Воздействие электрического тока на человека
Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.
Термическое воздействие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры органов, что вызывает в них значительные функциональные расстройства.
Электролитическое воздействие в разложении различных жидкостей организма (воды, крови, лимфы) на ионы, в результате чего происходит нарушение их физико-химического состава и свойств.
Биологическое действие тока проявляется в виде раздражения и возбуждения живых тканей организма, судорожного сокращения мышц, а также нарушения внутренних биологических процессов.
Действие электрического тока на человека приводит к травмам или гибели людей.
Электрические травмы разделяются на общие (электрические удары) и местные электротравмы (рис. 2.26).
Наибольшую опасность представляют электрические удары.
Электрический удар - это возбуждение живых тканей проходящим через человека электрическим током, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц; в зависимости от исхода воздействия тока различают четыре степени электрических ударов:
I- судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II-судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с
сохранившимися дыханием и работой сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);
IV - клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Кроме остановки сердца и прекращения дыхания причиной смерти может быть электрический шок - тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток, после чего может наступить гибель или выздоровление в результате интенсивных лечебных мероприятий.
Местные электротравмы - это местные нарушения целостности тканей организма. К местным электротравмам относятся:
электрический ожог - бывает токовым и дуговым; токовый ожог связан с прохождением тока через тело человека и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно невысоких напряжениях электрической сети); при высоких напряжениях электрической сети между проводником тока и телом человека может образоваться электрическая дуга, возникает более тяжелый ожог - дуговой, т. к. электрическая дуга обладает очень большой температурой - свыше 3500 "С;
электрические знаки - пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, образующиеся в месте контакта с проводником тока; как правило, знаки имеют круглую или овальную форму с размерами 1-5 мм; эта травма не представляет серьезной опасности и достаточно быстро проходит;
металлизация кожи - проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги; в зависимости от места поражения травма может быть очень болезненной, с течением времени пораженная кожа сходит; поражение же глаз может закончиться ухудшением или даже потерей зрения;
электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз под действием потока ультрафиолетовых лучей, испускаемых электрической дугой; по этой причине нельзя смотреть на сварочную электродугу; травма сопровождается сильной болью и резью в глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении лечение может быть сложным и длительным; на электрическую дугу без специальных защитных очков или масок смотреть нельзя;
механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений мышц под действием проходящего через человека тока, при непроизвольных мышечных сокращениях могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов, а также вывихи суставов, разрывы связок и даже переломы костей; кроме того, при испуге и шоке человек может упасть с высоты и получить травму.
Как видим, электрический ток очень опасен и обращение с ним требует большой осторожности и знания мер обеспечения элетробезопасности.
Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током (рис. 2.27).
Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.
Сила тока. Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в промышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6...1,5 мА (мА - миллиампер равен 0,001 А). Этот ток называют пороговым ощутимым током.
Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА - резкая боль охватывает всю руку и сопровождается судорожными сокращениями мышц кисти и предплечья.
При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпус-кающим током.
При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в работе легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.
Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца - судорожные неритмичные сокращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачивающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляциейным током. Ток более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.
Частота тока. Наиболее опасен ток промышленной частоты - 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опасен, и пороговые значения для него больше. Так, для постоянного тока:
Пороговый ощутимый ток - 5...7 мА;
Пороговый неотпускающий ток - 50...80 мА;
Фибрилляционный ток - 300 мА.
Путь протекания тока. Опасность поражения электрическим током зависит от пути протекания тока через тело человека, так как путь определяет долю общего тока, которая проходит через сердце. Наиболее опасен путь «правая рука-ноги» (как раз правой рукой чаще всего работает человек). Затем по степени снижения опасности идут: «левая рука-ноги», «рука-рука», «ноги-ноги». На рис. 2.28 изображены возможные пути протекания тока через человека.
Время воздействия электрического тока. Чем продолжительнее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные последствия воздействия тока на организм.
Рис. 2.28. Характерные пути тока в теле человека: 1 - рука-рука; 2 - правая рука-ноги; 3 - левая рука-ноги; 4 - правая рука-правая нога; 5 - правая рука-левая нога; 6 - левая рука-левая нога; 7 - левая рука-правая нога; 8 - обе руки-обе ноги; 9 - нога-нога; 10 - голова-руки; 11 - голова-ноги; 12 - голова-правая рука: 13 - голова-левая рука; 14 - голова-правая нога; 15 - голова-левая нога
Определяющую роль в поражающем действии тока играет величина силы электрического тока, протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включенным человек. По закону Ома сила электрического тока (I) равна электрическому напряжению U, деленному на сопротивление электрической цепи R:
Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опаснее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.
Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже может изменяться в довольно широких пределах - от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление человека вносит наружный слой кожи - эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела небольшое - всего лишь 300...500 Ом. Поэтому при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электрического тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпидермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком снижается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.
Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.
Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния - сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва - 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый - 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный - 30 и 0,3 кОм; земляной - 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки - 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влажных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.
Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.
Для освещения, бытовых электроприборов, большого количества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах применяются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R.
Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи для человека устанавливаются ГОСТ 12.1.038-82 (табл. 2.13) при аварийном режиме работы электроустановок постоянного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока частотой 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока - 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц соответственно - 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока - 8 В и 1 мА. Указанные данные приведены для продолжительности воздействия тока не более 10 мин в сутки.
Таблица 2.13. Предельно допустимые уровни напряжения и токов
| Род тока | Нормируемая величина | Предельно допустимые уровни, не более, при продолжительности воздействия тока 4___ | |||||||||||
| 0,01...0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | Св. 1,0 | ||
| Переменный, 50 Гц | 16 5 | 36 6 | |||||||||||
| Переменный, 400 Гц | 36 8 | ||||||||||||
| Постоянный | 40 15 |
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током. Сопротивление тела человека.
Электрические установки представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации не исключены случаи прикосновения к частям находящимся под напряжением.
Особенностью поражения электрическим током является:
отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука-ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.
тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12-16 % всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.
токи промышленной частоты 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т. е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.
воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.
специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.
Воздействия тока на организм человека
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.
Тепловое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей; биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма.
Любое из перечисленных воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009-76).
Виды поражения электрическим током
На практике электротравмы условно разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).
Общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению всего организма.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.
Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.
Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6-1,5 мА и постоянного тока силой 5-7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.
В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15-80 мА.
При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.
Путь тока.
Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути "рука-рука" или "рука-ноги". Однако он может протекать и по другим путям, например, "голова-ноги", "спина-руки", "нога-нога" и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути "нога-нога" через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути "рука-рука" - 3,3 %. Сила неотпускающего тока по пути "рука-рука" приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути "правая рука-ноги".
Род тока
Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза.
Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц - почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности.
Окружающая среда.
Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности.
Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.
Электрическое сопротивление тела человека
Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,
Iч = Uпр / zт
На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.
Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой
где ω = 2nf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц.
Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2
Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.
Электромагнитная волна , распространяясь от источника в неограниченном пространстве со скоростью света, создает электромагнитное поле (ЭМП), способное воздействовать на заряженные частицы и токи, в результате чего происходит превращение энергии поля в другие виды энергии.
Действующим началом колебаний диапазона от единиц до нескольких тысяч Гц являются протекающие токи соответствующей частоты через тело как хороший проводник.
Для диапазона частот от нескольких тысяч до 30 мГц характерно быстрое возрастание поглощения энергии, а следовательно, и поглощенной мощности телом с увеличением частоты колебаний. Особенностью диапазона от 30 мГц до 10 гГц является “резонансное” поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМП с частотами от 70 до 100 мГц. Для диапазонов от 10 до 200 гГц и от 200 до 3000 гГц характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.
С уменьшением длины волны и увеличением частоты глубина проникновения электромагнитных волн в ткани уменьшается. Эта тенденция наблюдается до тех пор, пока длина волны в данном организме существенно превышает размеры клетки. На очень высоких частотах проницаемость тканей для электромагнитного излучения вновь начинает возрастать, например, для рентгеновского и гамма-излучения.
Различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур.
Электромагнитные поля промышленной частоты
Длительное воздействие электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам в головном мозге и центральной нервной системе . В результате у человека наблюдаются головная боль в височной и затылочной областях, вялость, ухудшение памяти, боли в области сердца, угнетенное настроение, апатия, своеобразная депрессия с повышенной чувствительностью к яркому свету и интенсивному звуку, расстройство сна, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, дыхания, повышенная раздражительность, а также наблюдаются функциональные нарушения в центральной нервной системе, изменения в составе крови.
Согласно санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.4.1191-03 “Электромагнитные поля в производственных условиях” пребывание в электромагнитных полях промышленной частоты напряженностью до 5 кВ/м допускается в течение всего рабочего дня.
Электростатические поля
Электростатическое поле (ЭСП) образует электростатические заряды, возникающие на поверхностях некоторых материалов как жидких, так и твердых, вследствие электризации.
Электризация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован от земл и. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов. Материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую — отрицательно.
Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд.
Воздействие ЭСП на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм не бывает. Однако вследствие рефлекторной реакции на раздражение анализаторов на коже человек отстраняется от заряженного тела, что может привести к механической травме от удара о рядом расположенные элементы конструкций, падение с высоты, испуг с возможной потерей сознания.
