Электробезопасность

5.1.1. Действие электрического тока на организм человека

Во всех без исключения производственных помещениях неотъемлемой частью основного и вспомогательного оборудования являются электрические машины и прочие потребители электроэнергии. Опыт свидетельствует, что через неправильную эксплуатацию электроустановок могут случаться случаи поражения рабочих электротоком и ожоги электрической дугой, а также повреждение кожи в виде металлизации.

При рассмотрении вопросов безопасности труда необходимо начать из того, что поражение рабочего током случается при включении его в электрическую сеть и прохождении тока через организм, что, как правило, бывает при контакте человека с неизолированными частями электроцепи. Опасная для человека сила тока зависит от его рода, напряжения в цепи проводников, от сопротивления человеческого организма, от пути прохождения тока (петли тока ),состояния организма человека и состояния окружающей среды.

Проходя через организм, ток действует термическим, электролитическим и биологическим образом. Любое из этих действий может послужить причиной травмы от тока или дуги. Электротравми условно разделяют на два вида: местные электротравмы и электрические удары.

Характерные виды травм (четко выраженные местные нарушения целостности организма) – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия.

Электрический ожог – наиболее распространенная травма (60-65% потерпевших). Различают ожоги тока и дуговые. Токовые ожеги бывают, как правило, при напряжении 1000-2000 В, дуговые – при больших напряжениях в результате образования дуги между токоведещей частью и телом человека.

Различают четыре степени ожогов: І – покраснение кожи, ІІ – образование пузырей; ІІІ – омертвление участка кожи; ІУ – обугливание кожи. Как правило, тяжесть ожога определяется не так степенью, как площадью пораженной ожогом поверхности тела.

Металлизация – проникновение в верхние слои кожи наимельчайших частичек металла, который испарился или расплавился под действием электрической дуги. Металлизация наблюдается приблизительно в 10% потерпевших от тока.

Электроофтальмия – воспаление внешних оболочек глаз под влиянием ультрафиолетового луча, который возникает от электрической дуги. Электроофтальмия наблюдается в 1-2% потерпевших от тока.

Электрический удар – это возбуждения электротоком живых тканей организма, которое сопровождается судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от следствия действия на организм удары делятся на четырех степени:

І – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

ІІ – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохраненными дыханием и работой сердца;

ІІІ – клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.

1V- биологическая смерть.

Продолжительность клинической смерти определяют от момента прекращения сердечной деятельности и дыхания к началу гибели клеток коры головного мозга. Это время составляет 4-8 мин, иногда – до 15 мин.

 

5.1.2.Факторы, которые определяют тяжесть поражения электрическим током

Тяжесть електротравмы зависит от:

-параметров тока, который проходит через тело человека;

-внутреннего сопротивления человека;

-пути тока в организме человека;

-физиологического состояния организма ;

-производственных условий (факторов среды ).

Значение тока, который проходит через тело человека, есть основным фактором, который предопределяет исход поражения.

В таблице 5.1 представлена зависимость характера действия тока от его силы. С увеличением силы тока четко обнаруживаются три качественно отличных реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание – для переменного тока и болевой эффект – для постоянного) и, в конце концов, фибриляция сердца – хаотичные быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибриля), при которых сердце перестает работать как насос, то есть оно не в состоянии обеспечивать движение крови по сосудам. Токи, которые вызывают соответствующую реакцию, делятся на ощутимые, на те, что не отпускают, и фибриляционные, а их минимальные значения называют пороговими.

Величина тока, который проходит в цепи, будет зависеть от сопротивления цепи. Сопротивление цепи человека R_ч состоит: сопротивление тела человека r_л, сопротивление одежды r_од, сопротивление обуви r_о и сопротивление опорной поверхности r_оп, то есть

R_ч = r_ч + r_од +r_о + r_оп,

R_ч состоит из сопротивления кожи r_к и сопротивления внутренних органов r_во. Как r_к так и r_во имеют активно-емкостный характер и зависят преимущественно от напряжения.

Поскольку сопротивление человеческого тела току не линейно и не стабильно и проводить расчеты с такими сопротивлениями сложно, будем считать, что сопротивление человеческого тела стабильно и составляет 1000 Ом.

