OTVETY

Место БЖД в системе экологических знаний. Опасные и вредные производственные факторы.

Проблемы защиты окружающей среды затрагивают всех людей. Пытаясь разобраться в проблемах воздействия человека на окружающую среду, способах защиты от негативных проявлений этого воздействия, человечество создало множество наук и научных направлений. Одной из таких наук является БЖД. Она возникла на стыке технических, естественных и социальных наук.

БЖД можно определить как прикладную дисциплину, представляющую собой систему научнообоснованных инженерно-технических мероприятий, направленных на сохранение качества окружающей производственной среды и здоровья человека в условиях растущего промышленного производства.

БЖД — изучает вредные, опасные и особоопасные антропогенные факторы и способы защиты от них человека.

Антропогенный производственный фактор (АПФ) — фактор, способный вызвать негативные изменения здоровья человека, непосредственно занятого в производственном процессе, и изменения окружающей среды, подверженной воздействию данного производственного процесса.

По своему действию АПФ могут различаться на:

вредные - АПФ, воздействия которых на работающих в определенных условиях приводят к заболеванию или снижению работоспособности (шум, вибрация, электромагнитные поля) опасные - АПФ, воздействия которых на работающих в определенных условиях приводят к травме

или другому резкому ухудшению здоровья (электрический ток, газообразный хлор в определенных концентрациях)

особоопасные - АПФ, которые при определенных условиях приводят к промышленной аварии, т.е. разрушительному высвобождению собственного энергозапаса промышленного предприятия, при котором сырье, промежуточные продукты, продукция предприятия, отходы производства, установленное на промышленной площадке технологическое оборудование, вовлекаясь в аварийный процесс, создают факторы для населения, персонала, окружающей среды и самого промышленного предприятия, приводящие к катастрофическим последствиям (ионизирующие излучения, пожар, взрыв, выброс большого количества газообразного хлора).

Действие электрического тока на организм человека. Виды электротравм.

Тяжесть поражения электрическим током зависет от множества факторов, в том числе: значения тока, значения и рода напряжения, времени воздействия тока на человека, мест контакта элементов электрической цепи с телом, индивидуальных особенностей человека, окружающей среды и окружающей обстановки.

При воздействии тока на человека происходит большое количество сложных процессов, а исход поражения обуславливается комплексом физических и биологических явлений, взаимосвязанных и взаимообусловленных.

Действия, которые производит ток, проходя через человека:

термическое действие – ожоги, сильный нагрев внутренностей, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства; электролитическое действие — разложение органической жидкости, в том числе и крови;

механическое действие — разрыв тканей и переломы костей; биологическое действие — судороги.

Условно электротравмы можно свести к следующим видам:

местные электротравмы — ярковыраженные местные нарушения целостности тканей, местные повреждения организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги; общие электротравмы (электрические удары) – травмы, связанные с поражением всего организма изза нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем человека; смешанные электротравмы.

Первая доврачебная помощь при электротравме.

Первая помощь пострадавшему оказывается в два этапа: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему первой доврачебной медицинской помощи.

Освобождение пострадавшего от действия тока.

Если человек, пораженный током, соприкасается с токоведущими частями, необходимо быстро освободить его от действия тока, принимая одновременно меры предосторожности, чтобы самому не оказаться в контакте с токоведущими частями или с телом пострадавшего, а также под напряжением шага.

Лучше всего отключить установку, а если это невозможно, надо перерубить провода топором с деревянной рукояткой, либо перекусить их инструментом с изолированными рукоятками. Пострадавшего можно оттянуть от токоведущей части, взявшись за его одежду, если она сухая и отстает от тела. Нельзя касаться тела пострадавшего, его обуви, сырой одежды и т.п.

При необходимости прикоснуться к телу пострадавшего надо изолировать свои руки (обмотать руки шарфом, надеть на руки шапку, надеть диэлектрические перчатки) или можно изолировать себя от земли, надев на ноги резиновые галоши, либо встав на резиновый коврик, доску.

Если пострадавший находится на высоте, отключение установки может вызвать его падение. В этом случае необходимо принять меры, обеспечивающие безопасность при возможном падения пострадавшего.

Первая доврачебная помощь:

1.Освобождение пострадавшего от действия тока

2.Определение состояния пострадавшего

3.Подготовка к искусственному дыханию

4.Искусственное дыхание

5.Непрямой массаж сердца

Электрическое сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление тканей неодинаково.

Кожа, кости – большое сопротивление (10E4 — 10E6 кости и 10Е3 — 10Е4 кожа) Кровь, лимфа, мышцы — около Ома.

1 – электроды;

2– наружный слой кожи;

3– внутренние ткани тела.

Сопротивление наружного слоя кожи состоит из активного и емкостного сопротивлений, включенных параллельно. Полное сопротивление наружного слоя кожи зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения и при площади электродов в несколько квадратных сантиметров может достигать весьма больших значений (десятков и сотен тысяч Ом).

