6.2.11. Електробезпека

Електрична енергія широко використовується в промисловості, на транспорті, в сільському господарстві, побуті. Широке і різноманітне застосування електричної енергії пояснюється її такими ознаками: електричну енергію можна отримати з інших видів енергії: механічної, теплової, ядерної, хімічної, променевої; велика кількість електричної енергії зі швидкістю світла за відносно малих втрат передається на величезні відстані; електрична енергія легко розподіляється між приймачами практично будь-якими порціями; порівняно легко електрична енергія перетворюється в інші види енергії: механічну, теплову, променеву, хімічну. Перетворення електричної енергії в механічну за допомогою електродвигунів дозволяє найбільш зручно, технічно досконало, найощадніше приводити в рух різноманітні машини та механізми. Електричні джерела світла забезпечують високу якість штучного освітлення.

Електрика - сукупність явищ, зумовлених існуванням, рухом і взаємодією електрично заряджених тіл або часток. Електричний струм - це упорядкований (спрямований) рух електрично заряджених часток (електронів чи іонів).

Наявність електричного струму в провідниках призводить до їх нагрівання, зміни хімічного складу, створення магнітного поля. Електричні прилади, установки, обладнання, з яким людина має справу, становлять для неї велику потенційну небезпеку, яка посилюється тим, що органи чуття людини не можуть на відстані виявити наявність електричної напруги, як, наприклад, теплову, світлову чи механічну енергію. Тому захисна реакція організму виявляється тільки після безпосереднього потрапляння під дію електричного струму. Другою особливістю дії електричного струму на організм людини є те, що струм, проходячи через людину, діє не тільки в місцях контактів і на шляху протікання через організм, а й викликає рефлекторні порушення нормальної діяльності окремих органів (серцево-судинної системи, системи дихання). Третя особливість - це можливість одержання електротравм без безпосереднього контакту із струмопровідними частинами - при переміщенні по землі поблизу ушкодженої електроустановки (у випадку замикання на землю), ураження через електричну дугу.

Ураження людини електричним струмом може статися при: двофазному дотику до неізольованих частин електроустановки, що знаходиться під напругою; однофазному дотику до неізольованих струмоведучих частин, що знаходяться під напругою; наближенні людини на небезпечну відстань до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою; дотику людини до струмоведучих частин (корпусів) електроустановок, що виявилися під напругою внаслідок замикання на корпус; потраплянні під крокову напругу в зоні розтікання струму; дії атмосферної електрики під час блискавки; звільнені людини, що знаходиться під напругою.

На ступінь ураження людини електричним струмом впливають три групи чинників: електричного характеру; неелектричного характеру і чинники виробничого середовища.

Основні чинники електричного характеру це величина струму, що проходить через людину, напруга, під яку вона попадає та опір її тіла, рід і частота струму.

Величина струму, що проходить через людину безпосередньо і найбільшою мірою впливає на тяжкість ураження електричним струмом. За характером дії на організм виділяють:

- відчутний струм — викликає при проходженні через організм відчутні подразнення – початок болісних відчуттів (до 0-1,5 мА);

- невідпускаючий струм — викликає при проходженні через організм непереборні судомні скорочення м’язів руки, в яку затиснуто провідник (10-15 мА);

- фібриляційний струм — викликає при проходженні через організм фібриляцію серця (90-100 мА).

Гранично допустимий струм через людину при нормальному (неаварійному) режимі роботи електроустановки не повинен перевищувати 0,3 мА для перемінного струму і 1 мА для постійного.

Основними чинниками неелектричного характеру є шлях проходження струму через людину, індивідуальні особливості і стан організму, людини, час, раптовість і непередбачуваність дії струму.

Чинниками виробничого середовища, які впливають на небезпеку ураження людини електричним струмом, є температура повітря в приміщенні, вологість повітря, запиленість повітря, наявність в повітрі хімічно активних домішок тощо.

Дія електричного струму на організм людини проявляється у складних і своєрідних формах. Це обумовлено тим, що: організм людини не наділений властивістю, за допомогою якої можна було б визначити наявність електричного струму. Електротравма може виникнути без безпосереднього контакту зі струмопровідниками, частинами устаткування (ураження через електричну дугу, крокову напругу тощо), електричний струм проходячи через тіло людини, діє не тільки в місцях контактів і на шляху проходження через організм, а й на центральну нервову систему, що спричиняє до ураження внутрішніх органів (порушення нормальної діяльності серця, зупинку дихання тощо).

Протікаючи через живий організм електричний струм спричиняє термічну, механічну, електролітичну і біологічну дію.

