Примеры каталитической функции. Структурная функция белков. Пространственная организация белковых молекул

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.

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.

Глубина и характер действия электрического тока на организм человека в первую очередь зависит от рода и силы тока, а также продолжительности (по времени) его воздействия, непосредственному пути протекания тока через человеческое тело, психологического и физического состояния. Известно, что электрическое сопротивление человека при неповрежденной сухой коже (в нормальных условиях) приравнивается сотням килоом, но в случае неблагоприятных условий может снизиться до тысячи Ом.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток оказывает биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электрические ожоги возникают в результате нагрева тканей человека протекающим через него электрическим током силой более 1 А. Ожоги могут быть поверхностные, когда поражаются кожные покровы, и внутренние — при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают контактные, дуговые и смешанные ожоги.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

Различают четыре степени ожогов:

I - покраснение кожи;

II - образование пузырей;

III - омертвение всей толщи кожи;

IV - обугливание тканей.

Тяжесть поражения организма обуславливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела.

Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1 … 2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I и II степени; иногда бывают и тяжелые ожоги.

Дуговой ожог. При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга (температура дуги выше 3500 градусов С и у нее весьма большая энергия), которая и причиняет дуговой ожог. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые III и IV степени.

Поражение электрическим током свыше 50В вызывает тепловой и электролитический эффект. Чем выше напряжение и продолжительнее действие, тем тяжелее поражения, вплоть до смертельного исхода.

Электролитическое действие тока.

Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями ее физико-химического состава.

Другое электрохимическое действие электрического тока заключается в поражении клеточных мембран, а также в перемещении интра- и экстраклеточных ионов, что приводит к повреждению клеток и изменению концентрации неорганических ионов и поляризации в электрическом поле больших электрических заряженных молекул, таких, как белки.

Электрохимическое действие тока проявляется в электролизе. При прохождении через ткани постоянного тока электролиз приводит к поляризации клеточных мембран - на одних участках тканей скапливаются положительно заряженные ионы (у анода возникает кислая реакция), у катода скапливаются отрицательно заряженные ионы (возникает щелочная реакция). Изменение распределения ионов существенно меняет функциональное состояние клеток. Помимо передвижения ионов, происходит передвижение и белковых молекул. В результате такого процесса кислота отнимает воду и наступает коагуляция белков, а в участках щелочной реакции происходит набухание коллоидов и возникает колликвационный (влажный) некроз тканей.

Действие переменного тока также обусловлено смещением ионов из равновесного положения. Движение ионов происходит с частотой приложенного переменного тока. При низкой частоте порядка 50-100 Гц смещения ионов таковы, что возникает изменение их концентрации у клеточной мембраны с соответствующими нарушениями биологических функций (мембранного потенциала, проницаемости и пр.). При средних частотах (до 3000 Гц) путь пробегов ионов уменьшается, уменьшается и повреждающее действие тока. При высоких частотах тока порядка сотен килогерц смещения ионов становятся малыми, соизмеримыми с их смещениями при тепловом движении, что уже не вызывает изменения концентрации ионов у мембран и не оказывает повреждающего действия.

Механическое (динамическое) действие тока.

Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. Они возникают при продолжительном нахождении человека под напряжением в установках до 380 В. Механические повреждения встречаются редко — примерно у 3% лиц, пострадавших от тока.

Электромеханическое (динамическое) действие тока может осуществляться двумя путями: посредством прямого перехода электроэнергии в механическую и действием образующегося пара и газа. Происходит расслоение тканей, даже отрыв частей тела, образование ран типа резаных, переломы костей, вывихи суставов, травмы черепа, сотрясения мозга и т.д. Совместное действие тепловой и механической энергии оказывает взрывоподобный эффект, повышенное давление воздушных масс может отбросить человека в сторону.

Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани и т. д., в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

Наблюдающийся в ряде случаев при воздействии токов высокого напряжения разрыв кожи, отрыв уха, пальцев и т. д. связан с механическим (динамическим) действием тока. Иногда при воздействии токов высокого напряжения в костях отмечались зигзагообразные, напоминающие молнию каналы. Они также объясняются механическим действием тока.

Механические повреждения являются следствием непроизвольных сокращений мышц организма под действием тока. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К данному виду травм относятся также ушибы и переломы, связанные с падением человека с высоты, ударами об оборудование или элементы здания в результате непроизвольного движения пли потери сознания при воздействии тока.

Сопутствующими опасностями могут стать, например, механические повреждения из-за падения пострадавшего с высоты (лестница, на которой он стоял, ремонтируемый механизм и др.) в момент прекращения действия тока при воздействии тока пострадавший мог удерживаться на высоте из-за рефлекторно сжимавших источник тока рук. В этом случае прежде всего необходимо обеспечить пострадавшему безопасное приземление (с помощью других людей или мягких покрытий) или предупредить его падение.

Все местные повреждения тканей (ожоги, разрывы тканей и т. д.) лечат консервативно. Эти изменения, как правило, являются асептическими и поэтому хорошо заживают.

Биологическое действие тока.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэнергетических процессов, протекающих в нормально функционирующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию, — возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов и характеризующееся тем, что живые образования переходят из состояния относительного физиологического покоя в состояние специфической для них деятельности.

Так, если электрический ток проходит непосредственно через мышечную ткань, то возбуждение, обусловленное раздражающим действием тока, проявляется в виде непроизвольного сокращения мышц.

Это так называемое прямое, или непосредственное, раздражающее действие тока на ткани, по которым он проходит. Однако действие тока может быть не только прямым, но и рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему. Иными словами, ток может вызывать возбуждение и тех тканей, которые не находятся на его пути.

Дело в том, что электрический ток, проходя через тело человека, вызывает раздражение рецепторов — особых клеток, имеющихся в большом количестве во всех тканях организма и обладающих высокой чувствительностью к воздействию факторов внешней и внутренней среды. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение находящихся возле них чувствительных нервных окончании, от которых волна возбуждения в виде нервного импульса передается со скоростью примерно 27 м/с по нервным путям в центральную нервную систему.

Центральная нервная система перерабатывает нервный импульс и передает его подобно исполнительной команде рабочим органам — мышцам, железам, сосудам, которые могут находиться вне зоны прохождения тока. При обычных, естественных раздражениях рецепторов центральная нервная система обеспечивает целесообразную ответную деятельность соответствующих органов тела. Например, при случайном прикосновении к горячему предмету человек непроизвольно отдернет от него руку, чем избавится от опасного воздействия.

В случае же чрезмерного или необычного для организма раздражающего действия, например, электрического тока, центральная нервная система может подать нецелесообразную (не нужную для организма) исполнительную команду, что может привести к серьезным нарушениям деятельности жизненно важных органов, в том числе сердца и легких, даже если эти органы не лежат на пути тока.

Как известно, в живой ткани, и в первую очередь в мышцах, в том числе и в сердечной мышце, а также в центральной и периферической нервных системах постоянно возникают электрические потенциалы — биопотенциалы, которые связаны с возникновением и распространением процесса возбуждения, т. е. с переходом живой ткани в состояние активной деятельности.

Внешний ток, взаимодействуя с биотоками, значения котopыx весьма малы, может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и органы человека, подавить биотоки и тем самым вызвать специфические расстройства в организме вплоть до его гибели.

