Безопасность жизнедеятельности для бакалавров по направлению «Лингвистика». Практикум

Окончание табл.  4.5

Задание  4.2.

Определить выполнение требований СанПиН  1.2.3685–21 [1] при одновременном воздействии на офисного работника трех источников ЭМП, работающих в разных частотных диапазонах. Варианты исходных данных приведены в табл.  4.6.

Таблица  4.6

Варианты исходных данных к заданию  4.2

41

Окончание табл.  4.6

Литература

1.  СанПиН  1.2.3685–21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. М. : ЦЕНТРМАГ, 2023.

42

Практическоезанятие  5  АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Общиесведения

На предприятиях различных отраслей промышленности, в лабораториях научно-исследовательских и учебных институтов широко применяют различные электрические установки. В жилых и офисных помещениях также в большом количестве присутствуют различные электрические приборы. Нарушение правил безопасности, низкая культура обслуживания электроприборов и электроустановок могут вызвать поражение электрическим током. Причинами электротравм может явиться случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к конструктивным частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из за повреждения изоляции. Характер и последствия поражения человека электрическим током зависят от величины, частоты и пути прохождения тока, продолжительности его воздействия, сопротивления тела человека, внешней среды, индивидуальных свойств организма и др. По физиологической реакции организма человека различают токи ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный. Предельные значения этих токов зависят от рода и частоты тока, а также от длительности воздействия на организм пострадавшего. В табл.  5.1 приведены значения токов и вызываемые ими ответные реакции организма при длительном воздействии (более 3 с) [1].

Таблица  5.1

Характер воздействия переменного тока на организм человека

43

Примечание. Данные соответствуют прохождению тока через тело человека по пути «рука – рука» или «рука – ноги».

Ток, протекающий через тело человека Iч, А, может быть определен по закону Ома:

44

гдеU – напряжение, под которое попадает человек, В; Rч – сопротивление тела человека, Ом.

При прикосновении к токоведущим частям опасность поражения зависит от вида сетей электроснабжения. В жилых и офисных помещениях, как правило, применяют трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью. В таких сетях можно получать два напряжения: фазное Uф – напряжение между фазным и нулевым проводником и линейное Uл – напряжение между двумя фазными проводниками.

Фазное и линейное напряжения связаны между собой соотношением

гдеUл – линейное напряжение сети, В; Uф – фазное напряжение сети, В.

Путь тока через человека существенно влияет на исход поражения. Опасность поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, воздействует непосредственно на эти органы. Пути тока в теле человека называются петлями тока. Наиболее часто встречается петля «правая рука – ноги». Наиболее опасные петли тока «голова – руки», «голова – ноги» и «рука – рука», наименее опасен путь «нога – нога».

Индивидуальные особенности человека значительно влияют на исход поражения при электротравмах. Характер воздействия тока одной и той же величины зависит от массы человека и его физического развития. Для женщин пороговые значения тока примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин. Степень воздействия тока зависит от состояния нервной системы и всего организма. Так, в состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, болезни (особенно болезни нервной системы, болезни кожи, сердечно-сосудистой системы и др.) и опьянения люди значительно более чувствительны к протекающему току.

45

Определениеобщегоэлектрического сопротивлениятелачеловека

Общее электрическое сопротивление тела человека представляет собой эквивалентное сопротивление нескольких элементов. На рис.  5.1 приведена схема замещения сопротивления тела человека для случая протекания тока по контуру «рука – ноги».

Rр

Rоб

Rп

Рис.  5.1.  Схема замещения сопротивления человека: Rp – сопротивление кожи на руке в месте контакта; Rк – сопротивление кожи поверхности тела; Rвн – сопротивление внутренних органов; Rоб – сопротивление обуви; Rп – сопротивление пола на площади, равной поверхности ступней ног

Математически схему замещения сопротивления человека, представленную на рис.  5.1, можно представить в виде

гдеRч – общее сопротивление тела человека, Ом;

Rр – сопротивление кожи на руке в месте контакта, Ом; Rц – сопротивление параллельной цепочки Rк и Rвн, Ом; Rоб – сопротивление обуви, Ом;

Rп – сопротивление пола на площади, равной поверхности ступней ног, Ом.

