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SÉCURITÉ ET SANTÉ AU TRAVAIL
Protection contre la foudre. Sécurité et santé au travail
la protection du travail / Base législative de la protection du travail La possibilité de heurter un objet éclair est largement déterminé par l'intensité de l'activité orageuse dans la zone où il se trouve, et dépend de la taille et de la configuration de l'objet, de son emplacement, ainsi que des caractéristiques géologiques du territoire. Il existe deux types d’effets de foudre : primaires, associés à un impact direct, et secondaires, provoqués par une induction électromagnétique et électrostatique. Avec un impact direct, des incendies, des explosions, des destructions de structures, des blessures corporelles, des surtensions sur les fils du réseau électrique peuvent survenir. L'intensité du courant dans le canal de foudre atteint 200 kA, la tension est de 150 MB, la longueur de l'étincelle de foudre est de centaines et de milliers de mètres, la température s'élève jusqu'à 6 000-10 000°C. La foudre linéaire Il se caractérise par des valeurs très élevées de courants, de tensions et de températures de décharge. Par conséquent, l'impact de la foudre sur une personne se termine généralement par des conséquences très graves, généralement la mort. En moyenne, environ 3000 XNUMX personnes meurent chaque année à cause de la foudre dans le monde, et des cas de défaite simultanée de plusieurs personnes sont connus. La décharge de foudre suit le chemin de moindre résistance électrique. Puisqu’il y a moins de distance et de résistance électrique entre un objet de grande taille et un nuage d’orage, la foudre a tendance à frapper des objets plus hauts. Un coup de foudre dans le sol ou dans un objet qui s'y trouve dépend de la conductivité électrique de la surface et des couches sous-jacentes du sol. La foudre frappe beaucoup plus souvent les zones argileuses et humides que les zones sèches et sableuses, car les premières ont une conductivité électrique plus élevée. La foudre, frappant les plantes hautes, affecte souvent les arbres à feuilles caduques (chêne, peuplier, saule, frêne), car ils contiennent beaucoup d'amidon. Le tilleul, le noyer, le hêtre, les conifères - épicéa, sapin, mélèze - contiennent beaucoup d'huiles, ils ont donc une plus grande résistance électrique et sont moins susceptibles d'être frappés par la foudre. La fréquence des coups de foudre sur un arbre dépend de sa surface, de la qualité de la cime, de l'écorce et de leur humidité. Les statistiques montrent que sur 100 arbres, 27 % des peupliers, 20 % des poiriers, 12 % des tilleuls, 8 % des épicéas et seulement 0,5 % des cèdres sont touchés par la foudre. Lorsqu'un éclair frappe, un arbre se fend selon le mécanisme suivant : la sève de l'arbre et l'humidité dans la zone où passe la décharge s'évaporent et se dilatent instantanément ; cela crée d'énormes pressions qui déchirent le bois. Un effet similaire, accompagné de dispersion de copeaux, peut se produire lorsque la foudre frappe le mur d'une structure en bois. Par conséquent, se trouver sous un grand arbre pendant un orage est dangereux. Une personne peut être frappée par la foudre non seulement par un coup direct, ce qui est toujours mortel. La tension de pas également dangereuse (voir page 2.7), qui se produit lorsque le courant de décharge de foudre se propage dans le sol, est également dangereuse. Le rayon d'action dommageable de la tension de pas atteint 30 mètres. Les sauts de décharges de foudre et les charges induites sont également dangereux. Des sauts de décharges se produisent à partir d'objets frappés par la foudre vers des objets situés à proximité. Par exemple, une décharge peut sauter d'un grand arbre vers une personne, le mur d'une maison, etc., si ces dernières sont situées à côté de l'arbre. Les charges sont induites sur des objets bien conducteurs (par exemple des fermes métalliques, des clôtures, etc.) sous l'action du champ électrique d'un nuage d'orage. Ainsi, la présence d'une personne lors d'un orage à proximité d'objets souvent frappés par la foudre (grands arbres, mâts, gros objets métalliques, argile et sol humide) est dangereuse. Être en ville pendant un orage est moins dangereux que dans des zones ouvertes, car les structures en acier et les immeubles