Электротехника занимается техническими приборами и установками, предназначенными для производства, распределения и применения электроэнергии. Многие машины и технические установки используют для своей работы электрическую энергию, потому что ее можно без больших потерь превращать в другие формы энергии, например в тепловую энергию или в механическую энергию. Для того чтобы знать опасности при пользовании электроприборами, а также для лучшего понимания необходимости выполнять требования по безопасности (требования норм VDE) знание основ электротехники является необходимым.

Основные понятия

Цепь электротока Электрическая энергия может передаваться только в замкнутой цепи. Ее называют цепью электрического тока. Движение электрически заряженных частичек в цепи называют электрическим током. В металлических проводниках он состоит из потока электронов, в проводящих жидкостях (электролитах) и в газах (плазма) - из ионов. Из-за хорошей электропроводности в качестве материалов для проводников электрического тока применяют медь и алюминий. Металлы обладают свободными электронами, которые непрочно связаны с атомами и поэтому могут легко обмениваться между ними. Плохие проводники имеют меньше свободных электронов, непроводящие материалы (изолирующие материалы, которые называют так же диэлектриками) почти не имеют свободных электронов, например керамика или синтетические материалы.

Для понимания цепи электрического тока может служить простейшая гидравлическая цепь (рис. 1). В гидравлической сети насос создает давление; поток жидкости приводит в движение гидравлический мотор. Аналогично в цепи электрического тока генератор создает напряжение, поток электронов приводит в действие электромотор (рис. 2).

Рис. 1. Цепь гидравлического потока

Рис. 2. Цепь электрического тока

Электрическое напряжение (U) Гидравлический насос создает с одной стороны избыточное давление, а на другой стороне - пониженное давление. Разница давлений является причиной потока жидкости. В случае генератора на одном полюсе создается недостаток электронов (положительный полюс) и на другом - избыток электронов (отрицательный полюс). Возникшую разницу электронного давления называют электрическим напряжением. Электрическое напряжение измеряется в вольтах (В).

Измерительный прибор для измерения электрического напряжения называют вольтметром. Измерители напряжения показывают разницу напряжений между контактами (рис. 3).

Рис. 3. Измерение напряжения и тока

Электрический ток (I) Электрический ток может течь, если существует напряжение и цепь замкнута. Проходящее за единицу времени через проводник количество электронов называют электрическим током. Электрический ток измеряется в амперах (А). Измерительный прибор для измерения электрического тока называют амперметром. Измеритель тока должен так включаться в электрическую цепь, чтобы ток протекал как через электроприбор, так и через измерительный прибор (см. рис. 3).

Электрическое сопротивление (R) Все электрические провода и приборы создают большее или меньшее сопротивление электрическому току. Величина сопротивления и состояние проводов зависят от размеров сечения провода, а также от температуры окружения (табл. 1). Величина сопротивления измеряется в омах (Ω - омега).

Создание напряжения

Создание напряжения путем разделения электрических зарядов является основой производства электрической энергии. При этом обычно другие виды энергии превращаются в электрическую энергию.

Напряжение вследствие индукции возникает, когда электрический проводник (катушка) двигается в магнитном поле (рис. 4). Эта возможность создавать напряжение (индуцировать его) в основном используется в генераторах электростанций и в транспортных средствах (рис. 5). Создание напряжения за счет химической энергии имеет место тогда, когда различные металлы или материалы соприкасаются с токопроводящей жидкостью (электролитом). При этом получается гальванический элемент. Многие соединенные гальванические элементы называют батареей. Электроды имеющихся в продаже сухих батареек в большинстве случаев состоят из угля и цинка (рис. 6). Угольно-цинковые элементы создают напряжение в 1,5 В. При съеме электротока менее благородный полюс батареи - цинковый сосуд - разрушается.

Рис. 5. Принцип генератора

Рис. 6. Угольно-цинковый элемент

Разряженные батареи должны выниматься из устройств, работающих на этих батареях, так как они могут быть испорчены вытекающим электролитом. Это же относится к приборам, которые длительное время не эксплуатируются. Использованные батарейки должны собираться и уничтожаться.

Создание напряжения с помощью трения . Синтетические материалы в основном хорошие диэлектрики. Они могут при помощи трения о другие материалы заряжаться более высоким электрическим зарядом. Вследствие изоляции напряжения не могут уйти в землю (статические заряды). Так, например, автомобиль на сухой дороге может зарядиться до напряжения в 1000 В. Действием электростатических зарядов является, например, притягивание частичек пыли к стеклу и притягивание пленки к подложке. При разряде статического заряда может возникнуть искрение, взрыв паров растворителей или пылевоздушных смесей.

Действие электрического тока

Действие электрического тока проявляется в превращении электрической энергии в тепловую, световую, механическую и химическую энергии.

Тепловое действие Во всех проводниках поток электронов ограничивается сопротивлением проводника. При этом проводник нагревается. Тепловое действие электрического тока используется, например, в электрокипятильниках, кухонных плитах, электропаяльниках, плавких предохранителях и при дуговой электросварке (рис.7).

Рис. 7. Электрокипятильник

Световое действие В лампах накаливания электрический ток нагревает проволоку из вольфрама до белого каления, так что она излучает свет (рис. 8). Впрочем, при этом 95% электроэнергии превращается в тепловую и только 5% превращается в световую энергию. В люминесцентных лампах используются свойства определенных газов, например неона или паров ртути, светиться при прохождении через них электрического тока. Коэффициент полезного действия таких ламп составляет от 15 до 20%.

Рис. 8. Светильник

Механическое действие Каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя магнитное силовое поле. Эти магнитные действия превращаются в движение, например, в электромоторах, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях и в реле (рис. 9).

Рис. 9. Электромотор

Химическое действие Электропроводящие жидкости (электролиты) содержат ионы как носители напряжения. Если пропускать через электролит электрический ток, то к положительному полюсу будут притягиваться отрицательно заряженные ионы, а к отрицательному полюсу - положительно заряженные ионы. Это явление называют электролизом . Его используют для разложения воды на составляющие ее части, при нанесении гальванических покрытий и при получении чистых металлов (рис. 10).

Рис. 10. Гальваническое покрытие никелем

Виды тока

Среди видов электрического тока различают:

• Постоянный ток: Обозначение (-) или DC (Direct Current = постоянный ток).
• Переменный ток: Обозначение (~) или AC (Alternating Current = переменный ток).

В случае постоянного тока (-) ток течет в одном направлении (рис. 11). Постоянный ток поставляют, например, сухие батарейки, солнечные батареи и аккумуляторы для приборов с небольшим потреблением электротока. Для электролиза алюминия, при дуговой электросварке и при работе электрифицированных железных дорог требуется постоянный ток большой силы. Он создается с помощью выпрямления переменного тока или с помощью генераторов постоянного тока. В качестве технического направления тока принято, что он течет от контакта со знаком «+» к контакту со знаком «-». В случае переменного тока (~) различают однофазный переменный ток, трехфазный переменный ток и высокочастотный ток (см. рис. 11).

Рис. 11. Виды тока

При переменном токе ток постоянно изменяет свою величину и свое направление. В западноевропейской энергосети ток за секунду меняет свое направление 50 раз. Частота изменения колебаний в секунду называется частотой тока. Единица частоты - герц (Гц). Однофазный переменный ток требует наличия проводника, проводящего напряжение, и обратного проводника. Переменный ток применяется на стройплощадке и в промышленности для работы электрических машин, например ручных шлифовальных устройств, электродрелей и круговых пил, а также для освещения стройплощадок и оборудования стройплощадок.

