80. Защита от инфракрасных излучений (ики).

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны от 1—2 мм до 0,74 мкм; наблюдается гл. обр. при работе у горячих печей расплавленным металлом или стеклом, а также в технологических процессах с применением электрической дуги. Оказывает в основном тепловое воздействие и приводит к усилению обмена веществ, изменению состава крови, поляризации кожи человека и др. последствиям

Основными способами и средствами защиты от ИК-излучений являются: снижение интенсивности излучения источника; теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты; экранирование источников или рабочих мест; воздушное душирование рабочих мест; создание водяных завес; использование средств индивидуальной защиты; примение общеобменной вентиляции помещений, кондиционирование воздуха, лечебно-профилактические мероприятия. Наиболее распространенными средствами защиты от ИК - излучения являются оградительные устройства, то есть конструкции, отражающие или поглощающие ИК-излучения. Конструктивно экраны могут выполняться из одной или нескольких параллельно размещенных с зазором пластин. Охлаждение пластин может осу-ществляться естественным или принудительным способом. Отражающие устройства изготавливаются из листового алюминия, белой жести, алюминиевой фольги, укрепленной на несущем материале (картоне, сетке). С этой целью может использоваться силикатное закаленное стекло с пленочным окис-ло-оловянным покрытием и легированными добавками, превосходящем по своим отражательным способностям экраны из сталинита. Для теплопоглощения могут использоваться металлические сетки, армиро-ванное стекло, водяные завесы. Для предотвращения ожогов при прикосновении к нагретым поверхностям применяется их теплоизоляция с помощью различных материалов и конструкций (минеральная вата, стекловата, асбест, войлок и т.п.). Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной и т.п. В качестве средств индивидуальной защиты применяются фибровые и дю-ралевые каски, защитные очки, наголовные маски с откидными экранами и др. Лечебно-профилактические мероприятия включают предварительные и пе-риодические медицинские осмотры в целях предупреждения и ранней диагностики заболеваний у работающих.

81. Значение ИКИ с позиции охраны труда

Инфракра́сное излуче́ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны^[1] λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, слой воды в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с λ = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, около 50 % излучения Солнца; инфракрасное излучение испускают некоторые лазеры. Для его регистрации пользуются тепловыми и фотоэлектрическими приемниками, а также специальными фотоматериалами

Радиоэлектронные приборы, как и любые другие, имеют КПД меньше 100%, и часть энергии источников питания расходуется на покрытие потерь и в конечном счете переходит в тепло, тоесть, в ИК-излучение.

Источниками ИК-излучения является ряд элементов и узлов радиоапаратуры — электровакуумные, полупроводниковые и квантовые приборы, индуктивности, резисторы, трансформаторы, соединительные провода и тому подобное. Аналогичным образом электровакуумные приборы в стеклянных баллонах дают излучение в видимой области спектра. Но такого рода излучения сравнительно малой интенсивности и не оказывают заметного экологического влияния.

82. Действие ИК радиации на организм человека

Современной науке неизвестны какие-либо отрицательные влияния длинно инфракрасных лучей  на организм человека. И даже более того, сегодня длинноволновое инфракрасное излучение получило довольно широкое распространение в медицине, что говорит нам  не только о полной его безвредности, но и несомненной пользе. Опасность же для человека представляют более короткие инфракрасные лучи.

Действие на сердечно-сосудистую систему и другие органы. Под действием инфракрасных лучей наблюдается: перераспределение крови, учащение пульса, повышение максимального и понижение минимального АД, повышение температуры тела, усиление потоотделения. Рефлекторно увеличивается теплообразование в других органах, стимулируется функция почек, расслабляется мускулатура. В результате наблюдается ускорение регенеративных процессов, уменьшение болевых ощущений,

Действие на орган зрения. Экспериментально установлено, что через глаз проходит 27% общего потока лучистой энергии. Наиболее частым поражением является катаракта (помутнение хрусталика). Еще в 1701 г. Рамаццини отметил, что постоянное "смотрение" на огонь и расплавленную жидкую стеклянную массу вызывает помутнение глаз. Это заболевание чаще бывает профессиональным и встречается у стеклодувов, рабочих железопрокатных заводов.

83 Нормирование и контроль ИКИ

Нормирование параметров микроклимата воздуха рабочей зоны производственных помещений предприятий народного хазяйства осуществляется согласно ГОСТ ССБТ 12.1.005-88 по следующим показателям:

1) температура воздуха;

2) относительная влажность воздуха, %;

3) скорость движения воздуха, м/с;

4) интенсивность теплового излучения, Вт/м2

5) температура нагретых поверхностей

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах зависит от доли облучаемой поверхности тела (табл.1). Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников (нагретый металл, стекло, «открытое» пламя и др.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению не должно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защитылица и глаз.