Электростатическое поле большой напряженности (несколько десятков киловольт) способно изменять и прерывать клеточное развитие, вызывать катаракту с последующим помутнением хрусталика.
К воздействию электростатического поля наиболее чувствительны центральная нервная и сердечно-сосудистая системы, анализаторы. Люди жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Длительное пребывание человека в условиях, когда напряженность ЭСП имеет величину более 1 кВ/м, вызывает нервно-эмоциональное напряжение, утомление, снижение работоспособности, нарушение суточного биоритма, снижение адаптационных резервов организма.
Предельно допустимое значение напряженности ЭСП устанавливается СанПиН 2.2.4.1191-03 в зависимости от времени его воздействия на работника за смену, равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в поле не регламентируется.
При напряженности ЭСП, превышающей 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.
Электромагнитные поля радиочастот
Электромагнитные поля радиочастот большой интенсивности вызывают в организме человека тепловой эффект, который может выразиться в нагреве тела, либо отдельных его тканей или органов . Воздействие электромагнитного поля особенно вредно для органов и тканей, недостаточно хорошо снабженных кровеносными сосудами (глаза, мозг, почки, желудок, мочевой и желчный пузырь). Наиболее чувствительны к воздействию радиоволн центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. У человека возникают головная боль, повышенная утомляемость, изменение артериального давления, нервно-психические расстройства, а также могут наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей, снижение веса.
Нормирование ЭМП радиочастотного диапазона в производственных условиях проводится СанПиН 2.2.4.1191-03, согласно которым оценка воздействия ЭМП радиочастот на людей осуществляется по интенсивности излучения и энергетической экспозиции.
Предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрического и магнитного полей (ЕПДУ, НПДУ) диапазона частот от 10 до 30 кГц при воздействии в течение всей рабочей смены составляют 500 В/м и 50 А/м соответственно. ПДУ напряженности электрического и магнитного полей при продолжительности воздействия до 2 часов за смену равны 1 000 В/м и 100 А/м соответственно.
Способы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей
Защита человека от опасного воздействия электромагнитного облучения осуществляется следующими способами: уменьшением излучения от источника; экранированием источника излучения и рабочего места; установлением санитарно-защитной зоны; поглощением или уменьшение образования зарядов статического электричества; устранением зарядов статического электричества; применением средств индивидуальной защиты.
Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии; блокированием излучения.
Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве такого материала применяют каучук, поролон, пенополистерол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком.
Экранирование источника излучения и рабочего места производится специальными экранами. При этом различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением — металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь, цинк). Они могут быть сплошные и сетчатые. Экраны должны быть заземлены для обеспечения стекания в землю образующихся на них зарядов.
Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов: эластичных или жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин.
Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования, увлажнение воздуха.
Электрический ток
Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест . На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.
Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие.
Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.
Электролитическое воздействие заключается в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.
Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.
Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается судорожными сокращениями мышц.
Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз.
Виды поражения организма человека электрическим током
Электротравмы — это травмы, полученные от воздействия электрического тока на организм, которые условно разделяют на общие (электрический удар), местные и смешанные.
Электрический удар
Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся резкими судорожными сокращениями мышц, в том числе мышцы сердца, что может привести к остановке сердца .
Под местными электротравмами понимается повреждение кожи и мышечной ткани, а иногда связок и костей. К ним можно отнести электрические ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи, механические повреждения.
Электрические ожоги
Электрические ожоги — наиболее распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой.
Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В.
Электрический ожог - это как бы аварийная система, защита организма, так как обуглившиеся ткани в силу большей сопротивляемости, чем обычная кожа, не позволяют электричеству проникнуть вглубь, к жизненно важным системам и органам. Иначе говоря, благодаря ожогу ток заходит в тупик.
Когда организм и источник напряжения соприкасались неплотно, ожоги образуются на местах входа и выхода тока . Если ток проходит по телу несколько раз разными путями, возникают множественные ожоги.
Множественные ожоги чаще всего случаются при напряжении до 380 В из-за того, что такое напряжение “примагничивает” человека и требуется время на отсоединение. Высоковольтный ток такой “липучестью” не обладает. Наоборот, он отбрасывает человека, но и такого короткого контакта достаточно для серьезных глубоких ожогов. При напряжении свыше 1 000 В случаются электротравмы с обширными глубокими ожогами, поскольку в этом случае температура поднимается по всему пути следования тока.
При напряжении свыше 1 000 В в результате случайных коротких замыканий может возникнуть и дуговой ожог.
Электрические знаки и электрические метки
Электрические знаки или электрические метки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Обычно электрические знаки имеют круглую или овальную форму с углубленным в центре размером от 1 до 5 мм.