Генераторы трехфазного переменного тока вырабатывают на каждой из своих трех намоток переменное напряжение частотой 50 Гц. Этим напряжением можно снабжать три раздельные сети и при этом использовать для прямых и обратных проводников всего шесть проводов. Если объединить обратные проводники, то можно ограничиться только четырьмя проводами (рис. 12).

Рис. 12. Генератор трехфазного переменного тока с четырехпроводной сетью

Общим обратным проводом будет нейтральный проводник (N). Как правило, он заземляется. Три другие проводника (внешние проводники) имеют краткое обозначение L1, L2, L3. В единой энергосистеме Германии напряжение между внешним проводником и нейтральным проводником, или землей, составляет 230 В. Напряжение между двумя внешними проводниками, например между L1 и L2, составляет 400 В. О высокочастотном токе говорят, когда частота колебаний значительно превышает 50 Гц (от 15 кГц до 250 МГц). С помощью высокочастотного тока можно нагревать токопроводящие материалы и даже плавить их, например металлы и некоторые синтетические материалы.

Электроприборы в сети электрического тока

Электрические машины и приборы называют потребителями. Они преобразуют электрическую энергию в другие формы энергии, например в тепловую в нагревательном устройстве или в электромоторе - в механическую энергию. Каждый потребитель имеет свое электрическое сопротивление. Сопротивление потребителя тем больше, чем длиннее проводник, чем меньше его сечение и чем хуже проводит ток материал проводника. Сопротивление проводника длиной 1 м и сечением 1 мм 2 называют удельным сопротивлением р («ро»). Его величина зависит от материала и от температуры, ее можно определить из таблиц материалов. Расчет сопротивления проводника осуществляется по следующей формуле:

где R - сопротивление в Ом; l - длина проводника в м; р 0 - удельное сопротивление в Ом*мм 2 /м; А - поперечное сечение проводника в мм 2 .

Пример Трехжильный кабель удлинителя из медной проволоки имеет длину 50 м. Сечение каждой жилы равно 1,5 мм 2 . Удельное сопротивление меди составляет 0,0178 (Ом*мм 2)/м. Рабочая длина провода составляет 100 м (прямой и обратный проводники - каждый по 50 м).

R = (100 м * 0,0178 (Ом*мм 2)/м)/1,5 мм 2 ; R = 1,2 Ом.

Зкон Ома Ток, протекающий через сопротивление, тем больше, чем меньше сопротивление и чем больше напряжение. Расчет электрического тока:

где I - ток в амперах (A); U - напряжение в вольтах (В); R - сопротивление в омах (Ом).

1 Ампер = 1 Вольт / 1 Ом; 1 А = 1 В / 1 Ом.

Пример Какой ток проходит через электроприбор с сопротивлением R = 10 Ом, который подключен к напряжению Uв 6 В и, соответственно, 230 В?

• I=U/R; I=6В/10Ом; I=0,6А.
• I=U/R; I=230В/10Ом; I=23А.

Если прибор с сопротивлением 10 Ом подключен к напряжению в 6 В, то в нем течет ток в 0,6 А. Если этот же прибор подключить к напряжению в 230 В, то ток составит 23 А. Каждый прибор может быть подключен только к тому напряжению, на которое он рассчитан. Допустимое рабочее напряжение указывается на специальной табличке на корпусе прибора (рис. 13). Если прибор предназначен для подключения к напряжению 230 В, то он при 6 В не может нормально работать, ток слишком маленький. Наоборот, предназначенный для работы при напряжении 6 В прибор при подключении к напряжению 230 В будет разрушен, так как ток слишком большой.

Электрическая мощность (Р) Электрическая мощность прибора как при постоянном, так и при переменном токе пропорциональна напряжению U и силе тока I. Мощность также указывается на табличке на корпусе прибора. В случае электромоторов это механическая мощность на валу привода (см. рис. 13).

Рис. 13. Табличка с данными об электромоторе

Электрическая мощность Р - это произведение напряжения на силу тока. Единица мощности - ватт (Вт). Расчет электрической мощности:

где Р - электрическая мощность в Вт; U - электрическое напряжение в В; I- электрический ток в А.

1 ватт = 1 вольт * 1 ампер; 1 Вт = 1 В 1 А

Пример Определить силу тока в нагревательном приборе мощностью 3 кВт, который подключен к напряжению в 230 В. I=P/U; I=3000Вт/230В; I=13,0А.

Если электрические машины или приборы подключаются через удлинитель, например через кабельный барабан, то вследствие сопротивления этого проводника возникает потеря напряжения. Потеря напряжения от счетчика до потребителя может составлять не более 1,5% от номинального напряжения в сети. При номинальном напряжении в 230 В это составляет 3,45 В. В случае электромоторов потеря напряжения в сети может составлять не более 3%. Потери напряжения в сети:

Пример Определить потери напряжения нагревательного прибора мощностью 3 кВт, если он подключен к 50-метровому удлинителю с сопротивлением R - 1,2 Ом.

U=13,0А*1,2Ом; U=15,6В.

Это напряжение недопустимо!

Нагревание кабеля удлинителя соответствует мощности

Р=15,6В*30А; Р= 202,8Вт.

Кроме того, кабель удлинителя нагревается током. Намотанный на барабан кабель удлинителя может быть поврежден теплом электротока. При подключении приборов с большими мощностями провод удлинителя должен быть размотан с барабана на всю его длину.

Электрическая мощность при индуктивных или емкостных сопротивлениях

Индуктивными сопротивлениями являются, например, обмотки электромоторов или катушки, емкостными сопротивлениями являются конденсаторы. При работе этих сопротивлений действительная мощность уменьшается. Это учитывается мощностным коэффициентом cos φ. Электрическая мощность при переменном токе:

Электрическая мощность при трехфазном переменном токе:

P =√3*U*I*cos φ.

При трехфазном переменном токе вследствие образования цепи из трех внешних проводников получается увеличение мощности по сравнению с однофазным переменным током с коэффициентом √3 = 1,172.

Электрическая работа и ее стоимость

Чем больше мощность и чем дольше время работы подключенного прибора, тем больше электрическая работа. Электрическая работа получается как произведение электрической мощности и продолжительности работы. Единицами электрической работы являются ватт * секунда и джоуль, а также крупная единица - киловатт * час.

1 кВт*ч= 3600000Вт*с = 3600000Дж.

Взятая из сети электрическая работа измеряется счетчиком в киловатт-часах (кВт*ч). Стоимость электроэнергии получается из произведения потребленной электрической работы и тарифа на электроэнергию. Наряду со стоимостью электрической работы большинством предприятий по снабжению потребителей электроэнергией рассчитаны твердые расценки. Эти расценки зависят от вида здания и объема установленных электрических мощностей. Расчет стоимости электрической работы:

где W - электрическая работа в киловатт * часах; Р - подключенная мощность в киловаттах; t - продолжительность работы (время) в часах:

1 киловатт * час = 1 киловатту - 1 час; 1 кВт ч = 1 кВт * 1 ч.

