II. Электробезопасность

2.1. Действие электрического тока на организм человека.

Что такое электробезопасность?

Электробезопасность -это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Почему электрический ток является наиболее опасным производственным фактором?

Наибольшая опасность электрического тока в отличие от других опасностей заключается в отсутствии внешних признаков грозящей опасности поражения электрическим током. Человек не может увидеть, услышать, обонять или как-то иначе заблаговременно обнаружить возможность поражения, как, например, движущиеся части, раскаленные предметы, от­крытые люки, неогражденные края площадки, находящиеся на высоте, и т.п. Опасность обнаруживается слишком поздно -когда человек поражен. В большинстве случаев при поражении электрическим током, потерпевший не в состоянии самостоя­тельно освободиться от действия тока, ему необходима посто­ронняя помощь.

Проходя через живые ткани, электрический ток оказы­вает термическое, электролитическое и биологическое воздейс­твие. Это приводит к различным нарушениям в организме, вы­зывая как местное поражение тканей органов, так и общее по­ражение организма.

В чем проявляется термическое действие электрического тока?

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдель­ных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызыва­ет у них серьезные функциональные изменения. Ожоги могут, быть поверхностными, когда поражаются кожные покровы, и внутренние -при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают ожоги контактные, дуговые и смешанные.

При случайном приближении человека на недопустимое расстояние к установкам или линиям высокого напряжения происходит пробой воздушного промежутка между ними. Воз­никает мощная дуга, вызывающая обширные ожоги и обус­ловливающая прохождение через него больших токов -даже десятки ампер.

Разновидностью ожогов кожи являются электрические знаки, которые появляются на поверхности кожи в результате химического и механического действия тока. При этом кожа получает специфическую окраску -зеленую при контакте с красной медью, сине-зеленую -с латунью, серо-желтую -со свинцом. Края электрического знака резко очерчены белойилисерой каймой,

Что такое электрометаллизация кожи?

Электромегаллизация кожи – это пропитывание поверхности кожи частицами металла при его разбрызгивании или испарении под действием электри­ческого тока. Электрометаллизация кожи (без глубокого про­никновения) не представляет собой опасности и с течением времени исчезает. Большую опасность представляет металли­зация глаз.

Что такое электроофтальмия?

Электроофтальмия -воспаление наружных оболочек глаз роговицы и конъюнктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в результате воздействия мо­щного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично по­глощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электри­ческой дуги. Электроофтальмия развивается через 4-8часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление кожи и слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы глаз и частичная потеря зрения. Пострадавший испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету.

В чем заключается "эффект неотпускания"?

Обычно при попадании человека под напряжение ток протекает по пути "рука-рука"

либо по пути "рука-ноги". Если ладонь плотно охватывает элек­трод и ток 1,5мА протекает сравнительно небольшое время, то человек ощутит легкий зуд в ладони. При токе 4-6мА судороги распространяются на область запястья, затем появляются легкие судороги в предплечье, распространяясь на верхнюю часть руки, а пальцы руки непроизвольно начинают сжимать электрод. Чтобы разжать руку и освободиться от зажатого элек­трода, требуется приложить усилие. Интенсивность этого уси­лия, определяется физическими данными, типом и состоянием нервной системы человека.

Дальнейшее увеличение тока приводит к тому, что даже при предельном напряжении воли и физических сил человек не в состоянии разжать руку и освободиться от электрода. При 20-25мА начинаются судороги груднсй мускулатуры, которые при токе 40-бОмА и времени действия 1-2с достигают критической силы, вызывающей помутнение сознания и обморочное состояние.Еслиже время действия более 2с, то наступает па­ралич дыхания, который приводит к асфикции (кислородной нет остаточности).

Что такое фибрилляция сердца?

Фибрилляция сердца -хаоти­ческие разновременные сок­ращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых прекращается пульсация сердца и как следствие останавливается кровообращение. Нормальная работа сердца человека поддерживается нервным центром, расположенным в правом предсердии. Этот нервный центр вырабатывает циклически повторяющиеся биоэлектрические сигналы, подаваемые ко всем волокнам сердечной мышцы и обеспечивающие процесс их согласованного сокращения. Когда плотность тока в отдельных группах мышечных волокон сердца достигает определенного порогового значения, тогда происходит их возбуждение и они начинают периодически сокращаться. Когда частота полного цикла (сжатие и расслабление) оказывается примерно в десять раз выше, чем при нормальной работе сердца, что приводит к фибрилляции. Прекращается пульсация сердца, останавливается кровообращение. В большинстве случаев, фибрилляция продолжается и после того, как вызвавший ее ток прекратится.

Для устранения фибрилляции используют электрический дефибриллятор. Под влиянием мощного электрического заряда наступает одновременное возбуждение, а следовательно сокращение всех волокон сердечной мышцы.

Почему не вызывает фибрилляцию высокое поражающее напряжение?