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового облучения, Вт/м 2, не более
50 и более	35
25-50	70
не более 25	100

Рекомендуется принимать на работу в нагревательной среде лиц не моложе 25 лет и не старше 40, обладающих высокой тепловой устойчивостью.

Одним из эффективных коллективных средств защиты от теплового излучения работающих является создание определенного термического сопротивления на пути теплового потока в виде экранов различных конструкций – прозрачных, полупрозрачных и непрозрачных. По принципу действия экраны подразделяются на теплопоглотительные, теплоотводящие и теплоотражательные.

Во избежание чрезмерного общего перегрева организма и локального повреждения (ожог) регламентируются продолжительность периодов непрерывного инфракрасного облучения человека и паузмежду ними (табл. 2).

В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия (например, системы местного кондиционирования воздуха; воздушное душирование; компенсація неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого; спецодежда и другие средства индивидуальной защиты по ГОСТ ССБТ 12.4.045-87; помещения для отдыха и обогрева; регламентация времени работы: перерывы в работе, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.)

84 Расчет интенсивности теплового излучения.

С повышением температуры тела интенсивность излучения (Е) увеличивается и определяется по формуле:

Максимум энергии излучения соответствует волнам, длина которых определяется по закону смещения Вина:

Если твёрдые тела нагреты ниже 500оС, излучение происходит главным образом в области длинных волн. При температуре 1600оС 22 % энергии приходится на коротковолновый диапазон. При температуре электродуги (2730оС) коротковолновая часть спектра уже составляет 43 %.

Тепловой эффект воздействия облучения зависит от спектра излучения, интенсивности потока облучения, величины излучающей поверхности, размера облучаемого участка организма, длительности облучения, угла падения лучей, теплозащитных свойств одежды, средств защиты и т. п.

Расчет теплового облучения работающих производится по формуле:

α – угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением от центра этой поверхности к рабочему месту.

85. Защита от ИКИ.

Для защиты от теплового излучения применяются средства кол­лективной и индивидуальной защиты.

Основными методами коллективной защиты являются: тепло­изоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, эк­ранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, мелкодисперсное распыление воды с созданием водя­ных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.

Средства защиты от теплового излучения должны обеспечивать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,14 Вт/м², темпе­ратуру поверхности оборудования не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 °С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 °С. Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т.д.) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизо­ляции применяют материалы с низкой теплопроводностью. Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточ­ной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной. Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на по­верхность изолируемого объекта изоляционной мастики. Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материа­лов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.

Засыпная изоляция (например, керамзит) в основном использу­ется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изоляци­онных работ.

Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Первый слой обычно выполняют из штучных изделий, последующие слои — из мастичных и оберточных материалов. Теплозащитные экраны применяют для экранирования источ­ников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения темпе­ратуры поверхностей предметов и оборудования, окружающих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отражают лучистую энер­гию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотво­дящие экраны. По конструктивному выполнению экраны подразде­ляются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

 Непрозрачные экраны выполняются в виде каркаса с закреп­ленным на нем теплопоглощающим материалом или нанесенным на него теплоотражающим покрытием. В качестве отражающих мате­риалов используют алюминиевую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве покрытий — алюминиевую краску. Для непрозрач­ных поглощающих экранов используется теплоизоляционный кирпич, асбестовые щиты. Непрозрачные теплоотводящие экраны изготавливаются в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью, что обеспечивает температуру на наружной поверх­ности экрана не более 30...35 °С.

Полупрозрачные экраны применяются в случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим процессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов ис­пользуют металлические сетки с размером ячейки З...3,5 мм, завесы в виде подвешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управления, в которые должен проникать свет используют стекло, армированное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие эк­раны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых водой, или в виде паровой завесы. Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашен­ных стекол — силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотво­дящие прозрачные экраны выполняют в виде двойного остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослойкой, водяных и вододисперсных завес.

Воздушное душирование представляет собой подачу на рабочее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, соз­даваемой вентилятором. Могут применяться стационарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов. Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером. Средства индивидуальной защиты. Применяется теплозащит­ная одежда из хлопчатобумажных, льняных тканей, грубодисперсного сукна. Для защиты от инфракрасного излучения высоких уровней используют отражающие ткани, на поверхности которых нанесен тон­кий слой металла. Для работы в экстремальных условиях (тушение пожаров и др.) используются костюмы с повышенными теплозащит­ными свойствами.

86. Характеристики ультрафиолетового излучения (УФИ). Биологическое действие УФИ

Ультрафиоле́товое излуче́ние (ультрафиолет, УФ, UV) — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением (10 — 380 нм, 7,9·10¹⁴ — 3·10¹⁶ Герц).