Пример Какая стоимость электрической работы получится, если нагревательный прибор с мощностью 2 кВт при тарифе на электроэнергию 0,15 Евро/кВт*ч работает в течение 6 часов?

W=P*t; W = 2кВт*чх6ч; W= 12 кВт*ч.

Стоимость работы =12 кВт*ч х 0,15 Евро / кВт*ч. Стоимость работы = 1,80 Евро.

Распределение электрической энергии

Для распределения электрической энергии применяются провода, предохранители и выключатели. Необходимые для образования замкнутой цепи проводники от места подключения к электроприбору и обратно присоединяются к общей сети с помощью изолированных проводов, называемых также жилами. Для предотвращения механических повреждений провода защищаются специальными коробами, которые содержат третью жилу, которая служит защитным проводником и не находится под током. Местные сети снабжаются электроэнергией с помощью линий высокого напряжения, выключателей и трансформаторов, подключенных к электростанциям. Подключение потребителя к местной сети происходит через кабель или воздушные провода к домашнему шкафу подключения. Этот защищенный пломбами ящик содержит предохранительное устройство для подключения к дому.

Для электрических проводов чаще всего применяют медь из-за ее хорошей электропроводности. Но и медная проволока вследствие ее сопротивления нагревается при протекании по ней тока. Слишком сильный ток может сильно нагреть проводники, повредить изоляцию и привести к пожару. Допустимый для проводника ток может быть превышен при перегрузке или при коротком замыкании. Перегрузка наступает, когда подключенные приборы вместе создают слишком большой ток в цепи. Короткое замыкание - это прямое соединение электрических проводов. При этом сопротивление проводников становится очень малым. Следствием является очень большой ток в сети.

Для того чтобы избежать перегрузки проводов и приборов, они защищаются предохранителями. Предохранителями являются приборы, которые при превышении максимального тока в цепи эту цепь прерывают. Различают плавкие предохранители (рис. 14) и предохранители-автоматы (предохранительные автоматические выключатели) (рис. 16). Плавкие предохранители содержат внутри тонкий проволочный или ленточный плавкий проводник, который при слишком большом токе в сети расплавляется и прерывает цепь (рис. 15). В зависимости от способа отключения различают быстрые, среднемедленные и медленные предохранители. Регулировочная гайка в патроне предохранителя должна воспрепятствовать, чтобы корпус предохранителя не мог быть ввинчен с недопустимо большой силой (см. рис. 15).

Регулировочные гайки и соответствующие патроны предохранителей строго стандартизованы. Регулировочная гайка имеет размер, соответствующий сечению проводника, и может заменяться только специалистами.

Рис. 14. Плавкий предохранитель

Рис. 15. Предохранители и их обозначения

Рис. 16. Предохранительный выключатель мотора с биметаллическим прерывателем

Предохранители электроприборов (тонкие предохранители) служат для защиты измерительных приборов и электроники, например управляющих приборов и приборов в автомобилях. Неисправные предохранители не должны исправляться. На предохранители нельзя ставить «жучки». Защитные выключатели моторов имеют то преимущество, что с их помощью можно включать и отключать мотор и в то же время защитить подключенный мотор от перегрузки. Биметаллическая лента нагревается при слишком большом значении силы тока и с помощью механики отключает мотор (см. рис. 16).

Сетевые предохранительные выключатели (предохранительные автоматы) после произошедшего срабатывания снова могут быть включены. Они имеют магнитный прерыватель, который, например, при коротком замыкании прерывает цепь электрического тока, и биметаллический прерыватель, который действует с задержкой при длительной перегрузке. Если предохранительный автомат отключается с помощью биметаллического прерывателя, он может быть снова включен только после остывания биметаллической полосы (рис. 17).

Рис. 17. Сетевой предохранитель-выключатель

Производственная безопасность и безопасность труда

Несчастные случаи при обращении с электрическим током в большинстве случаев происходят за счет технических недостатков, незнания, легкомыслия или невнимательности. Поэтому знание причин опасностей несчастных случаев и мероприятий по предотвращению несчастных случаев обязательно для всех, принимающих участие в происходящем на стройплощадке.

Действие электрического тока на тело человека Если электроток течет через тело человека, например при касании провода под напряжением, то при превышении определенной величины силы тока мускулатура органов дыхания может быть парализована. При невозможности отсоединения от провода под напряжением могут наступить судороги мускул, нарушения равновесия, остановка дыхания и сердца.

Токи свыше 50 мА и напряжения свыше 50 В опасны для жизни! Поэтому работы с деталями, находящимися под напряжением, строжайше запрещены.

Мероприятия первой помощи при несчастных случаях:

• разорвать цепь;
• освободить дыхательные пути;
• массаж сердца, а также искусственное дыхание;
• немедленный вызов скорой врачебной помощи.

Неисправности электрических установок При нарушениях изоляции в электрических установках может возникнуть короткое замыкание, замыкание на землю, замыкание проводов и замыкание на корпус (рис. 18).

Рис. 18. Короткое замыкание, замыкание на корпус, замыкание на землю, замыкание проводов

Короткое замыкание возникает между двумя находящимися под напряжением электрическими проводами, когда они соприкасаются без изоляции. Включенный в цепь предохранитель отключает возникающий при этом большой ток короткого замыкания. Замыкание на землю возникает при прямой связи одного из находящихся под током проводов с землей или с заземленными деталями. И в этом случае предохранитель отключает ток замыкания на землю.

Замыкание проводов возникает, например, при преступной установке «жучка» на предохранитель, когда установка не может быть отключена. Замыкание на корпус возникает, когда из-за нарушения изоляции напряжение попадает на части установки, которые не должны быть под напряжением, например корпус электрической машины. При этом вначале ток отсутствует, и предохранитель не реагирует. Таким образом, замыкание на корпус при хорошо изолированном основании установки долгое время остается нераспознанным. При соприкосновении с установкой ток течет через человека в землю (рис. 19).

Рис. 19. Опасное напряжение при соприкосновении

Величина этого тока зависит от сопротивления человеческого организма и от проводимости связи человека с землей. Если человек соприкасается с заземлением, например с водопроводными, газовыми трубами или трубами отопления, то через него может идти опасно большой ток (рис. 20).

Рис. 20. Цепь аварийного тока

Защитные мероприятия

Защитное малое напряжение . Там, где имеет место опасность, что человек может соприкасаться с проводами под током, по соображениям безопасности может использоваться только низкое напряжение не более 50 В, например в сварочных аппаратах или в светильниках при работе в резервуарах или тесных пространствах. В детских игрушках напряжение может быть не более 25 В. Во всех установках с рабочим напряжением более 25 В переменного тока или 60 В постоянного тока предписываются другие защитные мероприятия против ударов электротоком.

Защитная изоляция При защитной изоляции все металлические части, которые могут в случае аварии попасть под напряжение, должны быть изолированы с помощью особых мероприятий. Защитная изоляция часто применяется в малых машинах и бытовых электроприборах. В ручных электродрелях с защитной изоляцией, например, пластмассовая шестерня предотвращает токопроводную связь в приводе между мотором и шпинделем сверла. Провод и штекер в приборах, оборудованных защитной изоляцией, делают двухжильными или двухполюсными.