В тех случаях, когда плотность тока в области всего сердца выше пороговой фибрилляцио-нной, под влиянием этого тока происходит одновременное согласованное сокращение всех волокон сердечной мышцы и фибрилляция не наступает. Этим и объясняются случаи, когда люди попадают под высокое напряжение (выше 1000 В), получают тяжелейшие ожоги, а фибрилляция сердца не наступает и люди очень часто остаются живы, а при попадании под меньшее напряжение (220В), ожогов и вообще каких либо видимых повреждений у пострадавших не наблюдается, а они гибнут (от фибрилляции).

Что такое клиническая смерть?

Клиническая, или "мнимая" смерть -это переходное состояние от жизни к смерти. В состоянии клинической смерти сердечная деятельность прекращается и дыхание останавливается. Продолжительность клинической смерти 6-8мин. По истечении этого времени происходит гибель клеток коры головного мозга, жизнь угасает и наступает необратимая биологическая смерть. Признаки клинической смерти: остановка или фибрилляция сердца, (отсутствие пульса), отсутствие дыхания, кожный покров синеватый, зрачки глаз резко расширены из-за кислородного голодания коры головного мозга и не реагируют на свет.

Какой ток является допустимым?

Допустимым следует считать ток, при котором человек мо­жет самостоятельно освободиться от электрической цепи. Если человек работает на высоте или движущихся или вращающихся частей или в других условиях, где резкие, непроизвольные движения могут привести несчастному случаю, а иногда к аварии, опасность возникает и при токе, превышающем порог ощущения. Поэтому в таких опасных условиях, а также когда человек, в процессе работы вынужден иметь постоянный контакт с частями, находящимися под напряжением, длительно допустимый ток следует принимать ниже порога ощущения (не более 0,5мА). З

Какой характер воздействия тока на организм человека?

Характер воздействия тока на организм человека зависит от силы и рода тока. В таблице представлен характер этого воздействия при возникновении пути тока в человеке "рука-рука", напряжение 220В.

Сила тока	Характер воздействия
мА	Переменный ток с частотой 50 Гц	ПОСТОЯННЫЙ ТОК
0,6...1,5	Начало ощущений; легкое дрожание пальцев рук.	Ощущений нет
2...2,5 5...7	Начало болевых ощущений Начало судорог в руках	Ощущений нет. Зуд.
8..10	Судороги в руках; трудно, но еще возможно оторваться от электроводов	ощущение нагрева электроводов
20...25	Сильные судороги рук и боли; оторваться от электроводов нельзя; дыхание затруднено.	Усиление ощущения Судороги рук; затруднение дыхания ­­­
50...80 90... 100	Паралич дыхания; при дли­тельном протекании тока - фибрилляция сердца	Сильные судоро­ги; дыхание за­труднено
300	Фибрилляция сердца при дей­ствии тока в течении 2-3 с, с параличом дыхания.	Паралич дыхания при длительном протекании тока

На какие виды делятся электрические травмы?

Многообразие действия элек­трического тока на организм человека приводит к различ­ным электротравмам, которые условно делятся на три вида:

местная электротравма, когда возникает местное повреждение организма (электрический ожог, Электрический знак, металли­зация кожи, электроофтальмия, механические повреждения);

электрический удар, когда поражается (или создается угроза поражения) всего организма;

электрический шок.

Что такое электрический удар?

Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей электрическим током, сопровождающихся непроизвольным судорожным сокра­щением мышц. В зависимости от возникающих последствии электрические удары делят на четыре степени:

I- судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II -судорожное сокра­щение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыха­нием и работой сердца;

III- потеря сознания и нарушение сер­дечной деятельности или дыхания;

IV -состояние клинической смерти.

Что такое электрический шок?

Электрический шок -это тя­желая нервнорефлекторная ре­акция организма на раздражение электрическим током. При шоке возникают глубокие растройства дыхания, кровообраще­ния, нервной системы и других систем организма. Сразу после воздействия тока наступает фаза возбуждения организма: появ­ляется реакция на боль, повышается артериальное давление и др. Затем наступает фаза торможения: истощается нервная сис­тема, снижается артериальное давление, ослабевает дыхание, падает и учащается пульс, возникает состояние депрессии. Шо­ковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, а затем может наступить выздоровление или биологическая смерть.

От каких факторов зависиттяжесть пораженияэлектрическим током?

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: электричес­кого сопротивления тела чело­века, силы тока напряжения и длительности его воздействия, пути прохождения тока через организм человека, от рода и час­тоты тока, индивидуальных особенностей человека, состояния его нервной системы, от среды, в которой находится человек при поражении током и т.п.

Что собой представляет электрическое сопротивление тела человека?

Проводимость тканей тела че­ловека обусловлена физичес­кими и био-физическими явле­ниями. Сопротивление тела человека изменяется в широких пределах в зависимости от сос­тояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная иi. п.) плотности контакта, площади контакта, силы тока и приложен­ного напряжения, а также от времени воздействия тока на че­ловека. С увеличением приложенного напряжения сопротивле­ние кожи уменьшается в результате пробоя ее верхнего слоя. Сопротивление внутренних тканей не превышает 800-1000Ом. При сухой и неповрежденной коже сопротивление может дос­тигать 10 000и даже 200 000Ом. При различных расчетах, свя­занных с обеспечением электробезопасности, сопротивление тела человека принимают равным 1000Ом.

