ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Лаборатория Безопасности

жизнедеятельности

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Методические указания к лабораторной работе для курсантов и студентов всех специальностей

Мурманск

2016

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Лаборатория Безопасности жизнедеятельности

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Методические указания к лабораторной работе для курсантов и студентов всех специальностей и форм обучения

Мурманск

2016

Составители – Наталья Евгеньевна Подобед, канд. техн. наук, доцент кафедры управления судном и промышленного рыболовства;

Виталий Александрович Подобед, докт. техн. наук, профессор той же кафедры

Методические указания утверждены на заседании кафедры управления судном и промышленного рыболовства «25» февраля 2016 г. протокол № 6.

Рецензент – С.Н. Шугай, доцент кафедры управления судном и промышленного рыболовства МГТУ

Оглавление

1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 6

1.1. Действие электрического тока на человека 6

1.2. Факторы, определяющие опасность поражения электротоком 10

1.3. Условия поражения электрическим током 14

2. Технические способы и средства защиты от электрического тока 14

2.1. Защитное заземление 14

2.1. Защитное зануление 16

2.2. Защитное отключение 18

2.3. Средства защиты, используемые в электроустановках 19

2.4. Первая помощь при поражениях электрическим током 20

3. Описание лабораторной установки 22

4. Экспериментальная часть 23

4.1. Исследование опасности поражения током при прикосновении человека к корпусу электроустановки в сети с изолированной и глухозаземленной нейтралью 23

4.1. Исследование эффективности защитного заземления электроустановки 25

4.2. Исследование эффективности защитного зануления. 26

4.3. Содержание отчета 27

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 28

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 29

ЦЕЛИ РАБОТЫ:

1. Ознакомиться с действием электрического тока на организм человека.

2. Произвести исследования трехфазных сетей переменного тока напряжением до 1000 В с изолированной и глухозаземленной нейт­ралью.

3. Дать оценку опасности поражения человека электрическим током при при­косновении к токоведущим частям оборудования.

4. Исследовать эффективность защитного заземления, зануления, защитного отключения.

1. Краткие теоретические сведения

   1. Действие электрического тока на человека

Электричеством человек пользуется уже давно, однако травматизм от его действия с годами не снижается. Это связано с тем, что у человека нет органов чувств, которые бы на расстоянии могли распознать наличие на проводящих поверхностях электрического напряжения.

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. 

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое электролитическое, механическое, биологическое и световое воздействие.

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

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

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

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

Световое действие приводит к поражению глаз (электроофтальмии).

Это многообразие действий электрического тока мо­жет привести к двум видам поражения: внешним (местным) травмам и внутренним (электрическим ударам).

Местные электротравмы представляют собой чётко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или элек­трической дуги.

В большинстве случаев электротравмы излечивают­ся, но иногда при тяжелых ожогах травмы могут приве­сти к гибели человека.

Различают следующие электрические травмы: элек­трические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический ожог – самая распространенная элек­тротравма. Ожоги бывают двух видов: токовый (контактный) и дуговой.

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 напряжениях 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°С и у нее весьма большая энергия), которая и причиняет ду­говой ожог. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые – III или IV степени.

Электрические знаки – четко очерченные пятна се­рого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшейся действию тока. Знаки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, борода­вок, кровоизлияний в кожу и мозолей.

В большинстве случаев электрические знаки безбо­лезненны и лечение их заканчивается благополучно.

Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавивше­гося под действием электрической дуги. Это может про­изойти при коротких замыканиях, отключениях рубиль­ников под нагрузкой и т. п. Металлизация сопровождается ожогом кожи, вызываемым нагревшимся металлом.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровенос­ных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызванные падением челове­ка с высоты, ударами о предметы в результате непроиз­вольных движений или потери сознания при воздей­ствии тока. Механические повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длитель­ного лечения.

Электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и ультракрасные лучи. Кроме того, возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла. Защита от электро­офтальмии достигается ношением защитных очков, кото­рые не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечи­вают защиту глаз от брызг расплавленного металла.

Электрический удар – это возбуждение живых тка­ней организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорож­ными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары ус­ловно делятся на следующие четыре степени: I – судо­рожное сокращение мышц без потери сознания; II – судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но со­хранение дыхания и работы сердца; III – потеря созна­ния и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV – клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Причинами смерти в результате поражения электри­ческим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Прекращение работы сердца, как следствие воздей­ствия тока на мышцу сердца наиболее опасно. Это воз­действие может быть прямым, когда ток протекает че­рез область сердца, и рефлекторным, когда ток проходит через центральную нервную систему. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция (беспорядочное сокращение мышечных волокон сердца – фибрилл), что приводит к прекраще­нию кровообращения.

Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы груд­ной клетки, участвующие в процессе дыхания. При дли­тельном действии тока наступает так называемая ас­фиксия (удушье) – болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме. При асфиксии утрачивается сознание, чув­ствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце – наступает клини­ческая смерть.

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