Министерство образования РФ
Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет
Кафедра управления качеством и машиноведения
по дисциплине «Экология»
на тему «Влияние электрического тока на человеческий организм»
г.Санкт-Петербург
2005г.
Содержание
1.Вступление 3
2.Влияние электрического тока на человеческий организм. 4
2.1.Виды поражений электрическим током. 4
2.2.Электрический удар 6
2.3.Электрическое сопротивление тела человека. 8
2.4.Основные факторы, влияющие на исход поражения током. 9
2.5.Критерии безопасности для электрического тока. 12
3.Условия, при которых происходит поражение током 12
4.Меры по обеспечению электробезопасности на производстве 15
4.1.Организационные меры защиты 15
4.2.Организационно-технические меры защиты 18
4.3.Технические меры защиты 19
5.Заключение 21
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 22
Вступление
Россия – страна рабочая. По статистическим данным на ноябрь 1998, численность экономически активного населения в России – 49% (72,6 млн. чел.). Процент безработных на ноябрь 1999 г. составляет 13%, т.е. 9,36 млн. чел. Таким образом, работающих у нас в стране – 63 млн. чел. [5].
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 постоянныйипеременный электрический ток. Сегодня распространено использование переменного тока частотой от 50 Гц до 300 ГГц.
Разберем этот диапазон более подробно:
Ток промышленной частоты, 50 Гц, используется в системах электрификации производства и быта.
Ток низкой частоты, 3-300 кГц – в радиовещании, при плавке, сварке, термообработке металлов.
Ток средней частоты, 0,3-3,0 МГц – в радиовещании, при индуктивном нагреве металлов и других материалов.
Ток высокой частоты, 3,0-30 МГц – в радиовещании, телевидении, в медицине, при сварке полимеров.
Ток очень высокой частоты, 30-300 МГц – в радиовещании, телевидении, в медицине, при сварке полимеров.
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.
Ток сверхвысокой частоты. 3-30 ГГц
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.
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.
studfiles.net
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током. Сопротивление тела человека.
Электрические установки представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации не исключены случаи прикосновения к частям находящимся под напряжением.
Особенностью поражения электрическим током является:
отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука—ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.
тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12—16 % всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.
токи промышленной частоты 10—25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т. е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.
воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.
специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.
Воздействия тока на организм человека
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.
Тепловое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей; биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма.
Любое из перечисленных воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009—76).
Виды поражения электрическим током
На практике электротравмы условно разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).
Общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению всего организма.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.
Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.
Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6—1,5 мА и постоянного тока силой 5—7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.
В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15—80 мА.
При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.
Путь тока.
Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути "рука—рука" или "рука—ноги". Однако он может протекать и по другим путям, например, "голова—ноги", "спина—руки", "нога—нога" и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути "нога—нога" через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути "рука—рука" — 3,3 %. Сила неотпускающего тока по пути "рука-рука" приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути "правая рука—ноги".
Род тока
Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза.
Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц — почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности.
Окружающая среда.
Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности.
Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.
Электрическое сопротивление тела человека
Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,
Iч = Uпр / zт
На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.
Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой
xc = 1/ (ωС)
где ω = 2nf — угловая частота, Гц; f — частота тока, Гц.
Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2
Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.
Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела человека rв можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока "рука—рука" общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения, приведенной на рисунке 2. С увеличением частоты тока из-за уменьшения xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв . Зависимость сопротивления тела человека от частоты приведена на рисунке 3.
Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40—45 В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела человека (рисунок 4). При напряжении 127—220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление принимается равным 1 кОм.
Зная допустимые значения силы токов для различной длительности воздействия и полное сопротивление тела человека zт можно определить допустимое напряжение прикосновения
Uпр доп=Iдоп zт
где Iдоп - допустимая сила тока.
Рисунок 1. Электрическая схема замещения сопротивления наружного слоя кожи:
a — схема контакта электрода с телом человека; б— электрическая схема замещения;
1 — электрод; 2— наружный слой кожи; 3— внутренняя область кожи
Рисунок 2.Электрическая схема замещения сопротивления тела человека
1 – электрод, 2 – наружное сопротивление кожи рук, rвр , rвк – внутреннее сопротивление рук и корпуса
Рисунок 3.Зависимость сопротивления тела человека zт от частоты токаf
Рисунок 4.Зависимость сопротивления тела zт человека от напряжения. U
Список литературы
Буралев Ю.В., Павлова Е.И. Безопасность жизнедеятельности на транспорте: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1999.
