Лабораторное занятие № 1(2 часа). Основные теоретические положения.

Лабораторное занятие № 1(2 часа)

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.

Цель работы - изучить основные правила безопасной эксплуа­тации электрооборудования, исключающие возможность получения человеком электрических травм.

Основные теоретические положения.

1.1. Действие электрического тока на организм человека

Прохождение электрического тока через тело человека, которое является хорошим проводником, может привести к несчастным слу­чаям. Воздействие электрического тока на человека может быть раз­личным: поражение кожного покрова, органов дыхания, сердечно­сосудистой и нервной систем и, наконец, паралич сердца. Степень поражения человека электрическим током зависит от величины тока и длительности его прохождения, сопротивления тела человека, усло­вий окружающей среды. Различают несколько предельных значений тока (путь прохождения рука-рука): 0,6-3 мА - вызывает слабый зуд и лёгкое покалывание, при длительном воздействии отрицательно ска­зывается на здоровье человека; 3-10 мА - резкая боль, непроизволь­ное сокращение мышц, при длительном воздействии опасен для здо­ровья; 10-50мА - сокращаются мышц туловища, повышается артери­альное давление, пострадавший теряет сознание; свыше 100 мА - че­рез 1-2 секунды после начала его действия может наступить смерть.

Величина тока, протекающего по телу человека (в соответствии с законом Ома I=U/R) зависит от напряжения соприкосновения U и электрического сопротивления тела R.

При напряжениях до 300 В переменный ток частотой 50 Гц для человека опаснее постоянного тока, в диапазоне 300-600 В, опасность переменного и постоянного токов одинакова, а при напряжении свы­ше 600 В опаснее постоянный ток.

Электрическое сопротивление тела человека колеблется в очень широких пределах от 500 до 100000 Ом. На сопротивление влияют состояние нервной системы, кожи, внешняя среда, площадь контакта и особенно его место на теле человека. За расчётное сопротивление принимается 1000 Ом. Наибольшее действующее значение тока, ко­торый может проходить по пути «рука-нога» в течение определённо­го времени (без ущерба здоровью человека), называется допустимым током. Допустимое напряжение прикосновения - наибольшее дейст­вующее напряжение, которое может быть приложено в течение опре­делённого времени к телу человека (путь рука-нога) без ущерба здоровью.

Временные нормы допустимых токов 1_доп и напряжений прикос­новения U_np при частоте 50 Гц приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Временные нормы допустимых напряжений прикосновения и токов.

 

 

Величины		Продолжительность воздействия, с
0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	3,0
Unp, В
1доп, мА

Статистика показывает, что среди смертельных несчастных слу­чаев на долю электротравм приходится 12%.

1.2. Причины поражения человека электрическим током

Поражение электрическим током может произойти в результате замыкания электрической цепи через тело человека. Чаще всего элек­трические травмы возникают при случайном прикосновении к токоведущим частям, или к металлическим деталям электрооборудования, находящимся под напряжением, а также при попадании под шаговое напряжение.

Рассмотрим возможные случаи поражения электрическим то­ком, учитывая, что наиболее распространённым напряжением являет­ся напряжение 380/220 В. В четырёхпроводной системе нейтральный провод подключается к глухозаземлённой нейтрали трёхфазного ис­точника.

1. Поражение в результате прикосновения к одному из трёх ли­нейных проводов при условии контакта с землёй (рис. 1.1). В этом случае человек попадает под воздействие фазного напряжения Uф, ток, проходящий через тело человека, преодолевает сопротивление тела, сопротивление контакта с землёй и сопротивление слоя земли между местом нахождения человека и заземлением. Ток в цепи равен

(1.1)

где R_чел - расчётное сопротивление тела человека.
Этот ток превышает допустимый (0,1 А.) и является смертельно опасным.

Рис 1.1.

2. Поражение в результате прикосновения к двум линейным прово­дам (рис. 1.2). При прикосновении к двум линейным проводам на че­ловека воздействует линейное напряжение U_Л , и через него протекает ток. И в этом случае ток может быть смертельным.

(1.2)

Рис 1.2.

3. Поражение в результате прикосновения к корпусам электри­ческих машин, находящихся под напряжением относительно земли, при условии контакта с землей. Это возможно при повреждении элек­троизоляции одной из фаз и соприкосновении ее с корпусом. В этом случае между корпусом и землей возникает напряжение соприкосно­вения близкое к фазному Uф. Ток проходящий через человека можно подсчитать по выражению (1.1). Однако если человек обут в резино­вую обувь (сопротивление обуви 50000 Ом) то в первом и третьем случаях ток, протекающий через него, будет равен

(1.3)

Такой ток не опасен для человека.