Термічна дія електричного струму характеризується нагріванням тканин та окремих органів (кровоносних судин, нервів, серця, мозку) до високої температури, що призводить до випаровування вологи, утворення опіків окремих ділянок тіла, обвуглювання тканин та їх розриву парою, що стає причиною серйозних функціональних розладів.

Електролітична дія струму проявляється в розкладі органічної речовини (її електролізі), в тому числі крові і плазми, що приводить до зміни їх фізико-хімічних і біохімічних властивостей. Останнє, в свою чергу, призводить до порушення біохімічних процесів в тканинах і органах, які є основою забезпечення життєдіяльності організму.

Біологічна дія проявляється подразненням і збудженням живих тканин організму, в тому числі і на клітинному рівні, в результаті чого можливі розриви тканин шкіри, кровоносних судин, нервових тканин, вивихи, переломи та ін., що призводить до різних порушень в організмі, викликаючи як місцеве ураження тканин і органів, так і загальне ураження організму. При цьому порушуються внутрішні біоелектричні процеси, що протікають в нормально функціонуючому організмі і пов’язані з його життєвими функціями. Збурення, спричинене подразнюючою дією струму може проявлятися у вигляді мимовільного непередбачуваного скорочення м’язів. Це так звана пряма або безпосередня збурююча дія струму на тканини, по яких він протікає. Разом з цим збурююча дія струму на тканини може бути і не прямою, а рефлекторною — через центральну нервову систему. Механізм такої дії полягає в тому, що збурення рецепторів (периферійних органів центральної нервової системи) під дією електричного струму передається центральній нервовій системі, яка перероблює цю інформацію і видає команди щодо нормалізації процесів життєдіяльності у відповідних тканинах і органах. При перевантаженні центральної нервової системи інформацією (збуренням клітин і рецепторів) центральна нервова система може видавати недоцільну, неадекватну інформації, виконавчу команду. Останнє може привести до серйозних порушень діяльності життєво важливих органів, в тому числі серця та легенів, навіть коли ці органи не лежать на шляху струму.

Механічна дія проявляється розшаруванням, розривом різних тканин, стінок легеневих і кровоносних судин за рахунок електродинамічного ефекту і раптового вибухоподібного утворення пари від перегрітої рідини та крові.

Все це супроводжується шоками, ураженням внутрішніх органів (в основному нервової і серцево-судинної систем), порушенням нормального ритму серцевої діяльності, виникненням фібриляції серця, приводить до порушення кровообігу, припинення роботи серця і смертельного наслідку.

Тривалість проходження струму через організм впливає на кінцевий результат ураження: чим, довше проходження струму, тим більша можливість тяжкого і смертельного наслідку.

Розрізняють два види ураження людини електричним струмом: місцеві електротравми і загальні (електричні удари).

Місцева електротравма - це локальне ушкодження цілісності тканин тіла, кісток, викликане дією електричного струму або дуги.

До електротравм відносять: струмові і дугові опіки шкіри; електричні знаки (почервоніння і затвердіння невеликих ділянок шкіри); електрометалізацію шкіри (вкраплення розплавлених частинок металу); механічні ушкодження шкіри в результаті довільних судорожних скорочень м’язів при протіканні струму (розриви шкіри, кровоносних судин і нервів, вивихи суглобів, переломи кісток) а також електроофтальмію.

Електричні опіки можуть бути поверхневими та внутрішніми, контактними (при проходженні струму безпосередньо через тіло людини) й дуговими (викликаними дією на тіло людини електричної дуги). Розрізняють чотири ступеня опіків: І - почервоніння шкіри; II - утворення пухирів; III - омертвіння всієї товщі шкіри; IV - обвуглення тканин.

Електричні опіки виникають внаслідок нагрівання тканин тіла людини струмом величиною більше 1 А при проходженні його через тіло людини або при дії електричної дуги на шкіру людини та інші органи. Виникають вони при поганому контакті поверхні тіла із струмоведучими частинами або від краплинок розплавленого металу, які утворюються при короткому замиканні. Електричні опіки проникають глибоко в тканини тіла і тому дуже болючі, важко протікають і вимагають тривалого лікування, а інколи приводять до часткової або повної інвалідності. З часом уражена ділянка стає не болючою, твердіє і відмирає.

Електричні знаки (мітки шкіри) - припухання із затверділою у виді мозолі шкірою сірого або блідо-жовтого кольору круглої або овальної форми, виникають при доброму контакті з струмоведучими частинами на місці входження струму в тіло людини і на виході з нього. Електричні знаки безболісні і через деякий час зникають.