Защитные мероприятия в системе TN В системе TN нейтральный провод N трансформатора напрямую заземляется (Т от французского terre - земля). Корпус и кожух подключенных приборов соединены защитным проводом РЕ (цвет зелено-желтый) с нейтральным проводом (рис. 21). Соединение в случае проводов сечением больше 6 мм2 может осуществляться одним общим проводом PEN (PEN = проводники РЕ и N, соединенные вместе).

Рис. 21. Защита в системе TN

Переносные приборы подключаются к розеткам с помощью защитного контакта - «шуко-штекера» (рис. 22). При этом провод подключения должен быть трехжильным.

Рис. 22. Защитный контакт

Защитный разрыв При защитном разрыве между сетью и электроприбором включается разделительный трансформатор. При этом получают незаземленное напряжение (рис. 23). К разделительному трансформатору можно подключать только один прибор с рабочим током не более 16 А. Защитный разрыв применяется в строительных машинах, как, например, бетономешалки, вибраторы для бетона или машины для мокрого шлифования.

Рис. 23. Защитный разрыв

Защитный выключатель Защитные выключатели обеспечивают наибольшую безопасность для электрических машин. Поэтому многими предприятиями, поставляющими электроэнергию, предписывается применение защитных выключателей от аварийных токов. Таким образом можно контролировать как сети под током, так и отдельные приборы и при возникновении неисправности отключать их (рис. 24).

Пример для вида защиты IP: IP 44 = Защита против проникновения твердых тел диаметром более 1,0 мм. Защита от водяных брызг со всех направлений.

Электрические приборы подразделяются по классам зашиты (табл. 3). Классы защиты показывают, какие защитные мероприятия применяются при установке против прямого и непрямого воздействия на них. Различают защитные классы I, II и III.

Таблица 3. Защитные классы

Защитный класс I, например, содержит все приборы с металлическим корпусом, которые должны иметь присоединительную клемму для проводника РЕ (желто-зеленый защитный провод) с соответствующим обозначением.

Электрические установки на стройплощадках

Все машины и приборы с электрическим приводом на строительной площадке должны быть подключены к центральному электрораспределительному щиту. Центральный электрораспределительный щит должен соответствовать действующим требованиям (VDE 0612). Корпус центрального электрораспределительного щита должен быть из металла или из пластмассы, деревянный шкаф недопустим. В шкафу центрального электрораспределительного щита (шкаф AV) расположено присоединение к сети тока (рис. 25). Кроме того, он содержит счетчик, защитные выключатели F1, предохранители, а также розетки и клеммы.

Рис. 25. Шкаф центрального электрораспределительного щита

Шкаф должен запираться. Особенно важным является безупречное заземление электрораспределительного щита на стройплощадке. Оцинкованные огневым методом ленточные или стержневые заземляющие элементы должны быть соединены с клеммами заземления хорошо изолированными плетеными медными проводами сечением не менее 16 мм 2 . После оборудования стройплощадки необходимо испытать все электрические установки ответственным специалистом на правильность подключения и работы защитных мероприятий. Результаты испытания по соображениям соблюдения закона необходимо оформить в виде протокола испытаний.

На больших строительных площадках целесообразно устанавливать несколько электрораспределительных щитов, чтобы при отключении одного из предохранительных выключателей F1 не отключалась от городской сети вся стройплощадка. Для этой цели применяются также электрораспределительные щиты с несколькими цепями подключения, каждая из который оборудуется своим защитным выключателем F1. Кроме того, применяются распределительные шкафы (шкафы V) без электросчетчиков. Электрические приборы, соединительные розетки и провода должны соответствовать требованиям VDE (VDE - союз немецких электротехников) и должны нести знак о том, что они прошли испытания VDE (рис. 26).

Рис. 26. Знаки испытаний

Розетки . Розетки дня трехфазного тока должны соответствовать международному стандарту на круглые розетки по нормам СЕЕ (СЕЕ - международная комиссия по правилам и экспертизе электротехнических изделий) (рис. 27). Они позволяют применение токов большой силы и возможны в защищенном от водяных брызг и в водонепроницаемом исполнении. Кроме того, они удовлетворяют требованию безопасности, что только вилочно-розеточные системы, рассчитанные на одно напряжение, могут подходить друг к другу.

Рис. 27. Штекер трехфазного тока

На стройплощадке должен быть назначен ответственный за состояние электрических установок, а также его заместитель, которого должны знать все на стройплощадке. Ответственный имеет обязанность ежедневно проверять путем нажатия всех кнопок работу всех защитных выключателей F1, отключать электроустановку после окончания работы и запирать шкаф AV. Работающим на предприятии должны регулярно повторяться следующие правила.

• Неисправные приборы должны немедленно отключаться. Создание, изменение и ремонт электроприборов и установок могут производиться только специалистом-электриком.
• При неисправностях электроустановок или при необычных проявлениях при их работе, как, например, запах пожара, искрение или необычные звуки, установка должна быть отключена. Об этом следует известить ответственного.
• Кабели не должны чиниться, не должны протягиваться через острые края, закапываться в землю или подвергаться растяжению.
• При транспортировке электромашин штекер должен быть вынут из розетки. Переносные приборы после окончания работы должны снова отключаться от сети.
• Приборы с надписью «защищать от влаги» не должны включаться под дождем или храниться вне помещения.
• На электрических машинах и на электронагревательных приборах нельзя развешивать одежду или класть другие предметы.

Мы подробно рассмотрели свойства электростатического поля, порождаемого неподвижными электрическими зарядами. При движении электрических зарядов возникает целый ряд новых физических явлений, к изучению которых мы приступаем.

В настоящее время широко известно, что электрические заряды имеют дискретную структуру, то есть носителями зарядов являются элементарные частицы – электроны, протоны и т.д. Однако в большинстве практически значимых случаев эта дискретность зарядов не проявляется, поэтому модель сплошной электрически заряженной среды хорошо описывает явления, связанные с движением заряженных частиц, то есть с электрическим током.

Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц .

С использованием электрического тока вы хорошо знакомы, так как электрический ток чрезвычайно широко используется в нашей жизни. Не секрет, что наша нынешняя цивилизация в основном базируется на производстве и использовании электрической энергии. Электрическую энергию достаточно просто производить, предавать на большие расстояния, преобразовывать в другие требуемые формы.

Кратко остановимся на возможных проявлениях действия электрического тока.

Тепловое действие электрического тока проявляется практически во всех случаях протекания тока. Благодаря наличию электрического сопротивления при протекании тока выделяется теплота, количество которой определяется законом Джоуля-Ленца, с которым вы должны быть знакомы. В некоторых случаях выделяемая теплота полезна (в разнообразных электронагревательных приборах), часто выделение теплоты приводит к бесполезным потерям энергии при передаче электроэнергии.

Магнитное действие тока проявляется в создании магнитного поля, приводящего к появлению взаимодействия между электрическими токами и движущимися заряженными частицами.

Механическое действие тока используется в разнообразных электродвигателях, преобразующих энергию электрического тока в механическую энергию.

Химическое действие проявляется в том, что протекающий электрический ток, может инициировать различные химические реакции. Так, например, процесс производства алюминия и ряда других металлов основан на явлении электролиза – реакции разложения расплавов оксидов металлов под действием электрического тока.

Световое действие электрического тока проявляется в появлении светового излучения при прохождении электрического тока. В некоторых случаях свечение является следствие теплового разогрева (например, в лампочках накаливания), в других движущиеся заряженные частицы непосредственно вызывают появление светового излучения.