de grande hauteur agissent comme des paratonnerres. La foudre frappe souvent les personnes travaillant sur le terrain, les touristes. Il est dangereux de se trouver sur ou à proximité de l'eau pendant un orage, car l'eau et les terres proches de l'eau ont une conductivité électrique élevée et sont souvent frappées par la foudre. Dans le même temps, étant à l'intérieur de bâtiments en béton armé, les structures métalliques (par exemple, les garages métalliques) lors d'un orage sont sans danger pour l'homme. Une surface électriquement conductrice complètement ou partiellement fermée forme ce qu'on appelle la chambre de Faraday, à l'intérieur de laquelle un potentiel important et dangereux pour l'homme ne peut pas se former. Par conséquent, les passagers à l'intérieur d'une voiture à carrosserie entièrement métallique, d'un tramway, d'un trolleybus, d'un wagon de train sont en sécurité pendant un orage jusqu'à ce qu'ils sortent et ouvrent les fenêtres. La foudre linéaire est assez souvent à l’origine d’incendies. Les incendies de forêt, les incendies de bâtiments résidentiels et industriels, notamment dans les zones rurales, provoquent d'importants dégâts matériels et peuvent être mortels. À cet égard, il est nécessaire de prendre des mesures spéciales pour se protéger contre les coups de foudre linéaires. Si la nature de la foudre linéaire est suffisamment étudiée et que son comportement est prévisible, alors la nature foudre en boule n'est pas encore tout à fait clair et son comportement ne trouve pas toujours d'explication. Bien que la probabilité de frapper une personne avec la foudre en boule soit faible, elle constitue un danger sérieux, car il n'existe pas de méthodes ni de règles fiables pour s'en protéger. Elle peut soudainement apparaître n’importe où, y compris à l’intérieur. Il pénètre souvent dans les bâtiments par les tuyaux, les fenêtres et les portes ouvertes. La taille de la foudre en boule peut aller de quelques centimètres à plusieurs mètres. Habituellement, la foudre en boule flotte ou roule facilement au-dessus du sol, saute parfois. La foudre en boule réagit au vent, aux courants d’air, aux courants d’air ascendants et descendants. La foudre en boule peut apparaître et disparaître sans causer de dommage à une personne ou à une pièce. Tout contact avec une personne entraîne des blessures graves, des brûlures et, dans la plupart des cas, la mort. La foudre en boule explose souvent. La vague d'air qui en résulte peut blesser une personne ou entraîner sa destruction. On pense que la foudre en boule a une température d’environ 5000 XNUMX °C et peut déclencher un incendie. Protection contre la foudre est un ensemble de mesures de protection contre les décharges d'électricité statique atmosphérique, assurant la sécurité des personnes, la sécurité des bâtiments et des structures, des équipements et des matériaux contre les incendies, les explosions et la destruction. La probabilité qu'un coup de foudre frappe un objet au sol est d'autant plus grande que l'objet est haut. L'une des principales mesures de protection contre la foudre est un dispositif paratonnerres. S'élevant au-dessus des objets, ils prennent les décharges d'un nuage d'orage. Les paratonnerres créent une zone de protection - un espace à l'intérieur duquel la foudre ne se produit pas. paratonnerre, conducteur de descente, assurant le passage du courant de décharge à travers celui-ci jusqu'au dispositif de mise à la terre, et le dispositif de mise à la terre. Il existe plusieurs types de paratonnerres : paratonnerre, grillage, câble ; simple, double, multiple ; autonome ; isolé de l'objet et non isolé. Les paratonnerres à tiges et câbles sont installés soit sur des supports distincts, soit sur des supports associés à la structure de l'installation. Des paratonnerres grillagés sont posés sur le toit du bâtiment (Fig. 7). La protection contre la foudre repose sur la propriété de la foudre de frapper les structures métalliques les plus hautes et bien mises à la terre. Le paratonnerre se compose de trois parties principales (Fig. 8) : un paratonnerre (1) qui perçoit un coup de foudre, un conducteur de descente (2) reliant le paratonnerre à une prise de terre (3), à travers laquelle circule le courant de foudre. dans le sol. Le paratonnerre est posé sur le mât (4).
