97

ГЛАВА 2 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Электричество широко применяется во всех отраслях народного хозяйст- ва, в быту, в радиотехнике, в медицине, приборостроении, связи и т.д. В на- стоящее время жизнеобеспечение без электроэнергии немыслимо! Поэтому ве- ликкруглюдей, связанныхсэксплуатациейэлектроустановок.

Электробезопасность – система организационных и технических меро- приятийисредств, обеспечивающихзащитулюдейотвредногоиопасноговоз- действия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статическогоэлектричества.

2.1 Действие электрического тока на организм человека

При прикосновении к токоведущим частям оборудования, находящимся под напряжением, через человека может замкнуться ток, что, в зависимости от еговеличиныивременипрохождения, можетпривестикэлектротравме.

Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое, электролитическоеибиологическоедействие[2.1].

Термическое действие тока проявляется ожогами участков тела, нагре- вом внутренних органов, кровеносных сосудов, нервов и других тканей, распо- ложенныхнапутитока, вызываявнихфункциональныерасстройства.

Электролитическое действие тока выражается в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает нарушение их физико- химическихсоставов.

Биологическое действие является особым специфическим процессом, свойственным лишь живой материи. Оно выражается в раздражении и возбуж- дении живых тканей организма (что сопровождается непроизвольными судо- рожными сокращениями мышц), а также, в нарушении внутренних биологиче- ских процессов, протекающих в нормально действующем организме и тесней- шимобразомсвязанныхсегожизненнымифункциями. Врезультатемогутвоз- никнуть различные нарушения в организме, в том числе, нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раз- дражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, т.е. через цен- тральнуюнервнуюсистему, когдапутьтокалежитвнеэтихтканей.

Это многообразие действий электрического тока нередко приводит к раз- личным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: мест- ным электротравмамиобщим электротравмам(электрическимударам).

98

2.2Виды электротравм

2.2.1Местные электротравмы

Местные электротравмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электри- ческой дуги. Различают следующие местные электротравмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока через тело человека. Вучасткахтела(тканях), каквлюбомсопротивлении, выделяетсяне- которое количество теплоты, пропорциональное напряжению и току; при больших токах может выделяться большое количество теплоты, свертывается белокивозникаетожог, иногдаглубокиеожоги, болезненные.

Ожог, также, возможен при прикосновении к разогретым токоведущим частям.

Ожогвозможениприпопаданиичеловекавзонувозникновенияэлектри- ческойдугимеждутоковедущимичастямивустановкахснапряжениямименее 1000 В (например, во время включения/выключения выключателя цепи с большой токовой нагрузкой), или ожог электрической дугой в высоковольтной установке (с напряжением более 1000 В), если человек подошел к ней ближе допустимого расстояния; дуга может возникнуть между токоведущей частью и человеком. Этоприводитктяжелымпоражениям(сгорание, обугливаниекожи, тканей, мышц) ивозможенлетальныйисход.

Электрические знаки (метки тока) возникают при хорошем контакте с токоведущейчастью. Это затвердевшие “ крупинки” ( пятна) серогоилибледно- желтого цвета диаметром 1-5 мм на коже человека, подвергшегося действию тока. Электрические знаки безболезненны, проходят сами, или лечение их за- канчивается, какправило, благополучно.

Природа знаков не выяснена; есть предположение, что они вызываются химическимимеханическимдействиемтоканакожу.

Электрометаллизация кожи – это проникновение частиц металла токо- ведущейчастиподповерхностькожиприхорошемконтактесразогретойтоко- ведущейчастьюилииз– заразбрызгиванияметаллавовремявозникновенияду- ги. Ощущенияболезненные. Обычностечениемвремени, больнаякожасходит, организм сам себя лечит, пораженный участок кожи восстанавливается, исче- заютболезненныеощущения.

Электроофтальмия – воспалениенаружныхоболочекглаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электриче- скойдуги; чтопроявляетсяощущением: «песоквглазах», светобоязнь, слезоте- чение. Обычно болезнь продолжается несколько дней. В случае поражения ро- говицыглазалечениеоказываетсяболеесложнымидлительным.