Електрометалізація шкіри - це просочування поверхні шкіри частками металу при його випаровуванні чи розбризкуванні під впливом електричного струму. Уражена ділянка - шорстка на дотик і набуває забарвлення, характерного для кольору металу, що попав на шкіру. Потерпілий відчуває присутність стороннього тіла. Електрометалізація шкіри є безпечною (за винятком очей) і з часом зникає.

Механічні пошкодження виникають під час різких мимовільних скорочень м’язів під дією електричного струму, що проходить через тіло людини. Внаслідок цього рветься шкіра, кровоносні судини, нервова тканина, можливі вивихи суглобів, забиття і переломи кісток.

Електрофтальмія - запалення очей внаслідок дії великого потоку ультрафіолетових променів. Відмічається сильна болючість, швидко виліковується при своєчасно прийнятих заходах лікування. Уникнути її можна, застосовуючи захисні окуляри.

Електричний удар - збудження живих тканин організму та мимовільне скорочення різних м’язів тіла, серця, легень, інших органів та систем, які виникають при раптовому протіканні через тіло людини або його основні органи (легені, серце, нервова система) недопустимих величин струму. При електричних ударах можуть бути різні наслідки: від легкого скорочення м’язів пальців до зупинки роботи серця або легенів (смертельного ураження).

Залежно від наслідків електричні удари бувають чотирьох ступенів: І - судорожні скорочення м’язів без втрати свідомості: II - судорожні скорочення м’язів з втратою свідомості, але при наявності роботи дихального апарату та серця; III - втрата свідомості і порушення функцій дихання або серцевої діяльності (фібриляція серця або параліч), IV - клінічна смерть.

Клінічна смерть - перехідний стан від життя до смерті, який характеризується відсутністю всіх ознак життя: людина не дихає, серце її не працює, больові подразнення не викликають у неї ніяких реакцій, зіниці різко розширені і не реагують на світло. Проте життя організму в період клінічної смерті не припиняється, що дає можливість оживити його.

Причинами смерті від електричного струму можуть бути припинення роботи серця, зупинка дихання та електричний шок. Можлива також одночасна дія двох або навіть трьох цих причин. Припинення серцевої діяльності від електричного струму найбільш небезпечне, оскільки повернення потерпілого до життя в цьому випадку є, як правило, більш складним завданням, ніж при зупинці дихання або при шоку. Вплив струму на м’яз серця може бути прямим, коли струм проходить безпосередньо в області серця, і рефлекторним, тобто через центральну нервову систему, коли шлях струму лежить поза цією областю. В обох випадках може статися зупинка серця, а також виникнути його фібриляція. Фібриляція може бути і результатом рефлекторного спазму артерій, які живлять серце кров’ю. При ураженні струмом фібриляція серця настає значно частіше, ніж його повна зупинка.

Фібриляція серця - хаотичні різночасові скорочення волокон серцевого м’яза (фібрил), при яких серце не в стані гнати кров по судинах. Фібриляція серця може настати внаслідок проходження через тіло людини на шляху рука-рука або рука-ноги змінного струму більше 50 мА частотою 50 Гц протягом кількох секунд. Струми силою менше 50 мА і більше 5 мА тієї ж частоти фібриляцію серця у людини не викликають.

При фібриляції серця, що виникає внаслідок короткочасної дії струму, дихання може ще тривати 2-3 хв. Оскільки разом з кровообігом припиняється і постачання організму киснем, у цієї людини настає швидке різке погіршення загального стану і дихання припиняється. Фібриляція триває короткий час і завершується повною зупинкою серця. Настає клінічна смерть.

Припинення дихання відбувається внаслідок безпосереднього впливу струму на м’язи грудної клітки, що беруть участь в процесі дихання.

У випадку тривалого проходження струму через людину настає асфіксія - хворобливий стан внаслідок нестачі кисню та надлишку вуглекислоти в організмі. При асфіксії послідовно втрачається свідомість, чутливість, рефлекси, потім припиняється дихання, а через деякий час зупиняється серце або виникає його фібриляція, тобто настає клінічна смерть. Припинення серцевої діяльності в даному випадку зумовлене не лише безпосереднім впливом струму на серце, а припиненням подачі кисню в організм в тому числі до клітин серцевого м’язу через зупинку дихання.

