Действие электрического тока на организм человека

Виды травм, связанных с воздействием электрической энергии на человека, могут быть различны по тяжести и зависят от ряда факторов, в том числе от строения живого организма, напряжения, рода и частоты тока, длительности действия тока и пути его протекания, схемы включения тела человека в электрической сети, условий окружающей среды.

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия.

Термическое действие тока вызывает ожоги и нагрев участков тела.

Электрическое действие тока сопровождается разрывом или смещением клеток, из которых состоит организм человека, разложением крови.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей и сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц легких и сердца. Это ответные реакции организма, которые обусловлены нарушением биоэлектрических процессов, протекающих в организме.

Раздражающее действие тока на ткани организм может быть прямым или непрямым.

Прямое действие обусловлено прохождением тока непосредственно через ткани, испытывающее раздражение.

Непрямое, или рефлекторное, действие проявляется в возбуждении тканей, по которым ток и не протекает.

Электрический ток приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Наиболее часто наблюдаются электрические ожоги, которые могут быть различными по тяжести: от легкого покраснения кожи до ее обгорания на значительной площади, а также электрические знаки и метки на пути прохождения тока через кожу.

Наиболее опасным принято считать электрический удар, приводящий к остановке работы сердца и легких. Оба вида травмы могут сопутствовать друг другу.

Степень воздействия электрического тока на живой организм, как уже было сказано, зависит от величины и длительности протекания тока, электрического сопротивления человека, рода, частоты и пути прохождения тока.

Основным же поражающим фактором является сила тока, протекающего через тело человека, обуславливающая различную реакцию организма: от ощущения легкого зуда (0,6-1,5 мА частоты Гц и 5-7 мА постоянного тока) до непроизвольного судорожного сокращения тканей и мышц (25 мА переменного и 80 мА постоянного токов), а также фибрилляция сердца и его остановка (100 мА и выше). Здесь мА – миллиампер, равный 0,001 А.

Травмы происходят кА при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям или корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, так и при нахождении человека на недопустимо близком расстоянии от токоведущих частей, находящихся под напряжением. В этом случае возникает электрическая дуга между токоведущей частью и телом человека.

Согласно ГОСТ 12.1.038, при выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются при основных параметры: сила тока I_h, протекающего через тело человека, напряжение прикосновения U_пр и длительность протекания тока t_c.

Методы и средства защиты от поражения электрическим током в электроустановках. Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Конструкция электроустановок должна удовлетворять требованиям Правил устройства электроустановок в соответствии с ее назначением.

Для обеспечения безопасности персонала, обслуживающего электроустановки, используются как отдельные защитные средства и способы, так и их сочетание, т.е. системы защиты.

Защитой от прикосновения к токоведущим частям электроустановок является изоляция проводов, ограждения, блокировка и защитные средства.

Изоляция проводов характеризуется ее электрическим сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов относительно земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для обслуживающего персонала.

Во время работы электроустановок состояние электрической изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (химически активных веществ и кислот, температуры, давления, большой влажности и чрезмерной сухости).

Нормируемые значения сопротивления изоляции в зависимости от назначения электроустановок приведенные в ПУЭ.

Ограждения применяются сплошные и сетчатые. Они должны быть огнестойкими.

В установках напряжением выше 1000 В должны соблюдаться наименьшие допустимые расстояния от токоведущих частей до ограждений, которые нормируются ПУЭ.

Блокировка применяется в электроустановках, в которых производятся работы на ограждаемых токоведущих частях. Она автоматически обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при проникновении в ним без санкционированного доступа.

Защитой от напряжения, появившегося на корпусах электроустановок в результате нарушения изоляции, являются защитное заземление, зануление и защитное отключение.

Защитное заземление устраивается в электрических сетях с изолированной и с заземленной нейтралями. Оно представляет собой преднамеренной соединение с землей нетоковедущих металлических частей электроустановок.

Защитное заземление необходимо для снижения напряжения относительно земли до безопасной величины на металлических корпусах электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, но оказавшихся под таковым в результате повреждения изоляции.

В зависимости от напряжения, мощности и режима нейтрали электроустановки в ПУЭ приводятся допустимые значения сопротивления заземляющего устройства, которые должны быть не более 0,5; 2; 4 и 8 Ом.

Зануление устраивается в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В, так как одно защитное заземление не обеспечивает достаточно надежной и полноценной защиты.

Занулением называется преднамеренное соединение корпусов электроустановок с нулевым проводом, идущим от заземленной наглухо нейтрали источника тока.