Les plus courants sont les paratonnerres à tiges et à câbles. Selon le nombre de paratonnerres, les paratonnerres sont divisés en simples, doubles et multiples. A proximité du paratonnerre, se forme une zone de protection, c'est-à-dire un espace à l'intérieur duquel un bâtiment ou tout autre objet est protégé d'un coup de foudre direct avec un haut degré de fiabilité. Le degré de protection dans cette zone est supérieur à 95 %. Cela signifie que sur 100 coups de foudre sur l'objet protégé, moins de 5 cas de coup de foudre direct sont possibles, le reste des coups sera reçu par le paratonnerre. La zone de protection d'un paratonnerre monotige est limitée par les génératrices de deux cônes dont l'un a une hauteur h égale à la hauteur du paratonnerre, et le rayon de la base R= 0,75k, et l'autre - une hauteur de 0,8k et un rayon de base de 1,5k (avec le rayon de base du deuxième cône R = k offre une efficacité de protection de 99 %). Les paratonnerres sont fabriqués en acier de n'importe quel profil, généralement rond, avec une section transversale d'au moins 100 mm2 et une longueur d'au moins 200 mm. Ils sont peints pour les protéger de la corrosion. Les paratonnerres en fil métallique sont constitués de fils métalliques d'un diamètre d'environ 7 mm. Les conducteurs de descente doivent pouvoir résister à la chaleur de courants de foudre très élevés pendant une courte période, c'est pourquoi peu de résistance est nécessaire. La section transversale des conducteurs de descente dans l'air doit être d'au moins 48 mm2 et dans le sol de 160 mm2. Si le paratonnerre est fixé sur le toit du bâtiment, alors les structures et accessoires métalliques du bâtiment, par exemple les escaliers métalliques situés à l'extérieur du bâtiment et menant au toit, peuvent être utilisés comme conducteurs de descente. Les conducteurs de descente doivent être solidement connectés au paratonnerre et à l’électrode de terre. Les conducteurs de mise à la terre constituent l’élément le plus important du système de protection contre la foudre. Ils offrent une résistance suffisamment faible à la propagation du courant de foudre dans le sol. En tant que conducteur de mise à la terre, vous pouvez utiliser des tuyaux métalliques enfouis dans le sol jusqu'à une profondeur de 2 à 2,5 m, des plaques, des bobines de fil et de treillis, des morceaux de raccords métalliques. Des paratonnerres sont installés sur les collines pour raccourcir le trajet de la foudre et augmenter la taille de la zone de protection. Les paratonnerres protègent tous les bâtiments publics, les bâtiments destinés au stockage de valeurs matérielles, les bâtiments individuels situés sur des collines, les valeurs historiques et culturelles. Une attention particulière est portée à la protection contre la foudre des installations de stockage de matières inflammables et explosives, de liquides et de gaz inflammables. Pour ce faire, plusieurs paratonnerres sont utilisés en installant une pluralité de paratonnerres le long du contour de l'espace protégé. Les élèves et les étudiants doivent connaître les précautions à prendre pour éviter d'être frappés par la foudre. Tout d’abord, il faut être capable de prédire l’approche d’un orage. En présence de signes d'orage, il vaut mieux s'abstenir de se déplacer en forêt, aux champs ou au réservoir, il est conseillé de ne pas s'éloigner de chez soi. Si des coups de tonnerre lointains sont entendus et que des éclairs sont visibles, il est alors possible de déterminer la distance approximative jusqu'au lieu de l'activité orageuse par l'intervalle de temps entre l'éclair et le premier coup de tonnerre. Nous voyons un éclair presque immédiatement, alors que la lumière se déplace à une vitesse de 300 000 km/s. La vitesse de propagation du son dans l'air est de 344 m/s, c'est-à-dire qu'en 3 secondes environ, le son parcourt 1 kilomètre. Ainsi, en divisant par 3 le temps en secondes entre l'éclair et le premier coup de tonnerre qui l'a suivi, on détermine la distance approximative en kilomètres jusqu'à l'orage. Si ces intervalles de temps diminuent, un orage approche et des mesures de protection doivent être prises. La foudre est dangereuse lorsqu'un éclair de tonnerre suit immédiatement, c'est-à-dire qu'un nuage d'orage est au-dessus de vous et que le danger d'un coup de foudre est le plus grand. Actions avant et pendant un orage : 1. Ne quittez pas la maison, fermez les fenêtres, les portes et les cheminées, veillez à ce qu'il n'y ait aucun courant d'air susceptible d'attirer la foudre en boule. Pendant un orage, vous ne devez pas chauffer le poêle, car la fumée sortant de la cheminée a une conductivité électrique élevée et le risque de foudre dans la cheminée s'élevant au-dessus du toit augmente. 