Електричний шок - своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму у відповідь на подразнення електричним струмом, що супроводиться глибокими розладами кровообігу, дихання, обміну речовин. Шоковий стан триває від декількох десятків хвилин до діб. Після цього може настати загибель людини внаслідок повного згасання життєво важливих функцій, або одужання внаслідок своєчасного активного лікарського втручання.

Перша допомога при нещасних випадках від дії електричного струму складається з двох етапів:

звільнення потерпілого від дії струму;

надання йому першої допомоги.

При звільнені потерпілого від дії електричного струму використовують такі безпечні методи:

вимикають напругу рубильником або вимикачем;

забезпечують безпеку шляхом захисного вимикання аварійної ділянки або мережі в цілому.

За необхідністю проводи перерізають пофазно інструментом з ізольованими рукоятками або перерубують сокирою з дерев’яним сухим топорищем .

Відтягувати потерпілого від струмоведучих частин можна і за одяг, якщо він сухий, уникаючи при цьому доторкання до оточуючих металевих предметів та відкритих частин тіла потерпілого.

Особа, яка надає допомогу, повинна ізолювати себе. Можна, наприклад, надіти діелектричні рукавиці або обмотати руки шарфом, взути гумові боти і діяти штангою або ізолюючими обценьками, накинути на потерпілого прогумовану тканину або стати на гумовий килимок, чи суху дошку або будь-який предмет, що не проводить електричний струм.

При звільненні потерпілого від дії електричного струму бажано при можливості діяти однією рукою.

Після звільнення від струмоведучих частин треба винести потерпілого з небезпечної зони і надати долікарську допомогу.

Заходи долікарської допомоги залежать від стану, в якому знаходиться потерпілий після звільнення від електричного струму. Після звільнення потерпілого від дії електричного струму необхідно оцінити його стан. У всіх випадках ураження електричним струмом необхідно обов’язково викликати лікаря незалежно від стану потерпілого.

Якщо потерпілий при свідомості (стійке дихання і є пульс), але до цього втрачав свідомість, його слід покласти на підстилку з одягу, розстебнути одяг, котрий утруднює дихання, забезпечити приплив свіжого повітря, розтерти і зігріти тіло та забезпечити повний спокій, дати понюхати нашатирний спирт, сполоснути обличчя холодною водою. Якщо потерпілий, котрий знаходиться без свідомості, прийде до тями, слід дати йому випити 15-20 краплин настоянки валеріани і гарячого чаю.

Ні в якому разі не можна дозволяти потерпілому рухатися, а тим більше продовжувати роботу, оскільки відсутність важких симптомів після ураження не виключає можливості подальшого погіршення стану. Лише лікар може робити висновок про стан здоров’я потерпілого. Якщо потерпілий дихає рідко і судорожно, але у нього не намацується пульс, необхідно відразу зробити йому штучне дихання.

За відсутності дихання та пульсу у потерпілого внаслідок різкого погіршення кровообігу мозку розширюються зіниці, зростає синюшність шкіри та слизових оболонок. У таких випадках допомога повинна бути спрямована на відновлення життєвих функцій шляхом проведення штучного дихання та зовнішнього (непрямого) масажу серця.

Потерпілого слід перенести в інше місце лише в тих випадках, коли йому та особі, що надає допомогу, продовжує загрожувати небезпека або коли надання допомоги на місці не можливе. Для того, щоб не втрачати час, не слід роздягати потерпілого. Не обов’язково, щоб при проведенні штучного дихання потерпілий знаходився в горизонтальному положенні. Якщо потерпілий знаходиться на висоті, необхідно перед спуском на землю зробити штучне дихання безпосередньо в люльці, на щоглі і на опорі.

Опустивши потерпілого на землю, необхідно відразу розпочати проведення штучного дихання та масажу серця і робити це до появи самостійного дихання і відновлення діяльності серця або передачі потерпілого медичному персоналу.

Для забезпечення електробезпеки окремо або в поєднанні один із одним використовують такі технічні способи та засоби: використання ізоляції струмопроводів, що відповідає вимогам безпеки; занулення корпусів електроустановок; захисне заземлення; вирівнювання електричних потенціалів; дотримання відстані до струмоведучих частин або обмеження доступу до них; автоматичне відмикання мережі (апаратами захисного відмикання) при виникненні в ній небезпеки ураження електричним струмом; використання пристроїв, що зменшують напругу електричних полів; встановлення розподільних трансформаторів; застосування напруги 42 В і нижче змінного струму частотою 50 Гц, 110 В і нижче - постійного струму; використання електричних захисних засобів та пристосувань; використання запобіжної сигналізації, блокування, надписів, плакатів і знаків безпеки.