знание причин возможных производственных аварий на том или ином предприятии и всесторонняя оценка опасности, которую может представлять предприятие в случае аварии для рабочих и служащих и проживающего вблизи населения, позволяют:

- правильно определить мероприятия по предупреждению аварий;

- предусмотреть необходимые меры по защите людей и снижению ущерба в случае возникновения аварии.

3. Задача

Исходные данные

электрический ток чрезвычайный травма

Схема зануления электрического двигателя:

U - фазное напряжение, I_к - ток короткого зануления, 1, 2, 3 - фазы, 0 - нулевой провод, R₀ - сопротивление нейтральной точки

Для всех вариантов U_ф = 220В.

Требуется:

1. Определить напряжение на корпусе оборудования при замыкании фазы на корпус:

а) при занулении оборудования (подключении корпусов к нулевому проводу);

б) с повторным заземлением нулевого провода.

2. Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегородки плавкой вставки предохранителя:

Iкз ? 3 • Iн,

где Iн - ток плавкой вставки (проверить для следующих значений тока Iн = 20,30,50,100 А).

3. Определить потенциал корпусов при замыкании фазы на корпус и обрыве нулевого провода (до и после места обрыва).

4. Определить ток, проходящий через тело человека, касающегося оборудования при замыкании фазы на корпус:

а) без повторного заземления нулевого провода;

б) с повторным заземлением нулевого провода.

5. Определить напряжение прикосновения на корпус установки при замыкании одной из фаз на землю (дать схему).

6. Рассчитать заземляющее устройство, состоящее из n индивидуальных заземлителей, так чтобы Rз не превышало 4 Ом.

7. Сформулировать выводы.

При решении задачи можно использовать следующую методику.

При занулении корпуса электрооборудования соединяются с нулевым проводом. Зануление превращает замыкание фазы на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключается поврежденный участок сети. Зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на корпус или землю.

При замыкании фазы на зануленный корпус ток короткого замыкания протекает по петле фаза-нуль.

1. Величина Iкз тока короткого замыкания определяется по формуле:

Iкз = Uф / Zn = 220/2 = 110 А,

где Zn - сопротивление петли фаза-нуль, учитывающее величину сопротивления вторичных обмоток трансформатора, фазного провода, нулевого провода, Ом;

Uф - фазное напряжение.

Определить ток короткого замыкания и проверить, удовлетворяет ли он условию ПУЭ для перегородки плавкой вставки предохранителя:

Iкз ? 3 • Iн

3•20 = 60 А < 110 А удовлетворяет

3•30 = 90 А < 110 А удовлетворяет

3•50 = 150 А > 110 А не удовлетворяет

3•100 = 300 А > 110 А не удовлетворяет

где Iн - ток плавкой вставки (проверить для следующих значений тока Iн = 20,30,50,100 А).

2. Напряжение корпуса относительно земли без повторного заземления:

Uз = Iкз Ч Zн = 110•4 = 440 В,

3. Напряжение корпуса относительно земли с повторным заземлением нулевого провода:

Uзп» UзЧ Rn / (Rn + Ro) = 440•4/(4+4) = 220 В,

где Rn, Ro - соответственно сопротивления заземления нейтрали и повторного заземления нулевого провода, причем Ro=4 Ом.

Повторное заземление нулевого провода снижает напряжение на корпусе в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода.

4. При обрыве нулевого провода и замыкании на корпус за местом обрыва напряжение корпусов относительно земли:

без повторного заземления нулевого провода для

а) корпусов, подключенных к нулевому проводу после места обрыва:

U₁ = U_ф=220 В

б) корпусов, подключенных к нулевому проводу до места обрыва:

U₂ = 0,

с повторным заземлением нулевого провода для

в) корпусов, подключенных к нулевому проводу после места обрыва:

U₁ = U_ф Ч R_n / (R₀ + R_n) = 220•4/(4+4) = 110 B

г) корпусов, подключенных к нулевому проводу до места обрыва:

U₂ = U_ф Ч R₀ / (R₀ + R_n) = 220•4/(4+4) = 110 B

5. Ток через тело человека в указанных случаях будет определяться следующим образом:

а) I₁ = U_ф / R_h = 220/1000 = 0,22 А;

б) I₂ = 0;

в) I₁ = U₁ / R_h= 110/1000 = 0,11 А;

г) I₂ = U₂ / R_h= 110/1000 = 0,11 А,

где R_h - сопротивление тела человека (обычно принимают R_h = 1000 Ом).

6. Напряжение на корпусе зануленного оборудования при случайном замыкании фазы на землю (без повторного заземления нулевого провода):

U_пр = U_ф• R₀/ (R_зм + R₀) = 220•4/(100+4) = 8,46 В,

где Rо - сопротивления заземления нейтрали, Rо = 4 Ом;

R_ЗМ - сопротивление в месте замыкания на землю фазового провода.

7. Сопротивление одиночного заземлителя, забитого в землю на глубину t, определяется по формуле:

R_од = 0,366Ч /l (lg (2l/d) +0,5 (4t+l)/(4t-l)), Ом,

R_од = 0,366•60/3•(lg (2•3/0,03)+0,5•(4•2,5+3)/(4•2,5-3)) = 2,26 Ом

где - удельное сопротивление грунта, Ом м (сопротивление образца грунта объемом1 м);

l - длина трубы, м;

d - диаметр трубы, м;

t - расстояние от поверхности земли до середины трубы, м.

Необходимое число заземлителей при коэффициенте экранирования h з:

n = R_од /(h зRз) = 2,26/0,83•4 = 0,68,

где Rз = 4 Ом - требуемое сопротивление заземляющего устройства.

Размещено на Allbest.ru