Внутреннее сопротивление тела считается чисто активным, хотя обладает емкостной составляющей. Внутреннее сопротивление практически не зависит от площади электродов, частоты тока, а также от значения приложенного напряжения и равно примерно 500 – 700 Ом.

Эквивалентная электрическая схема замещения тела человека.

Зависимость сопротивления тела человека от параметров электрической цепи.

Сопротивление кожи уменьшается при повреждении ее рогового слоя, наличие влаги на ее поверхности, при интенсивном потоотделении, загрязнении.

Зависимость:

1.Место приложения электрода — т.к. сопротивление различных участков кожи различна

2.Значение проходящего тока — чем больше величина проходящего тока, тем выше нагрев кожи и действие на ткани. Это приводит к рефлекторному расширению сосудов и усиливает кровоснабжение кожи, потоотделение и снижает сопротивление человека

3.Приложенное напряжения — повышение напряжения вызывает уменьшение в десятки раз полного сопротивления

4.Род и частота тока — переменный ток опаснее постоянного (сопротивление по переменному много меньше сопротивления по постоянному)

При f=0 сопротивление имеет наибольшее значение, с ростом частоты общее сопротивление уменьшается (за счет уменьшения емкостного сопротивления) и в пределе становится равным внутреннему сопротивлению тела Rв

5.Площадь электродов — оказывает непосредственное влияние на полное сопротивление тела человека: чем больше S, тем меньше Zh

6.Длительность протекания тока — т.к. сопротивление снижается от времени засчет усиленного кровоснабжения, потоотделения

7.Влияние физиологических параметров

—пол и возраст (сопротивление мужчин выше чем у женщин, у молодых меньше чем у пожилых)

—неожиданные физические раздражения: болевые (уколы и удары), звуковые, световые и пр. – могут вызвать на несколько минут снижение сопротивления тела на 20 – 50%.

—уменьшение или увеличение давления соответственно снижает или повышает сопротивление. Следовательно, в закрытых помещениях, где парциальное давление кислорода, как правило, меньше, опасность поражения током при прочих равных условиях выше, чем на открытом воздухе.

—повышенная температура окружающего воздуха (30 – 45 0С) или тепловое облучение человека вызывает уменьшение значения полного сопротивления тела человека, даже если человек находится в этих условиях кратковременно (несколько минут), и при этом не наблюдается усиления потоотделения.

Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.

—Сопротивление тела человека (см. предыдущий вопрос)

—Значение тока (см. предыдущий вопрос)

—Приложенное напряжение (см. предыдущий вопрос)

—Продолжительность (см. предыдущий вопрос)

—Род и частота тока (см. предыдущий вопрос)

—Индивидуальные свойства (см. предыдущий вопрос)

—Параметры (см. предыдущий вопрос)

—Путь прохождения:

Наиболее опасные: голова-руки, голова-ноги (прохождение через спинной и головной мозг) Следующие по опасности: правая рука-ноги (через сердце)

Наименее опасные: нога-нога (напряжение шага)

Критерии безопасности электрического тока.

При определении допустимых значений имеют три пороговых значения:

1.Ощутимый ток

2.Неотпускающий ток

Потенциальная кривая заземлителя любой формы на относительно большом от него расстоянии (по сравнению с размерами заземлителя) приближается к потенциальной кривой полушарового заземлителя и описывается уравнением , В (х – расстояние от заземлителя, м)

Потенциал земли на расстоянии свыше 20 м от заземлителя любой формы, как и в случае полушарового заземлителя, при небольших токах, стекающих с заземлителя, можно считать практически равным нулю.

Сопротивление заземлителя растеканию тока (на примере полушарового заземлителя).

Ток, проходящий через заземлитель в землю, преодолевает сопротивление, называемое сопротивлением заземлителя растеканию тока или просто сопротивлением растеканию. Сопротивление состоит из 3-х слагаемых: сопротивления самого заземлителя, переходного сопротивления между заземлителем и грунтом и сопротивления грунта.

2 первых слагаемый принимаем равными нулю, то есть сопротивление растеканию практически равно сопротивлению грунта.

Слой грунта полусферической формы находясь на расстоянии x толщиной dx обладает сопротивлением . Проинтегрировав, получаем: , где r – радиус заземлителя.

Таким образом сопротивление растеканию тока зависит от формы и размеров заземлителя, а также от удельного сопротивления грунта, его однородности.

Стекание тока в землю через групповой заземлитель. Потенциальная кривая простейшего группового заземлителя. Потенциал и сопротивление группового заземлителя.

Заземление должно обладать сравнительно малым сопротивлением, обеспечить которое можно увеличением геометрических размеров одиночного заземлителя (электрода) или применением нескольких параллельно соединенных электродов — групповым заземлителем.

Используя групповой заземлитель, можно выровнять потенциал на территории, где размещаются заземляющие электроды, что в ряде случаев играет решающую роль в обеспечении безопасности обслуживающего персонала.

