РОЗДІЛ. 2
Дія електричного струму на організм людини
Електротехніка - область технічних наук, що вивчає отримання, розподіл, перетворення і використання електричної енергії. Оскільки на усіх вище перерахованих етапах робітники і обслуговуючий персонал мають справу з обладнанням чи пристроями, які виробляють, передають чи використовують електричну енергію, спершу буде розглянута дія електричного струму на організм людини.
Широке використання електроенергії у всіх галузях народного господарства зумовлює розширення кола осіб, котрі експлуатують електрообладнання. Тому проблема електробезпеки при експлуатації електрообладнання набуває особливого значення.
Аналіз нещасних випадків в промисловості, котрі супроводжуються тимчасовою втратою працездатності потерпілими свідчить про те, що кількість травм, викликаних дією електрики, порівняно невелика і складає 0,5—1% від загальної кількості нещасних випадків, що трапляються в промисловості. Проте слід зауважити, що з загальної кількості нещасних випадків зі смертельним наслідком на виробництві 20—40% трапляється внаслідок ураження електрострумом, що більше, ніж внаслідок дії інших причин, причому близько 80% смертельних уражень електричним струмом відбувається в електроустановках напругою до 1000 В. Ця обставина зумовлена значною поширеністю таких електроустановок і тим, що їх обслуговують практично всі особи, що працюють в промисловості, а електроустановки напругою понад 1000 В обслуговуються малочисельним колом висококваліфікованого персоналу.
§ 2.1 Види уражень електричним струмом
Особливості дії струму на живу тканину.
Дія електричного струми на живу тканину на відміну від дії інших матеріальних чинників (пари, хімічних речовин. випромінювання і т. ін.) носить своєрідний і різнобічний характер. Справді, проходячи через організм людини, електричний струм справляє термічну, електричну та механічну (динамічну) дії, що є звичайними фізико-хімічними процесами, властивими як живій, так і неживій матерії; одночасно електричний струм характеризується і біологічною дією, яка є специфічним процесом, властивим лише живій тканині.
Термічна дія струму проявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні до високої температури кровоносних судин, нервів, серця мозку та інших органів, які знаходяться на шляху струму, що викликає у них серйозні функціональні розлади.
Електролітична дія струму виражається у розкладанні органічної рідини, у тому числі і крові, що супроводжується значними порушеннями їх фізико-хімічного складу.
Механічна (динамічна) дія струму виражається у розшаруванні, розриві та інших подібних ушкодженнях різних тканин організму, у тому числі м’язової тканини, стінок кровоносних судин, судин легеневої тканини та ін.; в результаті електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари від перегрітої струмом тканинної рідини і крові.
Біологічна дія струму проявляється в роздратуванні і збудженні живих тканин організму, а також в порушенні внутрішніх біологічних ритмів, які протікають у нормально функціонуючому організмі і найтіснішим чином пов’язаних з його життєвим функціями.
Два види електричних травм.Зазначена різноманітністьдійелектричногострумунаорганізмнерідкопризводитьдо різнихелектротравм1,які умовноможназвестидо двох видів:місцевих електротравм, коли виникаємісцевеушкодження організму, ізагальних електротравм, так званихелектричних ударів,коли уражається (або створюється загроза ураження) всього організму через порушення нормальної діяльності життєво важливих органів і систем.
Місцеві електротравми.
Місцева електротравма -яскравовираженемісцеве порушенняцілісностітканинтіла, у томучислікістковихтканин, викликаневпливомелектричногоструму абоелектричноїдуги.Найчастіше цеповерхневіушкодження,тобтоураженняшкіри,аіноді і інших м'якихтканин, атакож зв'язок ікісток.
Небезпекамісцевихтравмі складністьїхлікуваннязалежатьвід місця, характеруі ступеняушкодженнятканин,атакож відреакціїорганізмуна таке ушкодження.зазвичай, місцевітравмивиліковуються іпрацездатність постраждалого відновлюється частково або повністю.
Характерні місцеві електротравми - електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні ушкодження та електроофтальмія.
