Studenci biorący udział w zajęciach laboratoryjnych z Elektrotechniki, znajdują się w ciągłym niebezpieczeństwie porażenia prądem elektrycznym stałym bądź zmiennym. Prąd stały działa na człowieka inaczej niż prąd zmienny. Jedną z różnic jest działanie prądu na obdarzone ładunkiem elektrycznym cząsteczki będące składnikami komórek. Pod wpływem doprowadzonego napięcia cząsteczki te przemieszczają się , co prowadzi do zmian stężenia jonów w komórkach i przestrzeniach międzykomórkowych. Im dłuższy jest czas przepływu prądu w tym samym kierunku, tym większych przemieszczeń jonów należy oczekiwać. Od właściwych stężeń jonów zależy czynność wielu komórek, miedzy innymi komórek mięśni i komórek nerwowych, dlatego też, zmieniają się stężenia jonów w wyniku przepływu prądu prowadzą do zaburzenia czynności tych komórek. Prądy przemienne o dużej częstotliwości nie wywołują zaburzeń przewodnictwa w nerwach, skurczów mięśni i zaburzeń w czynności mięśnia sercowego, mogą jednak doprowadzić do poważnych uszkodzeń w skutek wytwarzania ciepła na drodze przepływu przez ciało. Prądu o bardzo wielkich częstotliwościach (rządu kilku tysięcy Hz) mają stosunkowo małą zdolność przenikania w głąb tkanki. Im częstotliwości są większe, tym działanie prądu jest bardziej powierzchniowe. W praktyce najbardziej niebezpieczne dla człowieka są prądy przemienne o częstotliwości 50, 60 Hz, a więc częstotliwości przemysłowej.
Progowe wartości odczucia przepływu prądu przez elektrodę trzymaną w ręku:
·Dla mężczyzny:
Prąd stały 5,0 mA
Prąd przemienny (50 ¸ 60 Hz) 1,1 mA
·Dla kobiety:
Prąd stały 3,5 mA
Prąd przemienny (50 ¸ 60 Hz) 0,7 mA
Prąd przemienny przepływając przez mięśnie, powoduje ich silne skurcze. Człowiek obejmujący ręką przewód doznaje skurczu mięśni zginające palce, co powoduje powstanie zjawiska zwanego „przymarzaniem” (nie udaje się oderwać ręki od przewodu). Wartości prądu „oderwania” (samo uwolnienie) wynoszą: dla mężczyzny - 16mA, dla kobiety - 10,5 mA.
Przyjęto więc górną granice prądu oderwania wynoszącą 10 ¸12 mA przy prądzie przemiennym 50 ¸ 60 Hz.
Skutki przepływy prądu przez ciało zależy od wartości, rodzaju prądu (stały czy zmienny oraz jego częstotliwość), drogi i czasu przepływu prądu oraz stanu zdrowia porażonego. Decydujący wpływ, gdy chodzi o niebezpieczeństwo porażeń, ma wartość prądu i czas przepływu. Prąd przepływający przez ciało człowieka wpływa na wartość rezystancji wewnętrznej ciała oraz na wartości niewielkie, lecz najbardziej niebezpiecznej składowej prądu przepływającej przez serce.
Przyczyny porażeń prądem elektrycznym
Przyczyny wypadków podczas eksploatacji urządzeń elektrycznych są różne. Przeważnie są to: nieostrożność, lekceważenie przepisów, roztargnienie, omyłki, brak odpowiedniej konserwacji lub kontroli urządzeń zabezpieczających, zła organizacja pracy, brak nadzoru, złe zrozumienie polecenia, niedbałe wykonanie pracy, nieumiejętność lub nieznajomość instalacji oraz nieszczęśliwy zbieg okoliczności. Następstwem tych przyczyn jest najczęściej dotknięcie części znajdujących się normalnie lub przypadkowo pod napięciem względem ziemi. Jeżeli dotykający stoi na ziemi, na przewodzącej podłodze konstrukcji stalowej, to pod działaniem napięcia dotykowego nastąpi przepływ prądu przez jego ciało.
Napięcie dotykowe jest to napięcie występujące między dwoma punktami, nie należącymi do obwodu elektrycznego z którymi mogą się zetknąć jednocześnie ręce lub ręka i stopy człowieka.
Podczas przepływu prądu w ziemi miedzy dwoma miejscami na powierzchni gruntu oddalonymi o długość kroku może pojawić się napięcie zwane napięciem krokowym.
Ochrona przed porażeniem
Zgodnie z przepisami dotyczącymi ochrony przeciwporażeniowej należy stosować, w zależności od zagrożenia, następujące środki:
1) ochronę podstawową
2) ochronę dodatkową
Ochrona podstawowa ma zapobiegać:
·zetknięciu się człowieka z przewodzącymi częściami obwodów elektrycznych, znajdujących się pod napięciem
·udzielaniu się napięcia przedmiotom lub częściom przewodzącym, które normalnie nie powinny znajdować się pod napięciem
·szkodliwemu działaniu na otoczenie łuku elektrycznego, który mógłby wystąpić podczas pracy urządzeń.
Ochrona podstawowa polega więc przede wszystkim na umieszczeniu elementów znajdujących się pod napięciem poza zasięgiem ręki człowieka, a więc stosowanie przegród, siatek lub poręczy z materiału izolacyjnego.
Ochrona dodatkowa ma zapobiegać utrzymywaniu się niebezpiecznego napięcia dotykowego. Polega ona na zastosowaniu, oprócz ochrony podstawowej, jeden z następujących ośrodków:
·uziemienia ochronnego
·zerowania
·sieci ochronnej
·wyłącznika przeciw pożarowego
·obniżenia napięcia roboczego
·separacji
·izolacji ochronnej
·izolowania stanowisk
Uziemienia ochronne stanowią najbardziej rozpowszechniony rodzaj ochrony dodatkowej, stosowany w maszynach i urządzeniach elektrycznych. Celem stosowania uziemienia ochronnego jest zrównanie potencjału uziemionych przedmiotów z potencjałem ziemi.