2. Lors d'un orage, tenez-vous à l'écart des câblages électriques, des antennes, des fenêtres, des portes et autres objets liés à l'environnement extérieur. Vous ne devez pas rester près du mur, sur le côté extérieur duquel se trouve un grand arbre à une distance inférieure à 3 m, car lorsqu'un éclair frappe un arbre, une décharge de foudre peut sauter jusqu'au mur de la maison. 3. Les radios et les téléviseurs doivent être déconnectés du réseau, les appareils électriques et les téléphones ne doivent pas être utilisés. 4. Si un orage vous surprend en marchant, vous devez vous cacher dans le bâtiment le plus proche. Les orages sont particulièrement dangereux sur le terrain. Lorsque vous cherchez un abri, optez pour une grande structure métallique à ossature métallique, une résidence ou toute autre structure protégée par un paratonnerre. 5. S'il n'est pas possible de vous cacher dans un bâtiment, vous ne devez pas vous cacher dans de petits hangars, sous des arbres solitaires. 6. Vous ne pouvez pas vous trouver sur des collines et dans des endroits ouverts non protégés, à proximité de clôtures métalliques ou grillagées, de gros objets métalliques, de lignes électriques, de murs humides, de mise à la terre de paratonnerres, etc., d'objets très susceptibles d'être frappés par la foudre. 7. En l'absence d'abri, vous devez vous allonger par terre ; dans ce cas, il faut privilégier les sols sablonneux secs, éloignés du réservoir. 8. Forêt dense sans grands arbres individuels - bonne protection lors d'un orage. Si un orage vous surprend dans la forêt, vous devez vous abriter dans une parcelle de forêt sous-dimensionnée. Vous ne pouvez pas vous cacher sous les grands arbres, notamment les pins, les chênes et les peupliers. Il est préférable d'être à plus de 30 m d'un seul grand arbre. Il est nécessaire de faire attention aux arbres : y a-t-il des arbres déjà touchés par un orage ? Un signe caractéristique d’un coup de foudre est un arbre fendu. Il est préférable de rester à l'écart d'un arbre atteint ou d'une zone de forêt comportant un grand nombre d'arbres atteints. L'abondance d'arbres frappés par la foudre indique que le sol de cette zone a une conductivité électrique élevée et qu'un coup de foudre dans cette zone est très probable. 9. Pendant un orage, vous ne pouvez pas être sur l'eau et près de l'eau - nager, pêcher. Il faut s'éloigner de la côte. 10. Dans les montagnes, vous devez rester à l’écart des crêtes des montagnes, des rochers et des sommets pointus. A l'approche d'un orage en montagne, il faut descendre le plus bas possible. Les objets métalliques - crochets d'escalade, piolets, casseroles, couteaux, etc. doivent être collectés dans un sac à dos et descendus sur une corde à 20-30 m de la pente depuis l'emplacement. 11. Pendant un orage, ne pratiquez pas de sports de plein air, ne courez pas, car on pense que les mouvements rapides « attirent » la foudre. 12. Si vous êtes à vélo ou à moto pendant un orage, arrêtez de bouger et attendez la fin de l'orage à une distance d'environ 30 m du véhicule. 13. Si un orage vous surprend dans une voiture, vous n'avez pas besoin de la quitter. Il est nécessaire de fermer les fenêtres et d'abaisser l'antenne de la voiture. Il n'est pas recommandé de conduire pendant un orage, car un orage s'accompagne généralement d'une averse qui altère la visibilité sur la route, et un éclair peut aveugler et provoquer la peur et, par conséquent, un accident. 14. Lorsqu'on rencontre un éclair en boule, il ne faut montrer aucune agressivité à son égard, si possible, il faut rester calme et ne pas bouger. Inutile de l'approcher, de la toucher avec quoi que ce soit, car une explosion pourrait se produire. Vous ne devez pas fuir la foudre en boule, car vous pouvez la traîner avec le flux d'air qui s'est formé. En cas de blessure, la victime doit recevoir immédiatement la même assistance que brûlures et chocs électriques. Auteurs : Volkhin S.N., Petrova S.P., Petrov V.P.
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