Механические повреждения, как сопутствующие электротравмам (уши- бы, порезы, переломы, вывихи, сотрясения), вследствиерезкихнепроизвольных

99

судорожных сокращений мышц под действием тока, потери сознания, падения, … приприкосновенииктоковедущимчастям, находящимсяподнапряжением.

2.2.2Общие электротравмы (электрический удар)

Электрический удар (общиеэлектротравмы) возникаетприпрохождении токачерезтелочеловека. Токвозбуждаетживыетканиорганизма, действуетна нервную систему, сердечно-сосудистую, дыхательных путей, на мышцы, вызы- ваяихнепроизвольныесудорожныесокращения. Различаютследующиечетыре степени ударов: 1 - судорожное сокращение мышц без потери сознания; 2 - су- дорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыхани- ем и работой сердца; 3 - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности илидыхания(либотогоидругоговместе); 4 - клиническаясмерть, т.е. отсутст- виедыханияикровообращения.

Клиническая (мнимая) смерть- переходныйпроцессотжизниксмерти, наступающий с момента прекращениядеятельности сердцаи легких. У челове- ка, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: оннедышит, сердцеегонеработает, болевыераздраженияневызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако, в этот периоджизньв организмеещеполностьюне угасла, так как засчетостав- шегося в организме кислорода во всех тканях продолжаются слабые обменные процессы, хотя и на очень низком уровне и резко отличающиеся от обычных, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. Во время клинической смерти человека еще можно вернуть к жизни, если ему срочно (с первойминуты) иправильнооказыватьпервуюпомощь, т.е. поддерживатьсла- бые обменные процессы в организме до восстановления собственного ритма дыхания и работы сердца или до прибытия врача срочной медицинской помо- щи.

Еслипервуюпомощьнеоказывать, топервичноначинаютпогибатьочень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клиническойсмертиопределяется временемсмоментапрекращениясердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4-5 минут. После этого происходит мно- жественный распад клеток коры головного мозга и других органов и наступает биологическая (истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращениембиологическихпроцессоввклеткахитканяхорганизмаираспа- домбелковых структур; биологическаясмертьнаступаетпоистечениипериода клиническойсмерти.

100

2.3 Факторы, влияющие на степень поражения электрическим током

Исходвоздействиятоказависитотрядафакторов, втомчислеотвеличи- ны и длительности протекания тока через тело человека, рода и частоты тока, электрического сопротивления тела человека, состояния здоровья и индивиду- альныхсвойствчеловека, ивнешнихусловий, вкоторыхоказалсячеловек.

2.3.1 Величина тока

Величина тока, протекающего через тело человека ( I× ), является глав-

ным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Небольшие токи (промышленной частоты 50 Гц), I× < 2

мА, вызывают лишь неприятные ощущения. Ток в несколько десятков мА и длительномвоздействии(>10 сек) приводиткостановкедыхания, фибрилляции сердца, смертельномуисходу.

Человек начинает ощущать протекающий через него ток относительно малого значения: 0,6 - 1,5 мА (50 Гц). Этот ток называется пороговым ощути-

мым током.

Ток 10 мА (50 Гц) вызывает сильные болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии, т.е. он не может разжать руку, ко- торой касается токоведущей части, не может отсоединиться самостоятельно от токоведущейчасти. Такойтокназываетсяпороговым неотпускающим.

При 25 - 50 мА (50 Гц) действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. Придлительномвоздействииэтоготока– втечениенесколькихминут– может наступитьсмертьвследствиепрекращенияработылегких.

При 100 мА (50 Гц) ток оказывает непосредственное влияние также и на сердечную мышцу; при длительности протекания более 0,5 с, такой ток может вызвать фибрилляцию или остановку сердца. Фибрилляция - это быстрые хао- тическиеи разновременные сокращенияволокон сердечноймышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос, работает поверхностно, вхо- лостую, быстро устаёт и останавливается. В результате, в организме прекраща- ется кровообращение и наступает смерть. Этот ток называется фибрилляцион-

ным [2.1, 2.2].