Zerowanie może być stosowane w przystosowanych do zerowania sieciach trójfazowych o napięciu mniejszym niż 500V. Polega ono na połączeniu dostępnych części metalowych urządzeń z uziemionym przewodem zerowym.
Sieć przewodów ochronnych wolno stosować w urządzeniach przemiennoprądowych i stałoprądowych niezależnie od rodzaju i wartości napięcia. Wszystkie dostępne części metalowe nie znajdują się pod napięciem oraz dostępne metalowe konstrukcje wsporcze i osłony powinny być połączone z przewodem ochronnym.
Włączniki przeciwporażeniowe wolno stosować w urządzeniach na napięcie nie przekraczające 500 V. Powinny być one przystosowane do rodzaju prądu, napięcia i obciążenia, oraz spełnić wymagania dotyczące wyłączników nadmiarowo-prądowych zawarte w odpowiednich normach.
Ochronne obniżenie napięcia roboczego wolno stosować w stosunku do urządzeń stałych i ruchomych w instalacjach przemiennoprądowych na napięcie znamionowe nie przekraczające 500V, a w stało prądowych - 750V. Do obniżenia napięcia roboczego stosuje się transformatory ochronne lub przetwornice ochronne. Obniżone napięcie ochronne nie może być większe niż 42 V dla obwodów przemiennoprądowych i 80 V dla stałoprądowych.
Transformatory separacyjne wolno stosować w sieciach na napięcia przemienne do 500 V wówczas, gdy :
1. w obwodzie odseparowanym znajduje się tylko jeden odbiornik
2. napięci znamionowe odseparowanego obwodu nie przekracza 400 V, a prąd znamieniowy - 16A.
Obwodu odseparowanego niewolo uziemić ani zerować i łączyć z jakimkolwiek innym obwodem.
Izolację ochronną wolno stosować do fabrycznie produkowanych urządzeń przemiennoprądowych i stało prądowych, niezależnie od wartości napięcia zmiennego.
Izolowanie stanowiska polega na odizolowaniu go od ziemi i wyrównaniu potencjałów dostępnych z tego stanowiska przedmiotów przewodzących, nie należących do obwodu elektrycznego. Może ono być stosowane do urządzeń przemiennoprądowych i stałoprądowych zainstalowanych na stałe pomieszczeniach suchych.
Pierwsza pomoc w wypadku porażenia prądem
Porażenia elektryczne doprowadzają do rozmaitych uszkodzeń organizmu - od bardzo lekkich do najcięższych, w których opóźnienie udzielania właściwej pierwszej pomocy może doprowadzić do śmierci.
Ratownik powinien podjąć akcję ratunkową jak najszybciej i prowadzić ja aż do przybycia lekarza. Przede wszystkim należy:
· Uwolnić człowieka porażonego spod napięcia.
· Rozpoznać stan zagrożenia porażonego
· Zastosować najlepszą metodę ratownictwa.
Przy uwalnianiu spod napięcia ratownik jest zobowiązany dbać nie tylko o bezpieczeństwo porażonego, ale także o swoje. Należy pamiętać, że niebezpieczne dla ratownika są:
· bezpośrednie zetknięcia gołych rąk ratownika z ciałem porażonego;
· równoczesne używanie obu rąk przy odciąganiu spod napięcia;
· mokre podłoże;
· bliskie sąsiedztwo urządzeń pod wysokim napięciem;
· brak równowagi.
Wyłączenie porażonego spod napięcia jest nieodzownym warunkiem podjęcia akcji ratunkowej.
Rozpoznanie stanu zagrożenia jest również ważne, ponieważ od tego zależy wybór sposobu ratowania. W celu ułatwienia oceny stanu porażonego należy przyswoić sobie schemat postępowania rozpoznawczego. Jest on oparty na kilku podstawowych pytaniach, na które ratownik musi znaleźć odpowiedź.
Po pierwsze należy stwierdzić czy porażony jest przytomny.
Z człowiekiem przytomnym można nawiązać kontakt słowny, ma niewątpliwe utrzymane krążenie krwi i oddychanie. Ratownik powinien zając się uszkodzeniami ciała, takimi jak oparzenia, złamania itp. Oraz przygotowaniem do transportu.
Jeżeli człowiek jest nieprzytomny, to należy sprawdzić czy:
· oddycha prawidłowo;
· nie oddycha lub oddycha bardzo słabo, ale krążenie krwi jest utrzymane;
· nie oddycha i brak krążenia krwi.
Pierwsza pomoc składa się z dwóch zasadniczych elementów:
· Zabiegów ożywiających.
· Opatrzeniu obrażeń.
Zabiegi ożywiające dotyczą porażonych, u których uległy zaburzeniu funkcje układów decydujących bezpośrednio o życiu, tj. układu oddechowego, krążenia krwi i odśrodkowego układu nerwowego. Na zabiegi te składają się:
· Przywracanie i podtrzymywanie drożności oddechowej;
· Sztuczne oddychanie;
· Sztuczne krążenie z równoczesnym oddychaniem.
Opatrzenie obrażeń polega na zabezpieczeniu oparzeń skóry, złamań, zwichnięć, zranień i krwotoków, stłuczeń itd. do chwili podjęcia właściwego leczenia przez lekarza.
Zapoznałem się z regulaminem obowiązującym na laboratorium elektrotechniki :
Jan Tomporowski
Piotr Zając
GiG rok II
Gr. 4 (B)