Металлизация кожи
Металлизация кожи — это выпадение мельчайших частичек расплавленного металла на открытые поверхности кожи . Обычно такое явление происходит при коротких замыканиях, производстве электросварочных работ. На пораженном участке возникает боль от ожога и наличия инородных тел.
Механические повреждения
Механические повреждения — следствие судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека, приводящее к разрыву кожи, мышц, сухожилий . Это происходит при напряжении ниже 380 В, когда человек не теряет сознания и пытается самостоятельно освободиться от источника тока.
Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока на человека
Согласно ГОСТу 12.1.019 “ССБТ. Электробезопасность. Общие требования” степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от силы тока, напряжения, рода тока, частоты электрического тока и пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия и условий внешней среды.
Сила тока — главный фактор, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Сила тока (в амперах) зависит от приложенного напряжения (в вольтах) и электрического сопротивления организма (в омах).
По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.Ощутимый
Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Минимальная величина, которую начинает ощущать человек при переменном токе с частотой 50 Гц, составляет 0,6-1,5 мА.
Неотпускающий
Неотпускающим считают ток, при котором непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела не позволяют пострадавшему самостоятельно оторваться от токоведущих частей (10,0-15,0 мА).
Фибрилляционный ток
Фибрилляционный — ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца — быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, приводящие к его остановке (90,0-100,0 мА). Через несколько секунд происходит остановка дыхания. Чаще всего смертельные исходы наступают от напряжения 220 В и ниже. Именно низкое напряжение заставляет беспорядочно сокращаться сердечные волокна и приводит к моментальному сбою в работе желудочков сердца.
Безопасный ток
Допустимым следует считать ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, а при 120 с и менее — 6 мА.
Безопасным напряжением считают 36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность.
Безопасные уровни напряжения получают из осветительной сети, используя для этого понижающие трансформаторы. Распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства невозможно.
В производственных процессах используются два рода тока — постоянный и переменный. Они оказывают различное воздействие на организм при напряжениях до 500 В. Опасность поражения постоянным током меньше, чем переменным. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц, которая является стандартной для отечественных электрических сетей.
Путь, по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека:- человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, т. е. “рука-рука”, эта петля встречается чаще всего;
- при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю “рука-ноги”;
- при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус под напряжением оказываются руки работающего, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока “руки-ноги”;
- при стекании тока на землю от неисправного оборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, наступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, т. е. каждая из этих ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь “нога-нога”, которая случается реже всего и считается наименее опасной;
- прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать в зависимости от характера выполняемой работы путь тока на руки или на ноги — “голова-руки”, “голова-ноги”.
Все варианты различаются степенью опасности. Наиболее опасными являются варианты “голова-руки”, “голова-ноги”, “руки-ноги” (петля полная). Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма — головной мозг, сердце.
Продолжительность воздействия тока влияет на конечный исход поражения. Чем дольше воздействуeт электрический ток на организм, тем тяжелее последствия.
Условия внешней среды , окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Увеличивают опасность поражения током повышенная температура и влажность, металлический или другой токопроводящий пол.
По степени опасности поражения человека током все помещения делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.
Защита от воздействия электрического тока
Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.
ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока — 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц — соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока — 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).
Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:- применение безопасного напряжения;
- контроль изоляции электрических проводов;
- исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;
- устройство защитного заземления и зануления;
- использование средств индивидуальной защиты;
- соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.
Одним из аспектов может быть применение безопасного напряжения — 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.
Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.
Защитное заземление — это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления — устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением.
Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник — это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом.
Защитное отключение — это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Продолжительность срабатывания защитного отключения составляет 0,1- 0,2 с. Данный способ защиты используют как единственную защиту или в сочетании с защитным заземлением и занулением.
Применение малых напряжений. К малым относят напряжение до 42В, его применяют при работе с переносными электроинструментами, использовании переносных светильников.
Контроль изоляции . Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.
Средства индивидуальной защиты — подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам — диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки.
О влиянии электрического тока на тело человека было известно уже в конце 18 века. Однако, в то время не знали, что электрический ток может представлять опасность для человека. Первые упоминания о производственном электротравматизме в средствах массовой информации встречаются во второй половине 19 века (в 1863 г приводится описание электротравмы на постоянном токе, а в 1882 г – на переменном). В конце 19 века начинается систематическое изучение действия электрического тока на организм животных и человека, а также разрабатываются мероприятия по защите человека от тока.
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, являющееся совокупностью:
- термического воздействия – нагрев биологических тканей, сосудов, нервов и органов, находящихся на пути протекания тока; ожоги участков тела;
- электролитического воздействия – разложение органических жидкостей (крови и плазмы);
- механического воздействия – разрывы, расслоения тканей и кровеносных сосудов, вывихи и т.д. вследствие электродинамического эффекта;
- биологического – раздражение и возбуждение нервных волокон и других органов тканей организма.