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделен на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348)^[1] даёт следующие определения:

Наименование	Аббревиатура	Длина волны в нанометрах	Количество энергии на фотон
Ближний	NUV	400 нм — 300 нм	3.10 — 4.13 эВ
Средний	MUV	300 нм — 200 нм	4.13 — 6.20 эВ
Дальний	FUV	200 нм — 122 нм	6.20 — 10.2 эВ
Экстремальный	EUV, XUV	121 нм — 10 нм	10.2 — 124 эВ
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон	UVA	400 нм — 315 нм	3.10 — 3.94 эВ
Ультрафиолет B, средневолновой	UVB	315 нм — 280 нм	3.94 — 4.43 эВ
Ультрафиолет С, коротковолновой	UVC	280 нм — 100 нм	4.43 — 12.4 эВ

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

• Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм)

• УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм)

• Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм)

Практически весь UVC и приблизительно 90 % UVB поглощаются озоном, а также водяным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу. Излучение из диапазона UVA достаточно слабо поглощается атмосферой. Поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет UVA и в небольшой доле — UVB.

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам.

Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи (меланому) и преждевременное старение.

Ультрафиолетовое излучение практически неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Мягкий ультрафиолет (300-380 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста^[2]. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают.

87. Меры по защите от ультрафиолетовых излучений (УФИ).

• Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки, задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.

• Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей

• Фильтры для ультрафиолетовых лучей бывают твердыми, жидкими и газообразными. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм^[3]; в более коротковолновой области прозрачны лишь cпециальные сорта стекол (до 300—230 нм), кварц прозрачен до 214 нм, флюорит — до 120 нм. Для еще более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива и приходится применять отражательную оптику — вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная с 180 нм.

Электроофтальмия — это воспаление внешних оболочек глаз, которое возникает под влиянием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (при коротком замыкании).

Электроофтальмия развивается через 4—8 часов после ультра­фиолетового облучения. При этом имеют место покраснения и воспаления кожи, слизистых оболочек век, слезы, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичная потеря зрения. Пострадавший ощущает головную боль и резкую боль в глазах, которая усиливается на свете.

Предотвращение электроофтальмии при обслуживании электро­установок обеспечивается применением защитных очков с обычным стеклом, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла.

88. Источники и свойства лазерного излучения

Лазерное излучение имеет ряд особенностей. Оно характеризуется большой временной и пространственной когерентностью — корреляцией (совместимостью) фаз колебаний в некоторой точке пространства на определенную величину момента времени, а также корреляцией фаз колебаний в различных точках пространства в один и тот же момент времени.

Временная когерентность предопределяет монохроматичность излучения, которое вытекает из самого принципа действия лазера как квантового прибора. В реальных условиях по ряду причин величина спектра лазерного излучения ограничена, хотя и достаточно велика.

Пространственная когерентность предопределяет высокую направ­ленность лазерного излучения, тоесть имеет малое угловое расширение луча на больших расстояниях. В связи с малой длиной волны лазерное излучение может быть сфокусировано оптическими системами (линзами и зеркалами) небольших геометрических размеров, ограниченных дифракцией, благодаря чему на малой площади достигается высокая плотность излучения.

(Источники -> )Указанные свойства являются основанием для широкого исполь­зования лазеров. С их помощью осуществляется многоканальная связь на большие расстояния (причем количество каналов здесь в десятки тысяч раз может превышать возможности СВЧ диапазона), лазерная локация, дальнометрия, быстрая проработка информации.

88. Биологическое действие лазерного излучения

При большой интенсивности и очень малой длительности импульсов наблюдается ударное действие лазерного излучения, которое распространяется с большой скоростью и приводит к поражению внутренних тканей при отсутствии внешних повреждений.

Важнейшим фактором действия мощного лазерного излучения на биологическую среду является тепловой эффект, который проявляется в виде ожога, иногда с глубинным разрушением — деформацией и даже испарением клеточных структур. При менее интенсивном излучении на коже могут наблюдаться видимые изменения (нарушение пигментации, покраснение) с достаточно четкими границами пораженного участка. Кожный покров, который воспринимает большую часть энергии лазерного излучения, в значительной степени защищает организм от серьезных внутренних повреждений. Но есть сведения, что облучение отдельных участков кожи вызывает нарушение в различных системах организма, особенно нервной и сердечно-сосудистой.

В связи с различной поглощающей способностью живых тканей при относительно слабых повреждениях кожи могут возникать серьезные поражения внутренних тканей — отеки, кровоизлияния, омертвление, свертывание крови. Результатом даже очень малых доз лазерного облучения могут быть такие явления, как и при СВЧ облучении — неустойчивость артериального давления, нарушение сердечного ритма, усталость, раздражение. Такие нарушения обратимы и исчезают после отдыха.