В самом названии явления (электрический ток) слышны отголоски старых физических воззрений, когда все электрические свойства приписывались гипотетическое электрической жидкости, заполняющей все тела. Поэтому при описании движения заряженных частиц используется терминология аналогичная используемой при описании движения обычных жидкостей. Указанная аналогия простирается дальше простого совпадения терминов, многие законы движения «электрической жидкости аналогичны законам движения обычных жидкостей, а частично знакомые вам законы постоянного электрического тока по проводам аналогичны законам движения жидкости по трубам. Поэтому настоятельно рекомендуем вам повторить раздел, в котором описаны эти явления – гидродинамику.

Сегодня у нас очень интересная и познавательная статья про действие электрического тока на организм человека.

Я думаю, что каждый из Вас хоть раз задумывался об опасности электрического тока, и его последствий. А кто то может (не дай Бог конечно) испытал это на себе.

Введение

Среда, в которой мы с Вами обитаем, а также все то, что нас окружает, заключает в себе потенциальную опасность для нас. Одной из таких угроз является поражение током. Кроме природной среды (), есть еще бытовая и производственная, которые постоянно развиваются и прогрессируют (усовершенствование техники и применение новых разработок), а значит, несут в себе еще большую угрозу.

Несмотря на то, что проверка приборов производится очень качественно, от ошибок и непредвиденных ситуаций никто не застрахован.

К сожалению, чаще всего поражение током, как на производстве, так и в быту случается от того, что не соблюдены меры предосторожности и элементарной .

Не исключаются также причины неисправности и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; , или при , либо при и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и , используемого непосредственно на производстве.

Как показывает статистика, процент получаемых травм от поражения током намного ниже по сравнению с травмами, полученными другими способами.

Но при поражении током значительно выше процент тяжелых травм и летального исхода.

Что такое электрический ток?

Действие электрического тока на человека, а также его последствия можно лучше понять после того, как более детально рассмотрим, что же такое ток.

Электрический ток – это упорядоченное движение электронов в проводнике или полупроводнике.

В участке цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка цепи — .

В случае, когда человек касается проводника, который находится под напряжением, он тем самым включает себя в цепь. Через тело человека пройдет ток, если он не изолирован от земли, либо касается проводника одновременно с другим предметом, у которого противоположенный потенциал.

Данная формула применима к двухфазному, или его еще называют двухполюсному прикосновению к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Выглядит это следующим образом:

При касании человеком двух фаз электроустановки, возникает цепь через тело человека, по которой проходит электрический ток. Величина электрического тока в данном случае зависит ТОЛЬКО от напряжения электроустановки и внутреннего сопротивления человека.

Например, фазное напряжение электроустановки 220 (В), линейное напряжение соответственно 380 (В). В нормальных условиях среднее сопротивление человека приблизительно составляет 1000 (Ом).

В данном случае ток, который пройдет через человека при одновременном его касании двух фаз (А и В) будет равен 380 (мА). А это смертельно опасно!!!

Чуть иначе будет происходить расчет тока, проходящего через организм человека, если он прикоснется к одной фазе в сети с изолированной нейтралью.

В этом случае цепь тока будет замыкаться через организм человека, далее на землю и через и емкости фаз.

Чем грозит действие электрического тока?

Электрический ток производит следующие воздействия на организм человека проходя сквозь него:

1. Термическое

При таком воздействии происходит перегрев, а также функциональное расстройство органов находящихся на пути прохождения тока.

2. Электролитическое

При электролитическом действии тока в жидкости, которая находится в тканях организма, происходит электролиз, в том числе и в крови, из-за чего нарушается ее физико-химического состав.

3. Механическое

Во время механического воздействия происходит разрыв тканей и их расслоение, ударное действие от испарения жидкости из тканей человеческого организма. После этого следует сильное сокращение мышц, вплоть до их полного разрыва.

4. Биологическое

Биологическое действие тока несет в себе раздражение и перевозбуждение нервной системы.

5. Световое

Данное действие служит причиной поражения глаз.

Последствия при действии электрического тока

Глубина и характер воздействия зависит от:

• рода тока (переменный или постоянный) и его силы
• времени его воздействия и пути, по которому он проходит через человека
• психологического и физиологического состояния данного человека.

Так, например, при нормальных условиях и наличие сухой, неповрежденной кожи сопротивление человека может достигать нескольких сотен (кОм), а вот если условия будут неблагоприятные, то значение может упасть до одного килоома.

Ниже, я Вам приведу в пример таблицу, как действует электрический ток разной величины на организм человека.

Ток с силой около 1 (мА) уже будет довольно таки ощутимым. При более высоких показаниях будут испытываться болезненные и неприятные сокращения мышц у человека.

При токе силой в 12-15 (мА) человек уже не может управлять своей мышечной системой и не в состоянии самостоятельно оторваться от поражающего источника тока.

Если же ток будет выше, чем 75 (мА), то его воздействие приведет к параличу дыхательных мышц и, следовательно, к остановке дыхания.

Если сила тока будет продолжать увеличиваться, то наступит фибрилляция сердца и его остановка.

Более опасным, чем постоянный ток, является ток переменный.

Имеет не малое значение и то, какими именно участками тела прикасается человек к токоведущей части. Самыми опасными считаются те пути, во время которых поражается спинной и головной мозг (голова-ноги и голова-руки), легкие и сердце (ноги-руки).

Основные поражающие факторы

1. Электрический удар

Возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, а затем к остановке дыхания и сердца.

2. Электрические ожоги

Возникают в результате выделения тепла после прохождения тока через тело человека.

Есть несколько видов ожогов, которые возникают в зависимости от параметров электрической цепи, а также состояния человека в тот момент:

• покраснение кожи
• возникновение ожога с образованием пузырей
• возможно обугливание тканей
• металлизация кожи, сопровождающаяся проникновением в нее кусочков металла, в случае расплавление металла.

Напряжение соприкосновения – это напряжение, которое действует на человека во время его соприкосновения с одним полюсом, либо же с фазой источника тока.

Самыми опасными зонами тела являются области висков, спины, тыльных сторон рук, голеней, затылка, а также шеи.

Почитайте мою статью о групповом , который случился с двумя электромонтерами при переключениях в электроустановке напряжением 10 (кВ).

P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то спрашивайте об этом в комментариях.

Действие Эл. тока на организм человека, виды воздействия, виды поражения

Электробезопасност ь - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги и статического электричества с целью сокра­щения электротравматизма до приемлемого уровня риска и ниже.

Отличительной особенностью электрического тока от других производственных опасностей и вредностей (кроме радиации) яв­ляется то, что человек не в состоянии обнаружить электрическое напряжение дистанционно своими органами чувств.

В большинстве стран мира статистика несчастных случаев по причинам электропоражения показывает, что общее число травм, вызванных электрическим током с потерей трудоспособно­сти, невелико и составляет приблизительно 0,5-1% (в энерге­тике- 3-3,5%) от общей численности несчастных случаев на производстве. Однако со смертельным исходом такие случаи на производ­стве составляют 30-40%, а в энергетике до 60% . Согласно статистике, 75-80% смертельных поражений элек­трическим током происходит в установках до 1000 В.