Любое из этих воздействий может привести к поражению человека в виде электрической травмы, которые можно условно разделить на местные и общие.
Рисунок. Классификация электрических травм
К местным электрическим травмам, при которых возникает локальное (местное) повреждение организма, относят:
1. Электрический ожог самый распространенный вид местной электрической травмы. Электрический ожог является результатом воздействия на человека электрической дуги (дуговой ожог) или прохождения через его тело электрического тока (токовый ожог).
Токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела человека с токоведущей частью вследствие преобразования электрической энергии в тепловую. Так как кожа человека обладает во много раз большим сопротивлением, чем другие ткани человека, в ней выделяется большая часть тепла. Токовые ожоги возникают, как правило, в установках до 1000 В.
Электрическая дуга, вызывающая дуговой ожог, возникает при разряде через тело человека и сопровождается прохождением тока через тело человека. Также дуговой ожог может произойти при коротких замыканиях в электроустановках, в этом случае ток через тело человека не протекает. Электрическая дуга обладает высокой температурой, что может вызывать обширные ожоги тела и привести к смертельным случаям. В ЭУ до 6 кВ ожог чаще всего является следствием случайных коротких замыканий. В установках более высокого напряжения ожог возникает:
- при случайном приближении человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние, при котором происходит пробой воздушного промежутка между ними;
- при повреждении изолирующих защитных средств (штанг, указателей напряжения и т.п.), которыми человек касается токоведущих частей, находящихся под напряжением;
- при ошибочных операциях с коммутационными аппаратами (например, при отключении разъединителя под нагрузкой с помощью штанги), когда дуга нередко перебрасывается на человека, и т.п.
Различают 4 степени электрического ожога. Ожоги I степени характеризуются покраснением кожи, II степени – появлением на коже пузырей, III степени – омертвлением кожи, IV степени – обугливание кожи, подкожных тканей, мышц и даже костей.
2. Электрический знак (электрическая метка) специфическое поражение кожи, вызванное протеканием тока через тело человека. Электрические знаки представляют собой омертвевшие участки кожи на теле человека в местах входа-выхода электрического тока. Как правило, электрические знаки безболезненны и поддаются лечению.
3. Металлизация кожи обусловлена попаданием на тело человека частиц расплавившегося под действием электрической дуги металла. Тяжесть травмы зависит от места и площади поражения на теле человека. Весьма опасными могут быть случаи поражения глаз, нередко приводящие к потере зрения. Одновременно с металлизацией кожи часто происходит ожог электрической дугой.
4. Электроофтальмия это воспаление наружных оболочек глаз из-за воздействия ультрафиолетовых лучей от электрической дуги при коротких замыканиях в электроустановках.
5. Механические повреждения (разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов, вывихи суставов, переломы костей), возникают в результате резких, непроизвольных сокращений мышц под действием тока, либо падения человека с высоты.
Рисунок. Примерное распределение электротравматизма по видам травм
К общим электрическим травмам, при которых поражается весь организм, относят электрический удар. Этот вид электрической травмы является самым распространенным (более 80% всех поражений человека электрическим током). Примерно 85% случаев поражения электрическим током со смертельным исходом связаны с электрическим ударом. Большая часть этих случаев (примерно 60%) является результатом одновременного действия электрических ударов и местных электротравм (в основном ожогов), однако и в этих случаях смертельный исход является, как правило, следствием именно электрического удара.
Рисунок. Распределение случаев поражения электрическим током по видам электротравм
Электрический удар это поражение организма человека, вызванное возбуждением живых тканей тела электрическим током и сопровождающееся судорожным сокращением мышц. Электрические удары возникают при протекании через тело человека относительно малых значений тока (до несколько сотен миллиампер) и напряжении, как правило, до 1000 В. Исход воздействия тока при электрических ударах может быть различным от легкого, судорожного сокращения пальцев до смертельного поражения.
В зависимости от возникающих последствий электрические удары делят на четыре степени: I – судорожное сокращение мышц без потери сознания; II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца; III – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого); IV – состояние клинической смерти.
Проверьте, насколько хорошо Вы изучили вопрос "Воздействие электрического тока на организм человека", ответив на несколько контрольных вопросов.
Введение
Электронасыщенность современного производства формирует электрическую опасность, источником которой могут быть электрические сети, электрифицированное оборудование и инструмент, вычислительная и организационная техника, работающая на электричестве. Это определяет актуальность проблемы электробезопасности – ликвидацию электротравматизма.
Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако, по числу травм с тяжёлым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.
Анализ производственного травматизма в мясной промышленности показывает, что в среднем около 18 % всех тяжёлых и смертельных случаев происходит в результате поражения электрическим током.