Очень сильно лазерное излучение влияет на глаза. Здесь наиболее серьезную опасность представляет излучение УФ диапазона, которое может привести к коагуляции белка, роговицы и ожогу слизистой оболочки, вызывая полную слепоту. Излучение видимого диапазона влияет на клетки сетчатки, вследствие чего наступает временная слепота или потеря зрения от ожога с последующим появлением рубцевих ран. Излучение ИК диапазона, поглощаемое радужной оболочкой, хрусталиком и стекловидным телом, более-менее безопасно, но также может повлечь за собой слепоту.

Вследствие лазерного облучения в биологических тканях могут возникать свободные радикалы, которые активно взаимодействуют с молекулами и нарушают нормальный ход процессов обмена на клеточном уровне. Следствием этого является общее ухудшение состояния здоровья (аналогично влиянию ионизирующих излучений).

88. Предельно допустимые плотности потока лазерного излучения

Временные санитарные нормы при работе с оптическими квантовыми генераторами, утвержденные Министерством здравоохранения СССР, определили предельно допустимые уровни интенсивности облучения роговой оболочки глаза, обеспечивающие безопасность наиболее чувствительной к поражению части глаза-сетчатой оболочки. Эта предельно допустимая плотность потока мощности составляет для лазеров рубиновых 1•10^-8 -2•10^-8Дж/см², неодимовых 1•10^-7 - 2•10^-7 Дж/см² (оба в зависимости от импульсного режима), гелий-неонового 1•10^-6 Дж/см² (непрерывный режим). Средствами защиты от излучения лазеров являются оградительные устройства и знаки безопасности. Оградительные устройства и знаки запрещают нахождение людей в опасной зоне.

91. Основные меры безопасности при обслуживании оптических квантовых генераторов.

1. Проводить техническое обслуживание оборудования, содержащего лазерную систему должны только специалисты, прошедшие обучение по курсу техники безопасности при работе с лазерами.

2. Ремонт и регулировка лазерной системы должны производиться строго в соответствии с процедурами, приведенными в документации и в руководстве по обслуживанию.

3. При работе сервисный инженер не должен отключать различные блокировки и защиты, предусмотренные конструкцией аппарата.

4. Сервисный инженер при работе не должен пользоваться зеркалами, оптическими приборами и инструментами с отражающей поверхностью.

5. Желательно все работы по ремонту (или их большую часть) осуществлять при выключенном питании аппарата.

6. Никто не должен смотреть прямо в лазерный луч или на предмет, его отражающий.

7. Сервисный инженер не должен допускать выхода луча лазера из ремонтируемого устройства.

8. Сервисный инженер должен быть уверен, что никто не смотрит прямо в лазерный луч.

9. Если представитель обслуживающей организации узнает, что кто-либо мог получить облучение лазером (прямым лучом или отраженным), то он должен незамедлительно проинформировать об этом руководство обслуживающей организации. При этом руководитель организации должен будет составить протокол происшествия, в котором будут отражены все детали подобного ЧП.

91. Защита от лазерного излучения

К мерам защиты от лазерных излучений относятся следующие :

а)генератор и лампа накачки заключается в светонепроницаемые экран;

б)луч лазера ограждается экраном или передается по световоду;

в)помещение и оборудование окрашиваются в темные матовые тона;

г)применяются индивидуальные меры защиты : защитные очки со стеклами из сине-зеленого стекла, черные перчатки для рук и обычная спецодежда.

91. Опасность поражения электрическим током.

Широкое использование электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства предопределяет увеличение числа людей, которые эксплуатируют электрооборудование. Поэтому проблема электробезопасности при эксплуатации электрооборудования приобретает особое значение.

Анализ несчастных случаев в промышленности свидетельствует о том, что количество травм, вызванных действием электричества, сравнительно небольшое и составляет 0,5—1% от общего количества несчастных случаев. Однако следует отметить, что из общего количества несчастных случаев со смертельным исходом на производстве 20— 40% случается вследствие поражения электротоком, что больше, чем вследствие действия других причин, причем около 80% смертельных поражений электрическим током происходит в электроустановках напряжением до 1000 В. Это обстоятельство обусловлено значительной распространенностью таких электроустановок и тем, что их обслуживают практически все лица, которые работают в промышленности, а электроустановки напряжением более 1000 В обслуживаются малочисленным высококвалифицированным персоналом.