При замыкании на землю какой-либо части установки, рабо­тающей при напряжении свыше 1000В, - вблизи места заземления про­исходит повышение потенциала. При приближении человека к месту замыкания он может попасть под напряжение, которое определяется источниками на поверхности земли, удаленными друг от друга на ве­личину шага (0,8м). Это напряжение называется шаговым.

Кроме того, при воздействии на человека электрического тока возможны ожоги, поражение глаз воздействие интенсивного излуче­ния электрической дуги, ушибы, переломы и т.д. при потере сознания или падения с высоты, вызванные действиями тока.

1.3. Способы и средства защиты от поражения электрическим током

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и Правила техники безопасности на электроустановках (ПТБУ) предусматривают ряд защитных мероприятий по снижению опасности поражения электри­ческим током. К ним относятся: устройство защитного заземления, заземление на нейтраль (зануление), применение пониженного на­пряжения, закрытие и ограждение токоведущих частей, применение резиновых перчаток, ботинок, ковриков, изолированных штанг и т.д., сигнализации при случайном заземлении какой-либо точки электри­ческой сети, применение устройств защитного отключения, преду­преждающих, запрещающих и других плакатов, оповещающих об опасности поражения электрическим током.

Защитное заземление - преднамеренное соединение с землей металлических корпусов электрических машин, трансформаторов, электрического инструмента, бытовых приборов и т.д. Сопротивление током

защитного заземления не должно превышать Rз= 10 Ом. Принцип дейст­вия защитного заземления показан на рис. 1.3.

 

Рис 1.3.

При пробое изоляции между фазой и корпусом электроустанов­ки, прикоснувшийся человек (сопротивление более 1000 Ом) оказы­вается включенным в электрическую цепь параллельно защитному заземлению (сопротивление 10 Ом). Вследствие этого ток, проходящий по телу человека, будет очень мал и не представляет опасности. В тех случаях, когда используются передвижные электроуста­новки, применяют заземление на нейтраль (зануление). Зануление - это преднамеренное соединение корпусов электрических установок с заземленным нейтральным проводом. Схема установки с применени­ем зануления показана на рис. 1.4.

 

 

В условиях повышенной опасности поражения электрическим
током применяют одновременно защитное заземление и зануление
электрических установок.

 

 

Рис. 1.5

Автоматические выключатели применяют для защиты потребителей от коротких замыканий и длительных перегрузок в цепях переменного и постоянного токов напряжением до 1000 В. Они бы­вают одно-, двух - и трехполюсные и размещаются в пластмассовом корпусе. Основными узлами автомата является электромагнитный и тепловой расцепители. Принцип действия автоматического вы­ключателя показан на рис. 1.5. При коротком замыкании срабатыва­ет электромагнитный расцепитель. Ток в цепи резко возрастает, элек­тромагнит 8, включенный последовательно с защищаемой цепью, притягивает к себе якорь 7 (рис. 1.56), удерживаемый пружиной 5, защелка 2-3 освобождается и пружина 1 разъединяет цепь. Ток сра­батывания можно отрегулировать натяжением пружины 5 в пределах 1=(1 - 2)1_Н Вре мя отключения 0,05-0,15 с.

При длительной перегрузке 1=(1,1-1,2)1_Н приводится в действие тепловой расцепитель (рис.1.5в). Нагревательный элемент 9 включа­ют последовательно с защищаемой цепью. Тепло, выделяемое нагре­вательным элементом при прохождении тока нагрузки /. нагревает биметаллическую пластину 4. Через некоторое время деформирую­щийся свободный конец биметаллической пластины через толкатель 6 приводит в движение рычаг 3, защелка 2,3 освобождается и пру­жина 1 разъединяет цепь. Повторное включение в работу возможно только после остывания биметаллической пластины. После срабаты­вания автоматического выключателя при коротком замыкании или длительной перегрузке возврат в рабочее положение производится вручную.

1.4. Правила техники безопасности при работе в электротехнических лабораториях

 

В электротехнических лабораториях кафедры используются се­ти трёхфазного переменного тока напряжением 220/127 В и постоян­ного тока напряжением 220 В. На отдельных стендах применяется более низкое напряжение. Поражение электрическим током возмож­но только при нарушении правил техники безопасности.

Помните, что ток величиной в 0,02 А уже является опасным для вашей жизни.

В электротехнических лабораториях при выполнении лабора­торных работ вы будете собирать схемы на стендах с закрытыми клеммами. Поражение током возможно в том случае, если при вклю­ченной в сеть схеме вы притронетесь к любым оголённым клеммам или проводам, стоя на полу. Ещё более опасно, если вы одновременно прикоснётесь к клемме и находящимися рядом металлическими дета­лям системы центрального отопления. Поэтому при проведении опы­тов следует находиться на резиновых ковриках.