Як вказувалося, приблизно 75% випадків ураження людей струмом супроводжується виникненням місцевих електротравм. За видами травм ці випадки розподіляються наступним чином,%:
Електричні опіки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. .40
Електричні знаки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 7
Металізація шкіри. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 3
Механічні ушкодження . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . 0,5
Електроофтальмія. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . 1,5
Змішані травми, тобто опіки з іншими місцевими травмами . . . . . . . . . . . . . . . .23
Всього . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Електричний опік- найбільш поширена електротравма: опіки виникають у більшої частини (63%) постраждалих від електричного струму, причому третина їх (23%) супроводжується іншими травмами - знаками, металізацією шкіри і офтальмією.
Біля 85% всіх електричних опіків припадає на електромонтерів, що обслуговують діючі електроустановки.
У залежності від умов виникнення розрізняють два основних види опіку: струмовий (або контактний), що виникає при проходженні струму безпосередньо через тіло людини через його контакт з струмоведучою частиною, і дуговий, обумовлений впливом на тіло людини електричної дуги.
Струмовий (контактний) опіквиникає в електроустановках відносно невеликої напруги - не вище 2 кВ. При вищих напругах, як правило, утворюється електрична дуга або іскра, які і обумовлюють виникнення опіку іншого виду - дугового.
Струмові опіки утворюються приблизно у 38% постраждалих від електричного струму, у більшості випадків вони є опіками I і II ступенів, при напругах вище 380 В виникають важчі опіки - III і IV ступенів2
Дуговий опік спостерігається в електроустановках різних напруг. При цьому в установках до 6 кB опіки є наслідком випадкових коротких замикань, наприклад, при роботах під напругою на щитах і збірках до 1000 В, вимірюваннях переносними приладами (електровимірювальними кліщами) в установках вище 1000В (до 6 кВ) і.тн.
В установках більш високих напруг дуга виникає при випадковому наближенні людини до струмоведучих частин, які знаходяться під напругою, на відстань, при якій відбувається пробій повітряного проміжку між ними, при пошкодженні ізолюючих захисних засобів (штанг, вказівників напруги і т. ін.), якими людина торкається струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, при помилкових операціях з комутаційними апаратами (наприклад, при відключенні роз'єднувача під навантаженням за допомогою штанги), коли дуга нерідко перекидається на людину, і т. ін. У всіх таких випадках виникає потужна дуга, що викликає великі опіки на тілі людини і обумовлює проходження через нею великих струмів - у кілька ампер і навіть десятки ампер Зрозуміло, що ув цих випадках ураження носять важкий характер і закінчуються, як правило, смертю потерпілого, причому тяжкість ураження зростає звичайно зі збільшенням напруги електроустановки.
Електричні знаки, іменовані також знаками струму або електричними позначками є різко окреслені плями сірого чи блідо-жовтого кольору на поверхні тіла людини, яка піддалося дії струму. Зазвичай знаки мають круглу або овальну форму і розміри 1 - 5 мм з поглибленням у центрі. Зустрічаються знаки і у вигляді подряпин, невеликих ран, бородавок, крововиливів у шкіру, мозолів і дрібноточкового татуювання.
Уражена ділянка шкіри затвердіває подібно до мозолів. Відбувається як би омертвіння верхнього шару шкіри. Поверхня знака суха, не запалена.
Зазвичай електричні знаки безболісні і лікування їх закінчується благополучно: з плином часу верхній шар шкіри сходить і уражене місце набуває первісний колір, еластичність і чутливість. Ці знаки з'являються приблизно у 11% потерпілих від струму.
Металізація шкіри - проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших частинок металу, який розплавився під дією електричної дуги. Таке явище зустрічається при коротких замиканнях, відключеннях роз'єднувачів і рубильників під навантаженням і т.ін. При цьому найдрібніші бризки розплавленого металу під впливом виникли динамічних сил і теплового потоку розлітаються в усі сторони з великою швидкістю. Кожна з цих частинок має високу температуру, але малий запас теплоти і, як правило, не здатна пропалити одежу. Тому уражаються зазвичай відкриті частини тіла. Уражена ділянка шкіри має шершаву поверхню. Постраждалий відчуває на ураженій ділянці біль від опіків під дією теплоти занесеного в шкіру металу і відчуває напруження шкіри від присутності в ній стороннього тіла.
Механічні ушкодженняє у більшості випадків наслідком різких мимовільних судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини.У результаті можуть відбутися розриви сухожиль, шкіри, кровоносних судин і нервової тканини; можуть мати місце вивихи суглобів і навіть переломи кісток.Зрозуміло, електротравмами не вважаються аналогічні травми, викликані смаленим падінням людини з висоти, ударами у предмети і т. ін. у результаті дії струму.