Электрический ток протекает через тело человека, если между двумя его точками имеется разность потенциалов. Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения

Действие электрического тока на организм человека

Проходя через организм, электрический ток вызывает тер­мическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие выражается в ожогах отдельных уча­стков тела, нагреве кровеносных сосудов и нервных волокон.

Электролитическое действие выражается в разложении кро­ви и других органических жидкостей, вызывая значительные на­рушения их физико-химических составов.

Биологическое действие проявляется в раздражении и воз­буждении живых тканой организма, что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Раздражающее действие тока на ткани может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлек­торным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих органов.

Все многообразие действия электрического тока приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электриче­ским ударам.

Электрические травмы - это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием элек­трического тока или электрической дуги (электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреж­дения).

Электрический удар - это возбуждение живых тканей ор­ганизма проходящим через него электрическим током, сопровож­дающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.

Различают четыре степени электрических ударов :

Iстепень - судорожное сокращение мышц без потери соз­нания;

IIстепень - судорожное сокращение мышц с потерей соз­нания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;

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

IVстепень - клиническая смерть, то есть отсутствие дыха­ния и кровообращения.

Клиническая ("мнимая") смерть - это переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения дея­тельности сердца и легких. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной дея­тельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга (4-5 мин., а при гибели здорового человека от случайных причин - 7-8 мин.).Биологическая (истинная) смерть - это не­обратимое явление, характеризующееся прекращением биологиче­ских процессов в клетках и тканях организма и распадом белко­вых структур. Биологическая смерть наступает по истечении периода клинической смерти.

Таким образом, причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Остановка сердца или его фибрилляция , то есть хаотические быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сер­дечной мышцы, при которых сердце перестает работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение, может наступить при прямом или рефлекторном действии элек­трического тока.

Прекращение дыхания как первопричина смерти от элек­трического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания (в результате - асфиксия или удушье по причине недостатка кислорода и избытка углекислоты в организ­ме ).

Виды поражений электрических травм:

- электрические ожоги –

Электрометаллизация кожи

Электрические знаки

Электрические удары

Электроофтальмия

Механические повреждения

Электрические ожог и возникают при термическом действии электрического тока. Наиболее опасными являются ожоги, :возникающие в результате воздействия электрической дуги, такKaк ее температура может превышать 3000°С.

Электрометаллизация кожи - проникновение в кожу под дей­ствием электрического тока мельчайших частиц металла. В результате кожа становится электропроводной, т. е. сопротивление ее резко падает.

Электрические знаки -- пятна серого или бледно-желтого цве­та, возникающие при плотном контакте с токоведущей частью (пс которой в рабочем состоянии протекает электрический ток). При­рода электрических знаков еще недостаточно изучена.

Электроофтальмия - поражение наружных оболочек глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электриче­ской дуги.

Электрические удары - общее поражение организма человека, характеризующееся судорожными сокращениями мышц, наруше­нием нервной и сердечно-сосудистой систем человека. Нередко электрические удары приводят к смертельным исходам.

Механические повреждения (разрывы тканей, переломы) про­исходят при судорожном сокращении мышц, а также в результате падений при воздействии электрического тока.

Характер поражения электрическим током и его последствия зависят от значения и рода тока, пути его прохождения, длитель­ности воздействия, индивидуальных физиологических особенностей человека и его состояния в момент поражения.

Электрический шок - это тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное электрическое раздраже­ние, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообраще­ния, дыхания, обмена веществ и т.п. Такое состояние может про­должаться от нескольких минут до суток.

В основном значение и род тока определяют характер пора­жения. В электроустановках до 500 В переменный ток промыш­ленной частоты (50 Гц) более опасен для человека, чем постоян­ный. Это связано со сложными биологическими процессами, про­исходящими в клетках организма человека. С увеличением часто­ты тока опасность поражения уменьшается. При частоте порядка нескольких сотен килогерц электрические удары не наблюдаются. Токи в зависимости от значения по своему воздействию на организм человека делятся на ощутимые, неотпускающие ифибрилляционные .Ощутимые токи -- токи, вызывающие при прохож­дении через организм ощутимые раздражения. Человек начинает ощущать воздействие переменного тока (50 Гц) при значениях от 0,5 до 1,5 мА и постоянного тока -- от 5 до 7 мА. В пределах этих значений наблюдаются легкое дрожание пальцев, покалыва­ние, нагревание кожи (при постоянном токе). Такие токи назы­ваютпороговыми ощутимыми токами .

Неотпускающие токи вызывают судорожное сокращение мышц руки. Наименьшее значение тока, при котором человек не может самостоятельно оторвать руки от токоведущих частей, называетсяпороговым неотпускающим током . Для переменного тока это зна­чение лежит в пределах от 10 до 15 мА, для постоянного тока - т 50 до 80 мА. При дальнейшем увеличении тока начинается по­ражение сердечно-сосудистой системы. Затрудняется, а затем останавливается дыхание, изменяется работа сердца.

фибрилляционные токи вызывают фибрилляцию сердца - тре­петание или аритмичное сокращение и расслабление сердечной мышцы. В результате фибрилляции кровь из сердца не поступает в жизненно важные органы и в первую очередь нарушается крово­снабжение мозга. Человеческий мозг, лишенный кровоснабжения, живет в течение 5 - 8 минут, а затем погибает, поэтому в данном случае очень важно быстро и своевременно оказать первую по­мощь пострадавшему. Значения фибрилляционных токов колеб­лются от 80 до 5000 мА

Факторы, влияющие на исход поражения Эл. током

Исход воздействия электрического тока на организм челове­ка зависит от ряда факторов, основными из которых являются: электрическое сопротивление тела человека; величина электрического тока; длительность его воздействия на организм; величина напряжения, воздействующего на организм; род и частота тока; путь протекания тока в теле; психофизиологическое состояние организма, его индивидуальные свойства; состояние и характери­стика окружающей среды (температура воздуха, влажность, зага­зованность и запыленность воздуха) и др.

Сила тока I. Токи:

0,6 – 1,5 mA : возникает ощущение (перемен), не ощущается (постоян)

5 - 7mA : судороги в руках (перемен), возникает ощущение (постоян)

20 -25mA : пороговый, не отпускающий - руки парализуются, оторвать невозможно от оборудования, замедление дыхания (перемен), незначительное сокращение мышц (постоян)

50 - 80mA : фибрилляционный - аритмичное сокращение или расслабление сердечных мышц

	При переменном токе 50 Гц	При постоянном токе
	Возникновение ощущения, легкое дро­жание пальцев рук	Не ощущается
	Судороги в руках	Возникновение ощущения, нагревание кожи Усиление нагревания
	Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов; сильные боли в кистях и предплечьях	Усиление нагревания
	Руки парализуются, оторвать их от электродов невозможно, дыхание за­труднено	Незначительное сокращение мышц
	Остановка дыхания. Начало фибрил­ляции сердца	Сильное нагревание; сокра­щение мышц рук; затруднен­ное дыхание
	Остановка дыхания и сердечной дея­тельности (при длительности воздей­ствия более 3 с)	Остановка дыхания

Продолжительность воздействия тока на организм человека - один из основных факторов. Чем короче время воздействия тока, тем меньше опасность.

Если ток неотпускающий, но еще не нарушает дыхания и работы сердца, быстрое отключение спасает пострадавшего, который не смог бы освободиться сам. При длительном воздействии тока сопротивле­ние тела человека падает и ток возрастает до значения, способного вызвать остановку дыхания или даже фибрилляцию сердца.