Принцип действия зануления – это превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, при котором срабатывается защита (плавкие предохранители, автоматы), и электроустановка отключается. Схема зануления включает в себя и заземляющие устройства нейтралей источников тока. Занулению практически подлежат все станки, электрические двигатели, цеховые металлические светильники и др.

Малые напряжения (не более 42 В) рекомендуется применять в условиях повышенной или особой опасности для питания переносных светильников, инструмента и др. При этом заземление или зануление электроустановок не требуется, в том числе и до 110 В постоянного тока. Для подключения этих устройств предусматриваются розетки.

Для получения малых напряжений применяются разделительные и понижающие трансформаторы с высокой электрической изоляцией.

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека током (при замыкании на корпус, снижении сопротивления изоляции сети, а также в случае прикосновения сопротивления человека непосредственно к токоведущей части). Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной или дополнительной меры защиты, если безопасность не может быть обеспечена с помощью заземления или зануления, либо если эти устройства вызывают трудности в применении или по экономическим соображением.

Электрозащитные средства предназначены для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током и воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.

К ним относятся: изолирующие штанги (оперативные, для наложения заземления, измерительные), изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные клещи, указатели напряжения и фазировки; диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики, изолирующие накладки и подставки, переносные заземления, плакаты и знаки безопасности.

В электроустановках при необходимости следует также применять средства индивидуальной защиты (очки, каски, противогазы, страховочные канаты и др.).

Электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные.

Основными называются такие средства, изоляция которых надежно выдерживает рабочее напряжение электроустановки. При использовании этих средств допускается прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

К основным электрозащитным средствам в электроустановках напряжением до 1000 В относятся: изолирующие клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки и монтерский инструмент с изолирующими ручками.

Дополнительными называются такие изолирующие средства, которые сами по себе не могут обеспечить безопасность от поражения током. Они являются дополнительной мерой защиты к основным защитным средствам.

К дополнительным относятся в электроустановка:

- напряжением выше 1000 В – диэлектрические перчатки, рукавицы, галоши, боты, коврики, дорожки и изолирующие подставки;

- до 1000 В – диэлектрические галоши, коврики и подставки.

Оказание первой помощи пострадавшим от электрического тока. Главным условием успеха при оказании первой помощи является быстрое освобождение пострадавшего от действия тока и переход к правильному оказанию медицинской помощи, для чего:

- освободить пострадавшего от тока (отключить установку, оттащить пострадавшего за одежду);

- уложить пострадавшего на твердую поверхность, осмотреть и определить его состояние;

- приступить к оказанию доврачебной медицинской помощи.

Если пострадавший без сознания, то нужно привести его в сознание, давая нюхать нашатырный спирт. Если пострадавший плохо дышит (редко, судорожно) или отсутствуют признаки жизни (дыхание, сердцебиение, пульс), то необходимо сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.

Если у пострадавшего хорошо прослеживается пульс, то нужно сделать только искусственное дыхание.

Искусственное дыхание надо производить по способу «изо рта в рот», при котором оказывающий помощь делает выдох воздуха из своих легких в легкие пострадавшего непосредственно через рот с интервалом 5 сек. (12 дыхательных циклов в минуту).

Для поддержания кровообращения у пострадавшего в случае прекращения работы сердца необходимо одновременно с искусственным дыханием производить непрямой массаж сердца.

Если оживление проводит один человек, то через каждые два вдоха делается 15 надавливаний на грудину.

При участии в помощи двух человек соотношение «дыхание-массаж» составляет 1:5.

В некоторых случаях, когда сердце остановилось у здорового человека, достаточно сделать несколько надавливаний на грудную клетку, чтобы восстановить естественную работу сердца.

Оказание доврачебной помощи может быть длительным, так как в конечном итоге заключение о смерти может сделать только врач.

Причиной длительного отсутствия пульса у пострадавшего при появлении других признаков оживления (восстановление самостоятельного дыхания, сужение зрачков и др.) может быть фибрилляция сердца. Однако и в этом случае нужно продолжать оживление до прибытия врача.

Воздействие и критерии опасности электромагнитных излучений на организм человека. К источникам электромагнитных излучений относятся высоковольтные электропередачи, установки индукционного нагрева, устройства радиолокации, связи, телевидения и др.

Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности и продолжительности излучения. Биологическое действие электромагнитных излучений увеличивается с возрастанием частоты и приводит к нарушению нервной и сердечно-сосудистой систем, а также к некоторым изменениям в составе крови.

Интенсивные сверхчастотные излучения (выше 300 МГц) вызывают патологию различных органов, связанных с зачатием и рождаемостью ребенка у родителей, трофические и другие заболевания.

