Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего и профессионального образования

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Электробезопасность

Методические указания и руководство

к проведению лабораторных работ

Чебоксары 2007

Электробезопасность. Методические указания и руководство к проведению лабораторных работ /Сост. В.В. Ашмарин, И.Б. Башмакова, А.А. Блохинцев, И.А. Гущин, Н.Г. Иванчикова, Ю.А. Попов, А.А. Полынов, И.В. Резюков /Чуваш. ун-т, Чебоксары, 2007. с.

В учебно-методическом пособии приведено описание лабораторных работ по разделу «Электробезопасность» лекционного курса «Безопасность жизнедеятельности». Задачей пособия является оказание помощи студентам при подготовке к лабораторным работам, зачетам и экзаменам. Указаны цели и задачи лабораторных работ, изложена методика их выполнения, порядок оформления и содержания отчета. Приведены вопросы тестовых заданий и список рекомендуемой литературы. Каждая лабораторная работа рассчитана на двухчасовую домашнюю подготовку. Для студентов дневного и заочного отделений электроэнергетических и электротехнических специальностей Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова.

Утверждено Методическим Советом университета

Научный редактор: канд. техн. наук А.А. Блохинцев

Содержание

Действие на организм человека электрического тока 4

и первая помощь пострадавшим от него 4

Действие электрического тока на организм человека 4

Пороговые значения токов 7

Рис.1. Вероятность возникновения фибрилляции сердца от момента прохождения через него тока 9

Электрическое сопротивление тела человека 9

Лабораторная работа № 2 32

Исследование защитного заземления, зануления, 32

напряжений прикосновения и шага 32

Задачи работы 32

Теоретические положения 32

Описание лабораторного стенда 46

Рабочее задание и порядок выполнения работы 47

Расстояние от опоры 50

ЛЭП, х, м 50

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 55

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ 55

Описание испытательной установки 65

Рабочее задание 69

Нормы и сроки электрических испытаний защитных средств, находящихся в эксплуатации 70

Протокол испытаний защитных средств 71

Лабораторная работа № 1 Действие на организм человека электрического тока и первая помощь пострадавшим от него

Цель работы: исследование на физической модели зависимости сопротивления тела человека от некоторых параметров электрической цепи, определение пороговых значений токов и обучение на манекене правилам оказания первой помощи пострадавшим от электрического тока.

Действие электрического тока на организм человека

Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток оказывает следующие виды воздействия:

• термическое: ожоги тканей и нагрев кровеносных сосудов;

• электролитическое: разложение крови и лимфы в электрических полях протекающих токов;

• биологическое: раздражение и возбуждение живых тканей организма;

• механическое: повреждение и разрыв тканей, сухожилий электродинамическими силами полей токов.

Такое разнообразие действия приводит к различным электротравмам. Это травмы, вызванные поражением человека электрическим током или электрической дугой.

Все электротравмы можно свести к двум видам: местные электротравмы и общие электротравмы (электрический удар).

Местная электротравма – это ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное действием электрического тока или электрической дугой.

К местным электротравмам относятся:

1. Электрические ожоги – самая распространенная электротравма. В зависимости от условий возникновения различают ожоги токовые (контактные), возникающие при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью, и дуговые, обусловленные воздействием на тело человека электрической дуги. Токовый ожог возникает в электроустановках напряжением не более 1-2 кВ, дуговой при более высоких (6-10 кВ).

2. Электрические знаки (метки) представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека размеров 1-5 мм, с углублением в центре. Форма электрических знаков может быть либо овальной, либо соответствовать форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также напоминать фигуру молнии.

3. Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.

4. Механические повреждения – являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, иметь место вывихи суставов и переломы костей.

Механические повреждения возникают при относительно длительном нахождении человека под напряжением в установках до 380 В.

5. Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и коньюктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги, которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электрический удар – возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от исхода поражения электрические удары делятся на четыре степени:

I – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работой сердца;

III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания ( или того и другого вместе);

IV – клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения – переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека при этом отсутствуют все признаки жизни. Однако в первый момент во всех клетках продолжаются обменные процессы (клеточное дыхание) хотя и на очень низком уровне, но воздействуя на сердце и легкие можно оживить организм. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга, в большинстве случаев 4-6 мин. (редко 7-8 мин.).

Причинами смерти от электрического тока могут быть:

1. Нарушение сердечной деятельности. При протекании тока через человека может возникнуть Фибрилляция сердца или его остановка.

Фибрилляция сердца – хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца наступает при прохождении через тело человека переменного тока 100 мА с частотой 50 Гц, или постоянного тока 300 мА в течение нескольких секунд. Переменный ток менее 100 мА и более фибрилляцию сердца не вызывает. При протекании переменного тока и постоянного тока 5 А наблюдается остановка сердца. Фибрилляция продолжается обычно короткое время, сменяясь полной остановкой сердца.

2. Прекращение дыхания – нарушение работы легких, может быть вызвано относительно небольшим током (от 20 до 100 мА), если он длительно (несколько минут) проходит через человека.

3. Электрический шок – своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего может наступить смерть.

Поражение электрическим током может произойти: при прикосновении к токоведущим частям, находящимся по напряжением; при пробое изоляции фазного провода на корпус электрооборудования (воздействие напряжений прикосновения и шага); при прикосновении к отключенным токоведущим частям емкостных накопителей энергии; при несоблюдении минимальных расстояний в электроустановках напряжением свыше 1000 В и поражение электрической дугой.

Характер и последствия поражения обуславливаются рядом факторов, прямо или косвенно влияющих на исход поражения: величина и длительность протекания тока; род и частота тока; путь протекания тока через организм, состояние организма и параметры окружающей среды. Электрическое сопротивление тела и приложенное напряжение также влияют на исход поражения, поскольку определяют величину тока через организм.