Потенциальная кривая простейшего группового заземлителя:

С уменьшением расстояния между электродами группового заземлителя (начиная от 40 м) происходит выравнивание потенциала на поверхности земли.

Наибольший потенциал на поверхности земли будет при наименьшем значении x, т.е. при x=r. Это потенциал каждого из двух полушаровых электродов, входящих в состав рассматриваемого группового заземлителя.

Наименьший потенциал на поверхности земли между электродами будет в точке В, лежащей на средине отрезка s при x=s/2.

Сопротивление группового заземлителя растеканию тока зависит от количества электродов, входящих в состав группового, их собственных сопротивлений растеканию тока и расстояния между электродами:

при расстоянии между электродами более 40 метров:

при расстоянии между электродами менее 40 метров:

— коэффициент, характеризующий уменьшение проводимости заземлителей и называемый коэффициентом использования проводимости группового эаземлителя или просто коэффициентом использования.

Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе с учетом сопротивления основания.

Напряжение прикосновения – это напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека Пусть мы имеем например электродвигатели, которые заземлены с помощью одиночного

заземлителя (электрода). При замыкании на корпус одного из этих двигателей на заземлителе и всех присоединенных к нему металлических частях, в том числе на корпусах двигателей, появится потенциал . Поверхность земли вокруг заземлителя также будет иметь потенциал, изменяющийся по кривой, зависящей от формы и размеров заземлителя.

1 — потенциальная кривая

2 — кривая, характеризующая изменение Uпр при изменении х

при х > 20 м (случай 1 на рис. 2.12) напряжение прикосновения имеет наибольшее значение когда человек стоит непосредственно на заземлителе, напряжене прикосновения равно 0.

Напряжение шага при одиночном заземлителе с учетом сопротивления основания. Коэффициенты напряжения прикосновения. Коэффициенты напряжения шага.

Напряжением шага называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, принимаемым равным 1 м, на которых одновременно стоит человек.

— коэффициент напряжения шага или просто коэффициент шага, учитывающий форму потенциальной кривой

Напряжение шага с учетом падения напряжения в сопротивлении основания, на котором стоит человек.

Напряжение делится между сопротивлением тела человека и последовательно соединенным с ним сопротивлением растеканию основания, на котором он стоит: — коэффициент напряжения шага, учитывающий падение напряжения в

сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек

Коэффициенты напряжения прикосновения.

—коэффициент напряжения прикосновения или просто коэффициентом прикосновения,

учитывающим форму потенциальной кривой.

Виды электрических сетей. Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях. Схемы включения человека в цепь тока.

Классификация сетей:

1я буква — состояние нейтрали источника питания относительно земли T — заземленная нейтраль; I — изолированная

2я буква — состояние открытых проводящих сетей относительно земли Т — открытые проводящие части заземлены независимо от нейтрали источника питания;

N — открытые проводящие части присоединены к глухо заземленной цепи источника питания; Система TN-C — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении; при этом совмещенный нулевой и рабочий провод обозначается PEN.

Система TN-S – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении

Система IT – система, в которой нейтраль источника электроэнергии изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющее большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены. В этом случае защитный заземляющий проводник обозначается так же, как и нулевой защитный проводник, т.е. PE – проводник.

Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях.

Все случаи поражения человека электрическим током являются следствием его прикосновения не менее, чем к двум точкам электрической цепи. Опасность такого прикосновения оценивается:

1.Током Ih, или Uпр.

2.Схемой включения человека в электрическую цепь.

3.Напряжением сети.

4.Схемой самой сети. Режимом ее нейтрали.

5.Степенью изоляции токоведущих частей от земли.

6.Емкостями токоведущих частей от земли.

Схемы включения

Сеть TN-C. Однофазное прикосновение.

Сеть TN-C. Нормальный режим работы. Однофазное прикосновение.

Проводимости фазного и нулевого проводников относительно земли по сравнению с U0 =1/R0 проводимостью заземления нейтрали малы (UL1, UL2, UL3<<U0). При этом выражение для тока, принимает вид:

где R0 - сопротивление рабочего заземления нейтрали. Напряжение прикосновения в этом случае определяется из уравнения:

Так как обычно , то можно считать, что человек в этом случае попадает практически под

фазное напряжение сети.

Сеть TN-C. Аварийный режим работы. Однофазное прикосновение.

При аварийном режиме, когда один из фазных проводов сети, например, провод L2, замкнут на землю через относительно малое активное сопротивление Rзм. При этом:

При этом выражение для определения тока через тело человека имеет вид

Сеть IT. Нормальный режим работы. Однофазное прикосновение.

При однофазном прикосновении ток, тем меньше, чем меньше рабочее напряжение сети (фазное напряжение) и чем больше значение сопротивления изоляции проводов относительно земли.

при условии, что Y0 = 0; YPEN=0:

a - фазный оператор трехфазной системы,