Наибольшее число электротравм (60-70 %) происходит на работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Это объясняется широким распространением таких установок и сравнительно низким уровнем подготовки лиц, эксплуатирующих их. электроустановок свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше и их обслуживает специально обученный персонал, что и обуславливает меньшее количество электротравм.
1. Действие электрического тока на организм человека
Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связок.
Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.
Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подкожных тканей, вплоть до обугливания. Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.
Различают два основных вида поражения организма: электрические травмы и электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно.
Электрические травмы – это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.
Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение. Обычно травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично.
Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.
Характерные виды электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрические ожоги - наиболее распространенные электротравмы. Они составляют 60-65 %, причем 1/3 их сопровождается другими электротравмами.
Различают ожоги: токовый (контактный) и дуговой.
Контактные электроожоги, т.е. поражения тканей в местах входа, выхода и на пути движения электротока возникают в результате контакта человека с токоведущей частью. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1 -2 кВ), они сравнительно легкие.
Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках от 1000 В до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от перемены электрической дуги или загоревшейся от неё одежды.
Могут быть также комбинированные поражения (контактный электроожог и термический ожог от пламени электрической дуги или загоревшейся одежды, злектроожог в сочетании с различными механическими повреждениями, электроожог одновременно с термическим ожогом и механической травмой).
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин, небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму морщин.
В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность, Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока.
Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п.
Пораженный участок имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего под кожу: зеленая - при контакте с медью, серая - с алюминием, сине-зеленая - с латунью, желто-серая - со свинцом. Обычно с течением времени больная кожа сходит и поражённый участок приобретает нормальный вид. Вместе с тем исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой.
Металлизация кожи наблюдается примерно у каждого десятого из пострадавших. Причём в большинстве случаев одновременно с металлизацией происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые поражения.
Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, вызывающих в клетках организма химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия возникает сравнительно редко (у 1-2 % пострадавших), чаще всего при проведении электросварочных работ.
Механические повреждения являются следствием резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Эти повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длительного лечения. К счастью они возникают редко – не более чем у 3 % пострадавших от тока.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени:
I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая (или «мнимая») смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности и лёгких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни, он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не сразу и не сразу угасают функции различных органов.
Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга, с деятельностью которого связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например, от электрического тока, - 7-8 мин.
Биологическая (или истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти.
Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Прекращение сердечной деятельности является следствием воздействия тока на мышцу сердца. Такое воздействие может быть прямым, когда ток протекает непосредственно в области сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, то есть хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение.
Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднения дыхания уже при токе 20-25 мА (50 Гц), усиливающееся с ростом тока. При длительном действии тока может наступить асфиксия – удушье в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.
Электрический шок – своеобразная тяжёлая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п.
Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.
2. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током
Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: значения силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания через него тока, пути тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды,
Сила тока является основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека (путь: рука-рука, рука-ноги).
Фибрилляцией называют хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие её работу как насоса. (Для женщин пороговые значения тока в 1,5 раза меньше, чем для мужчин).
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250-300 В). При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.
В интервале напряжений 400-600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее переменного.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более.
При удалении верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом, При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составляет всего лишь 300-500 Ом.
При расчетах принимают сопротивление организма человека, равное 1000 Ом. При наличии на коже различных повреждений (потертостей, порезов, ссадин) резко уменьшается
ее электрическое сопротивление в этих местах. Электрическое сопротивление организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.
С повышением напряжения, приложенного к телу человека, уменьшается сопротивление кожи, а, следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через нее, и другими факторами.
Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (20-50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.
На электрическое сопротивление влияют также род тока и его частота. При частотах 10-20 кГц верхний слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.
Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2-3 мм2. Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.
Длительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи с тем, что с течением времени падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение сердца.
Путь тока через тело человека также имеет существенное значение. Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении тока через жизненно важные органы.
Статистические данные показывают, что число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути «правая рука-ноги» составляют 87 %; по пути «нога-нога» - 15%, Наиболее характерные цепи тока через человека: рука-ноги, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Но наиболее опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки - обе ноги, левая рука-ноги, рука-рука, голова-ноги.
Род и частота тока также влияют на степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой от 20 до 1000 Гц. Переменный ток опаснее постоянного, но это характерно только для напряжений до 250 -300 В; при больших напряжениях становится опаснее постоянный ток. С повышением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а проходящий ток увеличивается. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц.
Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц. Но эти токи могут вызывать ожоги как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с повышением частоты практически заметно при частоте 1000-2000 Гц.
Индивидуальные свойства человека и состояние окружающей среды также оказывают заметное влияние на тяжесть поражения.