Девисилов В.А. Охрана труда. – М.: Форум-ИНФРА-М, 2003
Клочкова Е.А. Охрана труда на железнодорожном транспорте. – М.: Маршрут, 2004
Н е й м а и Л. А. Безопасность жизнедеятельности: теория, вопросы и ответы: Учеб. пос. М.: Вузовская книга, 1997. 142 с.
Дата добавления: 28.10.2006
www.km.ru
Армавирский Юридический
техникум
Реферат на тему:
Выполнил:
Гужбин максим
Армавир 2003 г.
Электрический ток — это упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, т.е. напряжению на концах участка и обратно пропорционально 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.
Характер и глубина воздействия электрического
Тока на организм человека зависит от силы и рода
тока и времени его действия, пути прохождения через тело человека, физическою и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.
Пороговым(ощутимым) является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать не-приятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно ото-рваться 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 (судорожное сокращение) сердца. Ток 100 мА считают . смертельным.
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 спин-ной 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 ра-диаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.
Характерным случаем попадания под напряже-ние является соприкосновение с одним полюсом или фазой источника тока. Напряжение, действующее при этом на человека, называется напряжением прикосновения. Особенно опасны участки, расположенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и шее.
Повышенную опасность представляют помещения с металлическими, земляными полами, сырые. Особенно опасные — помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни явля-ется напряжение не выше 42 В для сухих, отапли-ваемых с токонепроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше 36 В для помещений с повышенной опасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имеющих химически активную среду или два и более призна-ков помещений с повышенной опасностью.
В случае, когда человек оказывается вблизи упав-шего на землю провода, находящегося под напря-жением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага — это напряже-ние между двумя точками цепи тока, находящими-ся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает ра-стекающийся по земле от провода ток. Оказавшись в зоне растекания тока, человек должен соединить ноги вместе и не спеша выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила полностью за ступню другой. При случай-ном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опасность поражения.
Действие электрического тока на организм характеризуется основными поражающими фактора-ми:
— электрический удар, возбуждающий мышцы тела, приводящий к судорогам, остановке дыхания и сердца;
— электрические ожоги, возникающие в резуль-тате выделения тепла при прохождении тока через тело человека; в зависимости от параметров элект-рической цепи и состояния человека может возник-нуть покраснение кожи, ожог с образованием пузырей или обугливанием тканей; при расплавлении металла происходит металлизация кожи с проникновением в нее кусочков металла.
Действие тока на организм сводится к нагреванию, электролизу и механическому воздействию. Это может служить объяснением различного исхода электротравмы при прочих равных условиях. Особенно чувствительна к электрическому току нервная ткань и головной мозг.
Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма.
При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока. Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, измене-нии состава крови.
Биологическое действие тока выражается в раз-дражении и перевозбуждении нервной системы.
При поражении человека электрическим током нужно освободить пострадавшего от проводника с током. В первую очередь следует обесточить провод-ник. Если отключить его невозможно, надо срочно отделить от него пострадавшего, используя сухие палки, веревки и другие средства. Можно взять по-страдавшего за одежду, если она сухая и отстает от тела, не прикасаясь при этом к металлическим пред-метам и частям тела, не покрытым одеждой. При оказании помощи надо изолировать себя от «зем-ли», встав на непроводящую ток подставку (сухая доска, сухая резиновая обувь и т. п.), и обернуть руки сухой тканью. Пострадавшему обеспечить покой и наблюдение за пульсом и дыханием.
С тех пор, как была установлена возможность воз-никновения при электротравме клинической смер-ти, необходимо при отсутствии пульса и дыхания осуществлять реанимационные мероприятия — ис-кусственную вентиляцию легких (наиболее эффек-тивно — способом изо рта в рот) и непрямой, или закрытый, массаж сердца. Эти мероприятия необ-ходимо проводить до восстановления работы серд-ца и самостоятельного дыхания, до оказания ква-лифицированной медицинской помощи, или до по-явления трупных пятен (т. е. непосредственных признаков биологической смерти).
При наличии изменений тканей в месте воздей-ствия электрического тока, накладывают сухую асептическую повязку на пораженную часть туло-вища.
Чтобы избежать поражения электрическим то-ком, необходимо все работы с электрическим обо-рудованием и приборами проводить после отключе-ния их от электрической сети.
topref.ru