Электротравма — это травма, вызванная действием электрического тока или электрической дуги. Электротравмы разделяются на два вида: электротравмы, которые происходят при прохождении тока через тело человека, и электротравмы, появление которых не связано с прохождением тока через тело человека. Поражение человека во втором случае связывается с ожогами, ослеплением электрической дугой, падением, и как следствие — существенными механическими повреждениями. Существует также понятие „электротравматизм“. Электротравматизм — это явление, которое характеризуется совокупностью электротравм, которые возникают и повторяются в аналогичных производственных, бытовых условиях и ситуациях.

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) воздействие. Термическое и электролитическое воздействие присущее живой и неживой материи. Одновременно электрический ток оказывает и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным только живой материи.

Термическое воздействие тока проявляется через ожоги отдельных участков тела, нагревание до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, которые находятся на пути тока, вызывающего в них существенные функциональные нарушения.

Электролитическое воздействие тока характеризуется распадом органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными изменениями их физико-химического состава.

Механическое (динамическое) действие — это расслоение, разрывы и другие подобные повреждения тканей организма, в том числе мышц, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани вследствие электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегрева током жидкости и крови.

Биологическое воздействие тока проявляется путем раздражения и возбуждения живых тканей организма, а также вследствие нарушения внутренних биологических процессов, происходящих в организме и которые тесно связанны с его жизненными функциями.

91. Факторы, влияющие на исход поражения электриче­ским током.

Сила тока.

С ростом силы тока опасность поражения возрастает. Различают пороговые значения тока (при частоте 50 Гц):

• пороговый ощутимый ток — 0,5—1,5 мА при переменном токе и 5—7 мА при постоянном токе;

• пороговый неотпускающий ток (ток, который вызывает при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник) — 10—15 мА при переменном токе и 50—80 мА при постоянном токе;

• пороговый фибрилляционный ток — 100 мА при переменном токе и 300 мА при постоянном токе.

Сопротивление тела человека прохождению тока.

Электрическое сопротивление тела человека — это сопротивление току, который проходит по участку тела между двумя электродами, прилагаемыми к поверхности тела. Оно состоит из сопротивления тонких внешних слоев кожи, которые контактируют с электродами, и сопротивления внутренних тканей тела.

Величина электрического сопротивления тела зависит от состояния рогового слоя кожи, наличия на ее поверхности влаги, загрязнений и повреждений, от места прикладывания электродов, частоты тока, величины напряжения, длительности действия тока. Наличие на роговом слое порезов, царапин, влаги, потовыделений уменьшают сопротивление тела, вследствие чего увеличивается опасность поражения. Сопротивление тела человека в практических расчетах принимается равным 1000 Ом.

Вид и частота тока

Переменный ток. Из-за наличия в сопротивлении тела человека емкосной составляющей рост частоты прилагаемого напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления тела и ростом тока, который проходит через тело человека. Можно было бы допустить, что рост частоты приведет к повышению опасности. Однако это предположение справедливое только в диапазоне частот до 50 Гц. Дальнейшее повышение частоты, невзирая на рост тока, который проходит через тело человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450—500 Гц, то есть ток такой и большей частоты не может вызывать смертельного поражения вследствие прекращения работы сердца или легких, а также других жизненно важных органов. Однако эти токи сохраняют опасность ожогов при возникновении электрической дуги к при прохождении их непосредственно через тело человека. Значение фибрилляционного тока при частотах 50—100 Гц практически одинаковы; при частоте 200 Гц фибрилляционный ток увеличивается приблизительно в два раза по сравнению с его значением при 50—100 Гц, а при частоте 400 Гц — более, чем в 3 раза.

Постоянный ток. Постоянный ток приблизительно в 4—5 раз менее опасен, чем переменный ток частотой 50 Гц. Этот вывод вытекает из сравнения значений пороговых неотпускающих токов (50—80 мА для постоянного и 10—15 мА для тока частотой 50 Гц) и предельно переносимых напряжений: человек, держа цилиндрические электроды в руках, может выдержать (по болевым ощущениям) напряжение не более 21—22 В при 50 Гц и не более 100—105 В при постоянном токе. Постоянный ток, проходя через тело человека, вызывает меньшие сокращения мышц. Сравнительная оценка постоянного и переменного токов справедлива только для напряжений до 500 В. Считается, что при более высоких напряжениях постоянный ток становится более опасным, чем переменный частотой 50 Гц.

Продолжительность прохождения тока через организм существенно влияет на исход поражения: с увеличением длительности действия тока возрастает вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, накапливаются последствия влияния тока на организм. Растет также вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой сердечного цикла (кардиоцикла). Рост силы тока с увеличением времени его действия объясняется снижением сопротивления тела человека вследствие местного нагревания кожи. Это вызывает рефлекторную реакцию организма в виде расширения сосудов кожи с последующим усилением кровоснабжения и повышением потовыделения, что приводит к снижению электрического сопротивления кожи в этом месте.