Таблица 5.1-характер действия электрического тока на организм человека

Значение тока, мА	Характер действия
Переменный ток 50 Гц	Постоянный ток
0,6-1,6	Начало ощущения – слабое зудение, пощипывание кожи под электродами	Не ощущается
2-4	Ощущение тока распространяется и на запястье руки, немного сводит руку	Не ощущается
5-7	Болевые ощущения усиливаются по всей кисти руки, сопровождаясь судорогами. Слабая боль во всей руке вплоть до передплечья. Руки, как правило, можно оторвать от электродов.	Начало ощущения. Впечатления, что кожа под электродом нагревается
8-10	Сильные боли и судороги по всей руке, включая предплечье. Тяжело, но преимущественно еще можно оторвать руки от электродов	Усиливается ощущение нагрева
10-15	Боли по всей руке, невозможно терпеть. Часто руки невозможно оторвать. С увеличением продолжительности прохождения тока боль усиливается-величина неотпускающего тока.	Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в близлежащих участках кожи
20-25	Руки парализуются моментально, оторваться от электродов невозможно. Сильная боль, дышать тяжело	Еще большее усиление ощущения нагрева кожи, возникает ощущение нагрева внутри. Незначительные сокращения мышц рук
25-50	Очень сильная боль в руках и груди. Дышать очень тяжело, может настать паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания.	Ощущение сильного перегрева, боль и судороги в руках. При отрыве рук от электродов невыносимая боль вследствие судорожного сокращения мышц
50-80	Дыхание парализуется через несколько секунд, ускоряется работа сердца. При продолжительном прохождении тока может наступить фибриляция сердца	Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильная боль по всей руке и в груди. Тяжело дышать, руки невозможно оторвать от электродов через сильные боли
	Фибриляция сердца через 2-3 с, еще через несколько секунд – паралич сердца	Паралич дыхания при продолжительном прохождении тока
	То же самое действие за меньшее время	Фибриляция сердца через 2-3 с, еще через несколько секунд – паралич дыхания
Свыше	Дыхание парализуется немедленно – через доли секунды. Фибриляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период прохождения тока. При продолжительном прохождении тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушение тканей

Продолжительность прохождения тока через организм существенным образом влияет на результат поражения: чем продолжительней действие тока, тем большая вероятность тяжелого или смертельного исхода. Выяснена зависимость между допустимыми для человека величинами синусоидального тока частотой 50 Гц и продолжительностью действия этого тока, поскольку эта величина при 250 мА составляет 0,2 с, а при 1 ма – свыше 30 с.

Путь прохождение тока через человека существенным образом влияет на результат поражения. Опасность поражения особенно большая, если ток, проходя через жизненно важные органы – сердце, легкоге, головной мозг – действует непосредственно на них.

Пути тока в теле человека называют петлями тока. Среди тяжелых и смертельных случаях наиболее частое бывают такие петли тока: рука – рука (20% случаев), рука – нога (20%), нога – нога (напряжение шага – 8%).

Тяжесть поражения будет зависеть от схемы прикосновенья. Различают такие схемы прикосновенья человека к токопроводящим частям под напряжением: однофазное прикосновенье (прикосновенье к одной фазе трехфазной сети), однополюсное прикосновенье (до одного полюса однофазной сети или сети постоянного тока), двуфазное прикосновенье (одновременное прикосновенье до двух фаз сети) и двуполюсное прикосновенье (одновременное прикосновенье до двух полюсов электроустановки).

Род и частота тока, который проходит через тело человека, оказывают большое влияние на результат поражения. Постоянный ток приблизительно в 4-5 раз безопаснее от переменного с частотой 50 Гц (наиболее опасной для человека). При увеличении частоты (свыше 50 Гц) значения неотпускающеого тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значение неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), увеличиваются приблизительно втрое. Значение фибриляционого тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибриляционного тока возрастает приблизительно вдвое, а до 400 Гц – почти в три с половиной разы.

Индивидуальные особенности человека значительно влияют на результат поражения при електротравмах. Для женщин пороговые значения тока приблизительно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин. В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, болезни (в особенности болезни кожи, сердечно-сосудистой системы) и опьянения люди чувствительнее к прохождению тока. Если человек подготовлен к электрическому удару, то степень опасности резко снижается, в то время как неожиданный удар приводит к тяжелым последствиям.

Правила техники безопасности предусматривают отбор по состоянию здоровья персонала для обслуживания действующих электроустановок.

Степень тяжести травмы в значительной мере зависит от вида электроустановки и состояния факторов среды помещения.

5.1.3.Классификация электроустановок и помещений

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) электроустановки с точки зрения безопасности делятся на :

-установки напряжением до 1000 В глухозаземленной нейтралью;

-установки напряжением до 1000 В з изолированной нейтралью;

-установки напряжением свыше 1000 с глухозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

-установки напряжением свыше 1000 В з изолированной нейтралью.

На безопасность также существенным образом влияют влажность, температура воздуха, наличие в нем химических элементов и токопроводящей пыли и т.п..

Учитывая эти признаки, в соответствии с ПУЭ, помещения делятся на три категории относительно степени поражения током:

-без повышенной опасности (в помещении отсутствуют условия для повышенной или особой опасности);

- с повышенной опасностью (для помещений характерно одно из таких условий: сырость, токопроводящие пилы – металлическая, земляные, каменные; высокая температура; возможность одновременного прикосновенья человека к металлическим частям, которые имеют соединение с землей, и к металлическим деталям, корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции);

- особо опасные (характеризуются одним из условий: особая сырость, химически активная среда, загазованность, одновременно два и более фактора повышенной опасности).