Известны случаи, когда при прохождении тока через человека большой величины, в несколько Ампер, но короткий промежуток времени – доли секун- ды, или менее 1/2 периода сокращения сердца, сердечная мышца резко сокра- щается и остается в таком состоянии до отключения тока, а после отключения тока работа сердца восстанавливается, и сердце продолжает работать. Учиты- вая это, оказывают медицинскую помощь при остановке сердца или фибрилля- ции сердца, используя аппарат “ Дефибриллятор”, пропускают через человека токбольшойвеличины4…6 Азадолисекунды, т.е. даюткакбытолчоксердцу, заставляяегоначатьработатьсамостоятельно.

101

Дефибрилляторпредставляетсобойконденсатор, заряженныйдобольшо- го значения напряжения (единицы кВ), и двух электродов, которые приклады- вают к телу человека, чтобы пропустить ток разряда конденсатора через чело- века.

Характервоздействиятоканачеловекавзависимостиотсилыивидатока приведенвтаблице2.1.

Таблица 2.1

Характер воздействия тока на человека (путь тока рука – нога, напряжение переменное 220 В)

Итак, пороговые значения токов промышленной частоты:

I× =0,6 – 1,5 мА- началоощущениятока;

I× ≥10 мА- неотпускающийток;

I× =100 мА- смертельныйтокпридлительностидействии> 0,5 секунды;

пороговые значения постоянных токов, соответственно: 6-7 мА, 50 -70

мА, 300 мА.

2.3.2 Электрическое сопротивление тела человека

Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротив- лениякожиисопротивлениявнутреннихтканей.

Кожа, вернее ее верхний слой, называется эпидермисом, имеет толщину до 0,2 мм и состоит из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопро- тивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопро- тивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека значительно мень-

102

ше, составляет 800 – 1000 Ом. При сухой чистой и неповрежденной коже со- противлениетелачеловекаопределяется, восновном, сопротивлениемверхнего слоя, которое достигает 1 МОм. При увлажнении и загрязнении кожи, а также при механическом повреждении (нарушении её целосности в месте контакта, например, порез), сопротивление кожи, RКОЖИ, значительно снижается и сопро- тивление человека, RЧ, оказывается наименьшим – сотни Ом, т.е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей. Поэтому в обеспечении электробезопасности нельзя рассчитывать, однозначно, на электрозащитные свойствакожи.

Прирасчетахсопротивлениетелачеловекапринимается, обычно, равным

1000 Ом.

RЧ=RВН =1000 Ом

2.3.3 Длительность протекания тока через тело человека

Длительность протекания тока через тело человека влияетна исходпора- жения. Чем меньше время воздействия, тем меньше опасность. Если человек попал под действие неотпускающего тока, то нужно быстро освободить его от действия тока, пока еще не нарушился режим дыхания. Это спасает пострадав- шего. Есличеловеканеосвободитьбыстроотдействиянеотпускающеготока, а человек не может освободиться сам, то со временем RЧ уменьшается до значе- ния RЧ=RВН =1000 Ом, т.к. в месте контакта с токоведущей частью увеличива- ется влажность кожи, происходит пробой кожи, ток через человека увеличива- ется: - происходитостановкадыхания, - фибрилляциясердца, - остановкасерд- ца, - клиническаясмерть, - биологическаясмерть, т.е. хотяпервоначальночерез человека проходил ток неопасной для жизни величины, но при продолжитель- номвоздействииможетпривестиксмертельномуисходу.

2.3.4 Путь тока в теле человека

Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и серд- це, т.к. проходящий ток может вызывать остановку дыхания, беспорядочное сокращениесердечноймышцы(фибрилляцию), остановкусердца.

В результате наблюдения отмечено, что наиболее опасно, когда ток за- мыкается по пути: “ голова-рука”, “ голова-ноги”, “ рука-ноги”, “ рука-рука”, т.к. тогда через жизненно важные органы (сердце, дыхательные мышцы) проходит большийпроцент(4…7%) отобщеготокачерезтелочеловека, I× .

Путь тока “ нога-нога” менее опасен (через сердце замыкается ~ 0,4% от I× ), возникаетподдействием“ шагового” напряжения, UØ , номожетпривести ксудорогамног, падениючеловеканаземлювзонедействия UØ иудлинении

пути I× .

Итак, чемдлиннеепутьтокачерезтелочеловека, темопаснеедлячелове-

ка.