Последствия влияния тока на организм заключаются в нарушении функций центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей организма под влиянием тепла, в нарушении работы сердца, легких. С ростом времени воздействия тока эти негативные факторы накапливаются, а губительное их влияние на состояние организма усиливается. Установлено, что чувствительность сердца к электрическому току неодинаковая в течение различных фаз его сокращения. Наиболее уязвимо сердце в фазе Т, длительность которой около 0,2 сек. (рис. 3.11). Поэтому, если в течение фазы Т через сердце проходит ток, то при некотором его значении возникает фибрилляция сердца. Если же время прохождения этого тока не совпадает с фазой Т, то вероятность фибрилляции резко снижается.

Путь протекания тока через человека. Практика и эксперименты показывают, что путь протекания тока через тело человека оказывает большое влияние на исход поражения. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения достаточно большая, поскольку ток непосредственно влияет на эти органы. Если же ток проходит другими путями, то его влияние на жизненно важные органы может быть только рефлекторным, а не непосредственным. При этом, хотя опасность тяжелого поражения и сохраняется, но вероятность его снижается. К тому же, поскольку путь тока определяется местом контакта тела с токопроводящими частями, то его влияние на исход поражения предопределяется еще и различным сопротивлением кожи на различных участках кожи.

Индивидуальные свойства человека. Известно, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Особенно восприимчивы к электрическому току лица, которые имеют заболевания кожи, сердечнососудистой и нервной систем, органов внутренней секреции, легких.

Важное значение имеет психическая подготовка к возможной опасности поражения током. В подавляющем большинстве случаев неожиданный электрический удар даже при низком напряжении приводит к тяжелым последствиям. Когда человек ожидает удара, степень поражения значительно снижается. В этом контексте большое значение приобретают степень внимания, сосредоточенность человека на выполняемой работе, усталость. Квалификация человека также существенно отражается на последствиях влияния электрического тока. Опыт, умение адекватно оценить опасную ситуацию позволяют снизить опасность поражения. В связи с этим требования безопасности предусматривают обязательную медицинскую проверку персонала, обслуживающего электроустановки до начала работы и периодически через каждые 2—2 года.

91. Схемы прикосновения к токоведущим частям.

Рис. 1. Трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью

Рис. 2. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

91. Растекание тока при замыкании на землю.

Формы и размеры заземлителя (проводника, осуществляющего контакт с грунтом) различны, а электрические свойства грунта обычно неоднородны. Поэтому в общем виде распределение потенциалов в электрическом поле заземлителя определяется сложной зависимостью. Для упрощения положим, что заземлитель имеет форму полусферы и находится в однородном и изотропном грунте. Если на достаточно большом расстоянии от рассматриваемого заземлителя нет других электродов, то линии тока направлены по радиусам от его центра и перпендикулярны поверхности заземлителя.

Задача сводится к нахождению потенциала на поверхности земли на расстоянии х от точки стекания тока на землю.

jа=

Выделив на расстоянии х от заземлителя элементарный шаровой слой толщиной dx, найдем падение напряжения в этом слое.

dU=Edx

где Е – напряженность электрического поля.

Напряженность электрического поля в точке а, находящейся на расстоянии х от центра заземлителя

Е= j×r

где r - удельное сопротивление грунта, Ом×м (сопротивление куба грунта с ребром длиной 1м).

j – плотность тока в точке а

где

Iз – ток замыкания на землю, А.

Отсюда

Таким образом, потенциал любой точки, находящейся на расстоянии х от заземлителя, равен

Экспериментально установлено, что на расстоянии 1м от заземлителя потенциал уменьшается на 68%, 10м – 92%, 20м – 100%.

91. Анализ опасности электрических сетей.

Анализ опасности электроустановок сводится к определению значения тока, который протекает через тело человека при различных возможных вариантах попадания его под напряжение.

Электрические сети бывают постоянного и переменного токов. Сети переменного тока бывают однофазные и многофазные. Наиболее распространенные — трехфазные сети переменного тока. По режиму нейтрали трансформатора или генератора трехфазные сети могут быть с изолированной или глухозаземленной нейтралью. Изолированной называют нейтраль, изолированную от заземляющего устройства или присоединенную к нему через аппараты с большим сопротивлением (трансформаторы напряжения, компенсационные катушки). Глухозаземленной называют нейтраль, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через аппараты с малым сопротивлением (трансформаторы тока).

Опасность сетей однофазного тока. Однофазные сети и сети постоянного тока могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку.

Наиболее опасным является двухполюсное прикосновение при любом режиме нейтрали относительно земли, поскольку в этом случае ток, который протекает через тело человека, определяется только сопротивлением его тела. Менее опасным является прикосновение к проводу изолированной сети при нормальном режиме работы.