Какие установлены критерии воздействия электрическою тока на человека?

Сила тока, протекающая по телу человека является основ­ной величиной, по отношению к которой рассматривают физиологические реакции человека. Для характеристики воз­действия электрического тока нaчеловека установлены три критерия:

пороговый ощутимый ток (при переменном токе 0,5-1,5мА, при постоянном 5-7мА) -наименьшее значение силы тока, вызывающего при прохождении через организм человека ощутимые раздражения;

пороговый неотстающий ток (при переменном 6-10мА, при постоянном 50-80мА) -наименьшее значение силы электрического тока, вызывающего судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник;

пороговый фибрилляционный ток (при переменном - 80-100мА, при постояниом 300мА) -наименьшее значение силы электрического тока, вызывающего при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца.

Продолжительность воздействия тока на организм человека имеет существенное зна­чение на его последствия. Чем короче время воздействия тока, тем меньше опасность. При длительном воздействии тока сопротивление тела человека падает и ток возрастает до значения, способного вызвать остановку или даже фибрилляцию сердца.

Нормальное сердце сокращается от 60до 80раз в минуту. Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: одного, называемого диастолой, когда желудочки сердца, находясь в расслабленном состоянии, заполняются кровью, и другого, именуемого систолой, когда сердце, сокращаясь, впрыскивает кровь в артериальные сосуды. Установлено, что чувствительность сердца к электрическому току неодинакова в разиые фазы его деятельности. В каждом цикле в течение промежутка времени 0,15-0,2с (когда заканчивается сокращение желудочков и они переходят в расслабленое состояние) сердце наиболее чувствительно к току. Этот промежуток времени цикла называется фазой Т. Если время действия тока не совпадает с фазой Т, то вероятность возникновения фибрилляции резко уменьшается.

Установлено, что если путь прохождения тока в теле чело­века проходит через жизненно важные органы -сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Возможных путей тока через тело человека, которые именуются также петлями тока, очень много. Однако характерными, обычно встречающимися на практике,являются не более 15.Так, установлено, что по пути "рука­ва" через сердце проходит 3,3%общего тока, "левая рука-ноги - 3,7%,"правая рука-ноги" - 6,7%,"нога-нога" - 0,4%,"голова-ноги" –6,8%, "голова-руки"- 7%.Ток в теле человека про­ходит не обязательно по кратчайшему пути, что объясняется большой разницей в удельном сопротивлении различных тканей (костная, мышечная, жировая). Наименьший ток через сердце проходит при пути тока по нижней петле "нога-нога". Но из этого не следует делать выводы о малой опасности нижней петли (действие шагового напряжения).

Как влияют род и частота тока на организм человека?

Установлено, что переменный ток частотой 20-1000 Гц является наиболее опасным. Дальнейшее повышение частоты, несмотря на рост тока, про­ходящего через человека сопровождается резким снижением опасности поражения, а при частоте 450-500кГц эта опасность полностью исчезает. Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов. Переменный ток опаснее постоянного, но это харак­терно только для напряжений до 250-300В; при больших на­пряжениях опаснее становится постоянный ток

Как влияют индивидуальные свойства человека на тяжесть поражения током?

Повышенной восприимчиво­стью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую

очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, орга­нов внутренней секреции, легких, нервными болезнями. Поэ­тому к обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие специальный медицинский осмотр. Многие зару­бежные специалисты утверждают, что алкоголики, неврастени­ки, истерические больные, эпилептики могут погибнуть от то­ков, которые .совершенно безопасны для здоровых людей.

Очень большое значение имеет психическая подготовка человека к возможной опасности поражения током. Дело в том, что неожиданный электрический удар даже при относительно небольшом напряжении нередко приводит к тяжелым пос­ледствиям; если человек подготовлен к удару, т.е. ожидает его, то степень опасности резко уменьшается. Имеют значения так­же моральное состояние, степень внимания и сосредоточенно­сти человека на процессе выполняемой им работы.

Какие основные причины поражения электрическим током?

Основными причинами пора­жения электрическим током являются: случайное прикос­новение к токоведущим час­тям, находящимся под напряжением (непосредственно телом или металлическим предметом к оголенным проводам, защит­ной аппаратуре); прикосновение к конструктивным частям электрооборудования, которые не находятся под напряжением, однако вследствии аварии или короткого замыкания оказались под напряжением; появление напряжения в результате ин­дукции от установки находящейся под напряжением или пос­редством обратной трансформации; ошибочные действия пер­сонала (включение в электрическую сеть не резервного обо­рудования, а того на котором производятся ремонтные рабо­ты); прикосновение к электрически заряженому оборудованию (конденсаторы, кабель); перехода напряжения из токоведуших частей высокого напряжения, на токоведушие части низкого напряжения (при повреждении изоляции обмоток транс­форматора); приближение на недопустимое расстояние к лииям высоковольтного напряжения; воздействие атмосферного ди статического электричества; попадание под шаговое на-ряжение (в поле растекания тока); нарушение правил техни-;ской эксплуатации электроустановок и правил безопасности ри эксплуатации электроустановок потребителей.