Все металлические токоведущие части электрооборудования стенда обязательно заземлены. Каждый стенд оборудован защитной аппаратурой - плавкими предохранителями или автоматическими выключателями. В случае возникновения в цепи короткого замыка­ния происходит её мгновенное отключение.

Для обеспечения электробезопасности напряжение на рабочие мес­та (стенды) с распределительных щитов лабораторий включается только преподавателем. На стенде при этом загорается сигнальная лампа.

Правила техники безопасности:

-перед началом работ получите инструктаж по технике безопас­ности, обратив внимание на возможную опасность при их выполне­нии, после чего распишитесь в журнале инструктажа за то, что с пра­вилами безопасности вы ознакомлены и обязуетесь их выполнять. Студенты, не изучившие правила техники безопасности и не прошед­шие инструктаж, к выполнению лабораторных работ не допускаются;

- строго соблюдайте правила безопасности работ и внутреннего распорядка;

- прежде, чем приступить к выполнению работы, внимательно ознакомьтесь с оборудованием, приборами, указаниями по технике безопасности, убедитесь, что выключатели на стенде выключены;

- не загромождайте своё рабочее место оборудованием, приборами, не относящимися к вашей работе;

- немедленно сообщите преподавателю или лаборанту о замеченных неисправностях и нарушении правил техники безопасности;

- если с вами или вашим товарищем произошёл несчастный слу­чай немедленно сообщите об этом преподавателю или лаборанту;

- бережно относитесь к оборудованию и приборам; по окончании работы приведите в порядок рабочее место и с разрешения преподавателя или лаборанта можете уйти.

Категорически запрещается:

- включать рубильники на распределительных щитах лабораторий;

- включать схему без предварительной проверки и разрешения преподавателя;

- производить переключения в схемах, находящихся под напряжением;

- прикасаться к оголённым проводам и частям приборов, нахо­дящимся под напряжением;

- оставлять без наблюдения схему, находящуюся под напряжением;

- закорачивать или отключать защитные устройства;

-работать в лаборатории одному;

- снимать или перевешивать предупреждающие и запрещающие плакаты;

- заходить или протягивать руки за ограждение.

 

1.5. Оказание первой помощи при поражении электрическим током

 

Поражение электрическим током можно разделить на два вида: электрический удар и электрическая травма.

При электрическом ударе поражаются внутренние органы. Он происходит при токе 25-100 мА в течение нескольких секунд. При оказании первой помощи в первую очередь всеми возможными спо­собами необходимо освободить пострадавшего от воздействия элек­трического тока: отключить напряжение при помощи рубильника, оборвать провода или накоротко замкнуть и заземлить их и т.д. После освобождения от действия тока пострадавшему необходимо оказать первую медицинскую помощь. Если пострадавший нормально ды­шит, находится в сознании или потерял сознание, освободите его от стесняющей одежды, обеспечьте доступ воздуха, дайте понюхать на­шатырный спирт, можно обрызгать водой, разотрите и согрейте тело. Если пострадавший не проявляет признаков жизни, не прощупывает­ся пульс, следует немедленно сделать искусственно дыхание и мас­саж сердца. Проводите их упорно и настойчиво до появления первых признаков жизни. После оказания первой помощи вызовите врача или доставьте пострадавшего в лечебное учреждение.

При электрических травмах происходит поражение внешних частей тела. Обычно они происходят при кратковременном воздейст­вии электрического тока. Электрические травмы представляют собой ожоги, поражение сетчатки глаз и др. В этих случаях необходима квалифицированная медицинская помощь.

 

Задание к самостоятельной работе

 

2.1. Изучите основные правила техники безопасности при эксплуатации электрооборудования и выполнении лабораторных работ

2.2. В отчёт внесите теоретический материал по вашему усмот­рению.

2.3.Дайте ответы на вопросы для самоконтроля:

1. От чего зависит степень поражения человека электрическим током?

2. Назовите предельные значения тока, воздействующие на ор­ганизм человека, опасные для здоровья.

3. От чего зависит электрическое сопротивление тела человека?

4. Назовите основные причины поражения человека электриче­ским током.

5. Какие существуют способы предупреждения от поражения электрическим током?

6. Расскажите, как происходит защита человека при использова­нии защитного заземления.

7. Что такое зануление электрооборудования?

8. Назовите основные правила техники электробезопасности при работе в электрических лабораториях.

9. Какие меры первой медицинской помощи следует оказыватьпри поражении электрическим током?

10.Какие существуют виды поражения человека электрическим током?