Опасность трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью. Проводники электрических сетей относительно земли имеют емкость и активное сопротивление — сопротивление растекания, равное сопротивлению изоляции и пути тока на землю. В общем эти емкости и сопротивления растекания разные. С целью упрощения анализа допускаем, что они равны.

Таким образом, при прикосновении к одному из фазных проводов сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме сила тока проходящего через человека, зависит от сопротивления потерь и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю значительно повышает опасность однофазного прикосновения, поскольку в этом случае человек оказывается под напряжением, близким к линейному. Более опасным является двухфазное прикосновение.

Опасность трехфазных электрических сетей с глухо-заземленной нейтралью. Трехфазные электрические сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей. Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению.

Таким образом, прикосновение к исправной фазе при замыкании второй фазы на землю более опасно, чем прикосновение к фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, а наиболее опасным является двухфазное прикосновение.

91. Классификация электроустановок.

Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. Электроустановки по условиям электробезопасности подразделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Электроустановка здания – совокупность взаимосвязанного электрооборудования в пределах здания.

Действующими электроустановками считаются такие установки, которые содержат в себе источники электроэнергии (химические, гальванические и полупроводниковые элементы), которые находятся под напряжением полностью или частично или на которые в любой момент может быть подано напряжение включением коммутационной аппаратуры.

Электропомещениями называются помещения или отгороженные, например, сетками, части помещения, доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала, в которых расположены электроустановки.

По характеру среды различают следующие производственные помещения:

• нормальные — сухие помещения, в которых отсутствуют признаки жарких и запыленных помещений и помещений с химически активной средой;

• сухие — относительная влажность воздуха не превышает 60%;

• влажные — относительная влажность воздуха 60—75%;

• сырые — относительная влажность воздуха в течение длительного времени превышает 75%, но не достигает 100%;

• особо сырые — относительная влажность около 100% (стены, потолок, предметы покрыты влагой);

• жаркие — температура воздуха в течение длительного времени превышает +30 °С;

• запыленные — выделяющаяся в помещении пыль оседает на проводках и проникает внутрь машин, аппаратов; помещения могут быть с токопроводящей или нетокопроводящей пылью;

• с химически активной средой — в помещении постоянно или в течение длительного времени выделяется пар или откладываются отложения, которые разрушительно действуют на изоляцию и токопроводящие части оборудования.

91. Действие электрического тока на организм (Местные электротравмы. Электрический удар. Исход воздействия тока).

Разнообразие влияния электрического тока на организм человека приводит к электротравмам, которые условно разделяются на два вида:

• местные электротравмы, которые вызывают местное повреждение организма;

• общие электротравмы (электрические удары), когда поражается (или возникает угроза поражения) весь организм вследствие нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.

Согласно со статистическими данными распределение несчастных случаев вследствие действия электрического тока в промышленности по видам травм имеет следующий вид:

• местные электротравмы — 20%;

• электрические удары — 25%;

• смешанные травмы (одновременно местные электрические травмы и электрические удары) — 55%.

Местная электротравма — ярко выраженное нарушение целостности тканей тела, в том числе костей, вызванное влиянием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего — это поверхностные повреждения, то есть повреждения кожи, а иногда и других мягких тканей, связок и костей. Местные электротравмы вылечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Однако при тяжелых ожогах человек умирает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные местные электротравмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Приблизительно 75% случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных электротравм.

По видам травм эти случаи распределяются следующим образом, %:

• электрические ожоги — 40;

• электрические знаки — 7;

• металлизация кожи — 3;

• механические повреждения — 0,5;

• электроофтальмия — 1,5;

• смешанные травмы — 23;

• всего — 75.

Электрические ожоги — это повреждение поверхности тела под воздействием электрической дуги или больших токов, которые проходят через тело человека.

Электрический знак — это четко выраженная метка диаметром I—5 мм серого или бледно-желтого цвета, которая появляется на поверхности кожи человека в месте прохождения тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны (верхний слой кожи сходит, а пораженное место приобретает начальный цвет, восстанавливается пластичность и чувствительность).

Электрометализация — проникновение в кожу частичек металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока. Она может произойти при коротких замыканиях, отключениях напряжения разъединителями и рубильниками под нагрузкой. При этом мелкие частички расплавленного металла под влиянием динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру при малом запасе теплоты и поэтому не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются открытые части тела: руки и лицо.

При повреждении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги, должны выполняться в защитных очках.

Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких судорожных сокращений мышц под влиянием тока, который проходит через тело человека. Вследствие этого могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани и даже переломы костей. Механические повреждения имеют место при работе в установках напряжением до 1000 В при длительном нахождении человека под напряжением. На степень поражения человека током существенно влияют род и величина тока, время его действия, путь прохождения тока через тело человека.

Электроофтальмия — это воспаление внешних оболочек глаз, которое возникает под влиянием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (при коротком замыкании).

Электроофтальмия развивается через 4—8 часов после ультра-фиолетового облучения. При этом имеют место покраснения и воспаления кожи, слизистых оболочек век, слезы, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичная потеря зрения. Пострадавший ощущает головную боль и резкую боль в глазах, которая усиливается на свете.

Предотвращение электроофтальмии при обслуживании электро-установок обеспечивается применением защитных очков с обычным стеклом, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла.

Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма электрическим током, которое сопровождается судорожным сокращением мышц. Такой удар может привести к нарушению и даже полному прекращению работы легких и сердца. При этом внешних местных повреждений, то есть электрических травм, человек может и не иметь.

В зависимости от тяжести поражения электрические удары можно условно разделить на 5 степеней:

I — судорожные едва ощутимые сокращения мышц;

II — судорожные сокращения мышц, которые сопровождаются сильной еле переносимой болью без потери сознания;

III — судорожное сокращения мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца;

IV — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания;

V — клиническая смерть, то есть остановка работы сердца и легких.

Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, остановка дыхания и электрический шок. Возможно также одновременное действие двух или даже трех этих причин. Прекращение сердечной деятельности от электрического тока наиболее опасно, поскольку вернуть пострадавшего к жизни в этом случае является, как правило, более сложным заданием, нежели при остановке дыхания или при шоке. Влияние тока на мышцу сердца может быть прямым, когда ток проходит 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 его фибрилляция. При поражении током фибрилляция сердца наступает значительно чаще, чем его полная остановка.

Фибрилляция сердца — хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца может наступить вследствие прохождения через тело человека по пути рука — рука или рука — ноги переменного тока силой более 50 мА частотой 50 Гц в течение нескольких секунд.

При фибрилляции сердца, которая возникает вследствие кратковременного действия тока, дыхание может еще продолжаться 2—3 мин. Поскольку вместе с кровообращением прекращается и снабжение организма кислородом, у человека наступает быстрое резкое ухудшение общего состояния и дыхание прекращается. Фибрилляция продолжается короткое время и завершается полной остановкой сердца. Наступает клиническая смерть.

Прекращение дыхания происходит вследствие непосредственного влияния тока на мышцы грудной клетки, которые участвуют в процессе дыхания. Человек начинает ощущать затруднение дыхания вследствие судорожного сокращения мышц уже при токе 20—25 мА частотой 50 Гц. При большем значении силы тока это действие усиливается. В случае длительного прохождения тока у человека наступает асфикция — болезненное состояние вследствие недостатка кислорода и излишка углекислоты в организме. При асфикции постепенно теряется сознание, чувствительность, рефлексы, потом прекращается дыхание, а спустя некоторое время останавливается сердце или возникает его фибрилляция, тоесть наступает клиническая смерть. Прекращение сердечной деятельности в этом случае обусловлено не только непосредственным влиянием тока на сердце, но и прекращением снабжения организма кислородом, в том числе и клеток сердечной мышцы из-за остановки дыхания.

Электрический шок — своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма из-за раздражения электрическим током, которая сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние продолжается от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить гибель человека вследствие полного угасания жизненно важных функций, или выздоравливание — вследствие своевременного активного врачебного вмешательства.

91. Первая помощь человеку, пораженному электрическим током.

Первая медицинская помощь — это комплекс мероприятий, направленных на восстановление или сохранение здоровья потерпевших, осуществляемых немедицинскими работниками (взаимопомощь) или самым пострадавшим (самопомощь). Важнейшее условие оказания первой помощи — ее быстрота. Чем быстрее она оказана, тем больше надежд на благоприятный исход. Промедление и длительная подготовка могут повлечь за собой гибель пострадавшего.

Последовательность оказания первой помощи следующая:

- устранить воздействие на организм повреждающих факторов, угрожающих здоровью и жизни пострадавшего (освободить от действия электрического тока, погасить горящую одежду и т.д.), оценить состояние пострадавшего;

- определить характер и тяжесть травмы, наибольшую угрозу для жизни пострадавшего и последовательность мероприятий по его спасению;

- выполнять необходимые мероприятия по спасению пострадавшего в порядке срочности (восстановить, проходимость дыхательных путей, провести искусственное дыхание, наружный массаж сердца, остановить кровотечение и т.п.);

- поддержать основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медицинского работника;

- вызвать скорую медицинскую помощь или врача либо принять меры для транспортировки пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.