3. Условия и причины поражения электрическим током
Поражение человека электротоком или электрической дугой может произойти в следующих случаях:
при однофазном (однократном) прикосновении изолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением;
при одновременном прикосновении человека к двум неизолированными частям электроустановок, находящимся под напряжением;
при приближении человека, не изолированного от земли, на опасное расстояние к токоведущим, не защищенным изоляцией частям электроустановок, находящихся под напряжением;
при прикосновении человека, не изолированного от земли, к нетоковедущим металлическим частям (корпусам) электроустановок, оказавшихся под напряжением из-за замыкания на корпусе;
при действии атмосферного электричества во время разряда молнии;
в результате действия электрической дуги;
при освобождении другого человека, находящегося под напряжением.
Можно выделить следующие причины электротравм:
Технические причины – несоответствие электроустановок, средств защиты и приспособлений требованиям безопасности и условиям применения, связанное с дефектами конструкторской документации, изготовления, монтажа и ремонта;
неисправности установок, средств защиты и приспособлений, возникающие в процессе эксплуатации.
Организационно-технические причины - несоблюдение технических мероприятий безопасности на стадии эксплуатации (обслуживания) электроустановок; несвоевременная замена неисправного или устаревшего оборудования и использование установок, не принятых в эксплуатацию в предусмотренном порядке (в том числе самодельных).
Организационные причины - невыполнение или неправильное выполнение организационных мероприятий безопасности, несоответствие выполняемой работы заданию.
Организационно-социальные причины:
работа в сверхурочное время (в том числе работа по ликвидации последствий аварий);
несоответствие работы специальности;
нарушение трудовой дисциплины;
допуск к работе на электроустановках лиц моложе 18 лет;
привлечение к работе лиц, неоформленных приказом о приеме на работу в организацию;
допуск к работе лиц, имеющих медицинские противопоказания.
При рассмотрении причин необходимо учитывать так называемые человеческие факторы. К ним относятся как психофизиологические, личностные факторы (отсутствие у человека необходимых для данной работы индивидуальных качеств, нарушение его психологического состояния и пр.), так и социально-психологические (неудовлетворительный психологический климат в коллективе, условия жизни и пр.).
4. Меры защиты от поражения электрическим током
Согласно требованиям нормативных документов, безопасность электроустановок обеспечивается следующими основными мерами:
1) недоступностью токоведущих частей;
2) надлежащей, а в отдельных случаях повышенной (двойной) изоляцией;
3) заземлением или занулением корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, могущих оказаться под напряжением;
4) надежным и быстродействующим автоматическим защитным отключением;
5) применением пониженных напряжений (42 В и ниже) для питания переносных токоприемников;
6) защитным разделением цепей;
7) блокировкой, предупредительной сигнализацией, надписями и плакатами;
8) применением защитных средств и приспособлений;
9) проведением планово-предупредительных ремонтов и профилактических испытаний электрооборудования, аппаратов и сетей, находящихся в эксплуатации;
10) проведением ряда организационных мероприятий (специальное обучение, аттестация и переаттестация лиц электротехнического персонала, инструктажи и т.д.).
Для обеспечения электробезопасности на предприятиях мясной и молочной промышленности применяют следующие технические способы и средства защиты: защитное заземление, зануление, применение малых напряжений, контроль изоляции обмоток, средства индивидуальной защиты и предохранительные приспособления, защитные отключающие устройства.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с зёмлёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно защищает от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической изоляции оказываются под напряжением.
Сущность защиты заключается в том, что при замыкании ток проходит по обеим параллельным ветвям и распределяется между ними обратно пропорционально их сопротивлениям. Поскольку сопротивление цепи «человек-земля» во много раз больше сопротивления цепи «корпус-земля», сила тока, проходящего через человека, снижается.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства.
Выносные заземлители располагают на некотором расстоянии от оборудования, при этом заземлённые корпуса электроустановок находятся на земле с нулевым потенциалом, а человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением заземлителя.
Малое напряжение - напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малые напряжения переменного тока получают с помощью понижающих трансформаторов. Его применяют при работе с переносным электроинструментом, при использовании переносных светильников во время монтажа, демонтажа и ремонта оборудования, а также в схемах дистанционного управления.
Изолирование рабочего места – это комплекс мероприятий по предотвращению возникновения цепи тока человек-земля и увеличению значения переходного сопротивления в этой цепи. Данная мера защиты применяется в случаях повышенной опасности поражения электрическим током и обычно в комбинации с разделительным трансформатором.