Критерием безопасности для человека, находящегося в электромагнитном поле, приняты допустимые напряженность электрическою поля Е, в В/м (вольт на метр) и напряженность магнитного поля Н, в А/м (ампер на метр).

Значения этих параметров приводятся в зависимости от частоты и времени нахождения человека в зоне действия электромагнитных полей. При этом спектр электромагнитных полей разделен на частотные диапазоны:

- постоянные – электростатические поля, обусловленные образованием электрических зарядов;

- электромагнитные поля промышленной частоты (50 Гц);

- электромагнитные поля диапазона частот (10 кГц – 30 кГц);

- электромагнитные поля радиочастот (30 кГц – 300 МГц);

- электромагнитные поля сверхвысоких (СВЧ) радиочастот (300 МГц – 300 ГГц). Здесь Гц – герц; кГц – килогерц; МГц – мегагерц; ГГц – гигагерц; 1 кГц =10³Гц; 1 мГц=10⁶Гц; 1 ГГц = 10⁹ Гц.

Электростатические поля. Нормирование электростатических полей.

Электростатические поля (ЭСП) возникают в различных технологических процессах, а также в быту. Происходит накопление электростатических зарядов на различных поверхностях, особенно незаземленного оборудования, одежде. ЭСП также характеризуются энергией и напряженностью, измеряемой в киловольтах на метр, кВ/м.

При возникновении разрядов статического электричество нередко бывает достаточно накопленной энергии для зажигания взрывоопасной среды или загораний перерабатываемых веществ. Разряды между человеком и каким-либо предметом вызывают у человека болезненные ощущения, что может к тому же привести к резким движениям и потере ориентации при работе на высоте, что может привести к травме.

Предельно допустимые воздействия на человека через напряженность ЭСП в кВ/м приведенные в ГОСТ 12.1.045.

При напряженности 60 кВ/м время нахождения людей – не более 1 часа; в интервале от 1 до 9 часов можно работать исходя из соотношения:

где t – время в часах.

Методы и средства защиты от электростатических полей.

Заземление металлических частей оборудования, диэлектрических покрытий путем нанесения на их поверхность проводящих пленок. Допустимое сопротивление заземлителя должно быть не более 100 Ом.

Нейтрализаторы статического электричества, использующиеся для увеличения электропроводности воздуха, разделяются на индукционные, высоковольтные и радиоактивные.

Индукционные нейтрализаторы по конструкции представляют собой токопроводящие или диэлектрические стержни, на которых крепятся заземленные иглы или метелочки из проволоки. При этом высокий заряд за счет нейтрализации ионами снижается до определенного, но достаточно высокого значения.

Высоковольтные нейтрализаторы, состоящие из игольчатого разрядника и источника напряжения, эффективны как при малых, так и при больших зарядах на электризованной поверхности.

Радиоактивные нейтрализаторы, в качестве которых используются α- и β- изотопы, просты по конструкции, но менее эффективны по сравнению с другими и требуют мер по защите персонала от γ- излучений.

Увлажнители и жидкие нейтрализаторы обеспечивают утечку генерируемого заряда на проводящие части оборудования и других поверхностей.

Электромагнитные поля промышленной частоты. Нормирование электромагнитных полей промышленной частоты. Воздействию этих полей подвергается персонал, обслуживающий высоковольтные распределительные устройства, линии электропередачи, так и население, проживающее в зоне прохождения этих линий (35 кВ и выше).

Допустимое время пребывания персонала в электромагнитном поле напряженностью: 5 кВ/ м – в течение рабочего дня; от 5 до 20 кВ/м – нужно исходить из соотношения: , где Т – время, нахождения человека в часах; Е – фактическая напряженность в зоне воздействия.

Например, если Е = 10 кВ/м6 то работать (без защитных средств) можно в течение 3 часов; от 20 до 25 кВ/м – 10 мин.

Электромагнитное поле напряженностью 5 кВ/м и выше может иметь место в жилых домах, находящихся вблизи воздушных линий электропередачи, и воздействовать на людей. Это подтверждается жалобами населения на плохое самочувствие, усталость, головные боли и др.

Методы и средства защиты от электромагнитных полей промышленной частоты. Предусматривать санитарно-защитные зоны при строительстве новых линий электропередачи или относить действующие на безопасное расстояние от жилых застроек.

Для защиты работающих в открытых распределительных устройствах и вблизи воздушных линий электропередачи от электрических полей используют козырьки, навесы, экраны. Могут применяться следующие типы экранов, межячейковый, шинный, экран-навес над пешеходными дорожками, экран-козырек у шкафов, экран переносной и др.

Установка указателей мест высокой напряженности полей.

Применение средств индивидуальной защиты.