Остановка дыхания возникает не мгновенно, а через несколько секунд, причем чем больше ток через человека, тем меньше это время. Своевременное отключение пострадавшего позволяет предотвратить прекращение работы дыхательных мышц.

Таким образом, чем меньше длительность действия тока на чело­века, тем меньше вероятность совпадения времени, в течение кото­рого через сердце проходит ток с фазой Т.

Путь тока в теле человека . Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Так, отмечено, что по пути «рука-рука» через сердце проходит 3,3 % общего тока, «левая рука - ноги» - 3,7 %, «правая рука - ноги» - 6,7 %, «нога - нога» - 0,4 %, «голова - ноги» - 6,8 %, «голова - руки» - 7 %. По дан­ным статистики потеря трудоспособности на три дня и более наблю­далась при пути тока «рука - рука» в 83 % случаев, «левая рука - ноги» - в 80 %, «правая рука - ноги» - 87 %, «нога - нога» - в 15 % случаев.

Таким образом, путь тока влияет на исход поражения; ток в теле человека проходит не обязательно по кратчайшему пути, что объ­ясняется большой разницей в удельном сопротивлении различных тканей (костная, мышечная, жировая и т. д.).

Наименьший ток через сердце проходит при пути тока по нижней петле «нога - нога». Однако из этого не следует делать выводы о ма­лой опасности нижней петли (действие шагового напряжения). Обычно если ток достаточно велик, он вызывает судороги ног, и человек падает, после чего ток уже может проходить через грудную клетку, т. е. через дыхательные мышцы и сердце. Наиболее опасный -- это путь, проходящий через головной и спинной мозг, сердце, легкие

Род и частота тока . Установлено, что переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный. так как одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако даже небольшой постоянный ток (ниже порога ощущения) при быстром раз­рыве цепи дает очень резкие удары, иногда вызывающие судороги мышц рук.

Многие исследователи утверждают, что наиболее опасен переменный ток частотой 50-60 Гц. Опасность действия тока снижается с увеличением частоты , но ток частотой 500 Гц не менее опасен, чем 50 Гц.

Сопротивление тела человека непостоянно и зависит от многих факторов -- состояния кожи, величины и плотности контакта, приложенного напряжения и времени воздействия тока.

Обычно при анализе опасности электрических сетей и при расчетах принято считать сопротивление тела человека активным и равным 1 кОм.

Характер поражения зависит также от времени действия тока. При длительном воздействии тока увеличивается нагревание ко­жи, кожа из-за потовыделения увлажняется, сопротивление ее падает и ток, проходящий через тело человека, резко увеличи­вается.

Характер поражения определяется и индивидуальными физио­логическими особенностями человека. Если человек физически здоров, то электропоражение будет менее тяжелым. При заболе­ваниях сердечно-сосудистой системы, кожи, нервной системы, при алкогольном опьянении электротравма может быть чрезвычайно серьезной даже при небольших воздействующих токах.

Немаловажное влияние на исход поражения оказывает психо­физиологическая подготовленность работника к воздействию. Если человек внимателен, сосредоточен при выполнении работы, подготовлен к тому, что он может подвергаться воздействию электрического тока, то травма может оказаться менее тяжелой.

ПАРАМЕТРЫ окружающей среды : температура, влажность, наличие пыли

Физиологические особенности организма в момент поражения

Приложенное напряжение зависимость прямопропорциональная

Явление при стекании тока в землю

Путь «нога -- нога» является наименее опасным . Чаще всего такой путь возникает в том случае, когда человек попадает под воздействие так называемого напряжения шага, т. е. между точ­ками поверхности земли, находящимися на расстоянии шага друг от друга.

Если произошло замыкание на землю какой-либо цепи - слу­чайное электрическое соединение токоведущей части непосред­ственно с землей или через металлоконструкции, то по земле бу­дет растекаться электрический ток, называемый током замыкания на землю. Потенциал земли по мере удаления от места замыка­ния будет изменяться от максимального до нулевого значения,

так как грунт оказывает сопро­тивление току замыкания на землю.

Рис.1 Включение человека на на­пряжение шага

Если человек попадает в зо­ну растекания тока, то между его ступнями будет существовать разность потенциалов, которая вызовет протекание тока по пу­ти «нога - нога». Результатом воздействия тока может быть сокращение мышц ног, и человек может упасть. Падение вызовет образование.новой, более опасной цепи прохождения тока через сердце и легкие.

На рис. 3.1 показано образо­вание шагового напряжения и приведена кривая распределения потенциала на поверхности зем­ли. На расстоянии 20 м от места замыкания потенциал можно счи­тать равным нулю. Рис. 3.1. Включение человека на на­пряжение шага

Значение тока, проходящего через организм человека, зависит от приложенного напряжения и сопротивления тела. Чем больше напряжение, тем больший ток проходит через человека

(I 2 - путь прохождения более опасный и более выше сила тока)

Напряжения прикосновения и шага

Шаговое напряжение - напряжение на поверхности земли между точками, находящимися на расстоянии шага друг от друга.

Напряжение прикосновения - разность потенциалов двух точек электрич. цепи которых одновременно касается человек.

Чтобы уменьшить разность φ 2 -φ 1 , из зоны растекания нужно выходить мелкими шажками

Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током

Электроустановками называют установки, в которых произво­дится, преобразуется, распределяется и потребляется электриче­ская энергия. К электроустановкам относятся генераторы и элек­тродвигатели, трансформаторы и выпрямители, аппаратура про­водной, радио- и телевизионной связи и др.

Безопасность работ в электроустановках зависит от электри­ческой схемы и параметров электроустановки, номинального на­пряжения, окружающей среды и условий эксплуатации. С точки зрения обеспечения безопасности все электроустановки согласно ПУЭ делятся на установки до 1000 В и установки выше 1000 В. Поскольку установки выше 1000 В являются более опасными, то к защитным мерам в них предъявляются более жесткие требо­вания.

Электроустановки могут быть расположены в закрытых поме­щениях и вне их. Условия окружающей среды оказывают суще­ственное влияние на состояние изоляции электроустановки, на

сопротивление тела человека, а следовательно, и на безопасное? обслуживающего персонала. Условия работы по степени электробезопасности делятся на три категории: с повышенной опасность» поражения людей электрическим током; особо опасные; без повышенной опасности.

Условия с повышенной опасностью характеризуются наличие одного из следующих признаков: - токопроводящие основания (железобетонные, земляные, металлические, кирпичные);

Токопроводящая пыль, ухудшающая условия охлаждения ц изоляции, но не вызывающая опасности пожара;

Сырость (относительная влажность, превышающая 75%);

Температура, длительно превышающая +35°С;

Возможность одновременного прикосновения человека к зазем­ленным металлоконструкциям, с одной стороны, и к металличе­ским корпусам электрооборудования - с другой.

Для уменьшения опасности поражения электрическим током в этих условиях рекомендуется применять малое напряжение (не более 42 В).

Особо опасные условия характеризуются наличием одного из следующих признаков:

особая сырость (относительная влажность, близкая к 100%);

химически активная среда, разрушающая изоляцию и токоведущие части электрооборудования;

не менее двух признаков с повышенной опасностью.

В условиях без повышенной опасности отсутствуют вышепере­численные признаки