46

Сопротивление параллельной цепочки Rц, Ом, равно

гдеRк – сопротивление кожи поверхности тела, Ом; Rвн – сопротивление кожи поверхности тела, Ом.

Величины сопротивлений, указанных на рис.  5.1, изменяются в широких пределах. Наибольшим электрическим сопротивлением обладает кожа и особенно ее верхний роговой слой, лишенный кровеносных сосудов. Сопротивление кожи зависит от ее состояния, плотности и площади контактов, величины приложенного напряжения, величины протекающего тока и времени его воздействия. Наибольшее сопротивление оказывает чистая сухая неповрежденная кожа. Сопротивление кожи на руке в месте контакта Rp и сопротивления кожи поверхности тела Rк сильно зависят от влажности. Так, Rp составляет 200–300 Ом, если кожа влажная, и десятки кОм при сухом состоянии кожи.

В табл.  5.2 и 5.3 приведены значения сопротивления обуви Rоб и сопротивления пола Rп для некоторых материалов в различных условиях.

47

Пример  5.1.

Определить общее сопротивление тела человека, стоящего во влажном помещении на мокром линолеуме и прикасающегося одной рукой к токоведущим частям электрического прибора (протекание тока по контуру «рука – ноги»). Сопротивление кожи в месте контакта – 200 Ом, сопротивление кожи поверхности тела – 1000 Ом, сопротивление внутренних органов – 600 Ом. Напряжение сети – 220 В, материал подошвы обуви человека – кожа.

Решение.

1.  По формуле (5.4) определим сопротивление параллельной цепочки:

Rц = (1000 600) / (1000 + 600) = 375 Ом.

2.  Зная материал подошвы обуви человека – кожа, степень влажности помещения – влажное и напряжение сети – 220 В, по табл.  5.2 найдем электрическое сопротивление обуви. Сопротивление обуви Rоб = 500 Ом.

3.  По табл.  5.3 найдем электрическое сопротивление пола с учетом материала – линолеум и степени влажности – мокрый. Сопротивление пола Rп = 500 Ом.

48

4.  По формуле (5.3) рассчитаем общее сопротивление тела человека:

Rч = 200 + 375 + 500 + 500 = 1575 Ом.

Вывод. Общее сопротивление тела человека составляет 1575 Ом.

Пример  5.2.

Сотрудник офиса работает с оборудованием, подключенным к сети с фазным напряжением 220 В. Определить степень опасности электрического тока, проходящего через тело сотрудника (Rч = 1 кОм), стоящего на токопроводящем полу при однофазном и двухфазном включении (петля тока «рука – ноги»).

Решение.

1.  Зная сопротивление тела человека Rч = 1 кОм и фазное напряжение сети Uф = 220 В, по формуле (5.1) найдем силу тока, проходящего через тело человека, при однофазном включении:

Iч1 = 220 / 1000 = 0,22 А = 220 мА.

2.  По табл.  5.1 определим степень опасности электрического тока, проходящего через человека, стоящего на токопроводящем полу при однофазном включении. Как видно, при Iч1 = 220 мА человек получит смертельное поражение.

3.  По формуле (5.2) рассчитаем линейное напряжение сети

Uл = √3 220 = 380 В.

4.  Зная сопротивление тела человека Rч = 1 кОм и линейное напряжение сети Uл = 380 В, по формуле (5.1) найдем силу тока, проходящего через тело человека, при двухфазном включении:

49

Iч2 = 380 / 1000 = 0,38 А = 380 мА.

5.  По табл.  5.1 определим степень опасности электрического тока, проходящего через человека, стоящего на токопроводящем полу при двухфазном включении. Как видно, при Iч2 = 380 мА человек также получит смертельное поражение.

Вывод. Степень опасности электрического тока, проходящего через тело сотрудника, стоящего на токопроводящем полу при однофазном и двухфазном включении – смертельное поражение.

Задание  5.1.

Определить общее сопротивление тела человека, стоящего на полу в помещении и прикасающегося одной рукой к токоведущим частям электрического прибора (протекание тока по контуру «рука – ноги»). Напряжении сети 220 В. Сопротивление кожи в месте контакта Rр, Ом, сопротивление кожи поверхности тела Rк, Ом, сопротивление внутренних органов Rвн, Ом. Варианты исходных данных приведены в табл.  5.4.

50