Выделяют следующие виды изоляции:
рабочая – электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током;
дополнительная – электрическая изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции;
двойная – электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Двойная изоляция заключается в одном электроприёмнике двух независимых одна от другой ступеней изоляции (например, покрытие электрооборудования слоем изоляционного материала - краской, пленкой, лаком, эмалью и т.п.). Применение двойной изоляции наиболее рационально, когда в дополнение к рабочей электрической изоляции токоведущих частей корпус электроприёмника изготавливается из изолирующего материала (пластмассы, стекловолокна).
Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током.
Устройства (аппараты) для защитного отключения в отношении надежности действия должны удовлетворять специальным техническим требованиям. Средства индивидуальной защиты делятся на изолирующие, вспомогательные и ограждающие.
Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию человека от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные (диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками) и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики, подставки)
К вспомогательным можно отнести очки, противогазы, маски, предназначенные для защиты от световых, тепловых и механических воздействий.
К ограждающим относятся переносные щиты, клетки, изолирующие подкладки, переносные заземления и плакаты. Они предназначены в основном для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно прикосновение работающих.
5. Оказание ПП при поражении электрическим током
Весь персонал, обслуживающий электроустановки, ежегодно должен обучаться приемам освобождения от электрического тока, выполнению искусственного дыхания и наружного массажа сердца. Занятия проводит компетентный медицинский персонал с отработкой практических действий на тренажерах. Ответственность за организацию обучения несет руководитель предприятия.
Если человек прикасается рукой к токоведущим частям, находящимся под напряжением, то это вызывает непроизвольное судорожное сокращение мышц кисти руки, после чего освободиться от токоведущих частей он самостоятельно уже не в силах. Поэтому первое действие оказывающего помощь - немедленное отключение электроустановки, которой касается пострадавший. Отключение производится с помощью выключателей, рубильников, вывертыванием пробок и другими способами. Если пострадавший находится на высоте, то при отключении установки необходимо следить, чтобы он не упал.
Если отключить установку сложно, то необходимо освободить пострадавшего, используя все средства защиты, чтобы самому не оказаться под напряжением.
При напряжении до 1000 В для освобождения пострадавшего от провода, упавшего на него, можно воспользоваться сухой доской или палкой. Можно также оттянуть за сухую одежду, избегая при этом прикосновения к металлическим частям и открытым участкам тела пострадавшего; действовать необходимо одной рукой, держа вторую за спиной. Надежнее всего оказывающему помощь использовать при освобождении пострадавшего диэлектрические перчатки и резиновые коврики. После освобождения пострадавшего от действия электрического тока необходимо оценить состояние пострадавшего, чтобы оказать соответствующую первую помощь.
Если пострадавший находится в сознании, дыхание и пульс устойчивы, то необходимо уложить его на подстилку; расстегнуть одежду; создать приток свежего воздуха; создать полный покой, наблюдая за дыханием и пульсом. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться, так как может наступить ухудшение состояния. Только врач может решить вопрос, что делать дальше. Если пострадавший дышит очень редко и судорожно, но у него прощупывается пульс, необходимо сразу же начать делать искусственное дыхание.
Если у пострадавшего отсутствуют сознание, дыхание, пульс, зрачки расширены, то можно считать, что он находится в состоянии клинической смерти. В этом случае необходимо срочно приступить к оживлению организма с помощью искусственного дыхания по способу «изо рта в рот» и наружного массажа сердца. Если в течение всего 5-6 минут после прекращения сердечной деятельности не начать оживлять организм пострадавшего, то без кислорода воздуха погибают клетки головного мозга и смерть из клинической переходит в биологическую; процесс станет необратимым. Следовательно, пятиминутный лимит времени является решающим фактором при оживлении.
С помощью непрямого массажа сердца в сочетании с искусственным дыханием любой человек может вернуть пострадавшего к жизни или будет выиграно время до прибытия бригады реаниматоров.
Заключение
Развитие техники изменяет условия труда человека, но не делает их безопаснее, напротив – в процессе эксплуатации новой техники зачастую проявляются неизвестные ранее опасные факторы.
Современное производство немыслимо без широкого применения электроэнергетики. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток.
Негативные для здоровья человека последствия, выявляющиеся в ходе эксплуатации технологического оборудования, выдвинули в настоящее время обеспечение производственной безопасности на производстве в число острейших технических и социально-экономических проблем. Наиболее страшное последствие удара электрическим током – смерть. К счастью, она случается в этом случае довольно редко.
Для недопущения электропоражения и обеспечения электробезопасности на производстве применяют: изолирование проводов и других компонентов электрических цепей, приборов и машин; защитное заземление; зануление, аварийное отключение напряжения; индивидуальные средства защиты и некоторые другие меры.
К сожалению, повсеместное старение производственных фондов, ветшание помещений отрицательно сказывается и на качестве электропроводки. Пробои в электропроводке ведут не только к ударам током, но и являются одной из основных причин пожаров.