Механічні ушкодження відбуваються при роботі в основному в установках до 1000 В при відносно тривалому знаходженні людини під напругою. Цезазвичай серйозні травми, які потребують тривалого лікування. На щастя, механічні пошкодження виникають досить рідко – приблизно у 1,0% осіб, які постраждали від струму. Такі пошкодження завжди супроводжують електричним ударам, оскільки їх викликає струм, що проходить через тіло людини. Деякі з них супроводжуються, крім того, контактними опіками тіла.
Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей - рогівки і кон'юнктиви (слизової оболонки, яка покриває очне яблуко), що виникає в результаті дії потужного потоку ультрафіолетових променів, які енергійно поглинаються клітинами організму і викликають в них хімічні зміни. Таке опромінення можливо при наявності електричної дуги, яка є джерелом інтенсивного випромінювання не тільки видимого світла, але й ультрафіолетових і інфрачервоних променів. Електроофтальмія спостерігається приблизно у 3% постраждалих від струму.
Попередження електроофтальмія при обслуговуванні електроустановок забезпечується застосуванням захисних окулярів зі звичайним склом, які майже не пропускають ультрафіолетових променів і одночасно захищають очі від інфрачервоного опромінення та бризок розплавленого металу при дії електричної дуги.
Електричний удар.
Під електричним ударом слід розуміти збудження живих тканин організму електричним струмом, який протікає через нього, що виявляється в мимовільних судомних скорочення різних м’язів тіла.
Електричний удар є наслідком протікання струму через чоло людину, При цьому під загрозою ураження стає весь організм через порушення нормальної роботи різних його органів і систем, в тому числі серця, легенів, центральної нервової системи і т.ін.
Ступінь негативного впливу на організм електричних ударів різна. Найслабший електричний удар викликає ледь відчутне скорочення м'язів поблизу місця входу або виходу струму; у гіршому випадку він призводить до порушення і навіть повного припинення діяльності легень і серця, тобто до загибелі організму. При цьому зовнішніх місцевих пошкоджень людина може і не мати.
Залежно від результату враження електричні удари можна умовно розділити на наступні п’ять ступенів:
I - судомне ледь відчутне скорочення м'язів,
II - судомне скорочення м'язів, що супроводжується сильними, ледь терпними болями, без втрати свідомості,
III - судомне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженими диханням і роботою серця,
IV - втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або дихання (або того й іншого разом),
V - клінічна смерч ь, тобто відсутність дихання і кровообігу.
Результат дії електричного струму на організм людини залежить від багатьох факторів, у тому числі від величини і тривалості проходження струму через його тіло, типу і частоти струму, а також від індивідуальних властивостей людини. Опір тіла людини і прикладена до нього напруга також впливають на результат поразки, остільки, оскільки вони визначають значення струму, який проходить через людину.
Електричний удар, навіть якщо він не приводить до смерті, може викликати серйозні розлади в організмі, які проявляються відразу після дії струму або через кілька годин, днів і навіть місяців.
Електричним ударам піддається зазвичай більше 80% постраждалих від струму з числа фіксованих випадків ураження струмом (тобто з утратою працездатності більше 3 днів). При цьому більша їх частина (55%) супроводжується місцевими електротравмами, в першу чергу опіками. Біля 25% випадків ураження струмом це удари без місцевих травм, хоча на тілі потерпілих можна виявити місця входу і виходу струму - вельми незначні ділянки пошкодженої шкіри, які через їх малість травмами не вважаються.
Електричні удари є грізною небезпекою для життя потерпілого, вони викликають 85 - 87% смертельних уражень (приймаючи за 100% всі випадки з летальними випадками від дії струму). Правда, велика частина смертельних випадків (60-62%) є результатом змішаних уражень, тобто одночасної дії електричних ударів і місцевих електротравм (опіків), проте і в цих випадках смертельний результат є, як правило, наслідком електричного удару).
Механізм смерті від електричного струму.
Смерть- це повна втрата взаємозв'язку організму з навколишнім середовищем і припинення основних фізіологічних процесів - свідомості, дихання і серцебиття, відсутність реакцій на зовнішні подразники і т н.
У ширшому сенсі смерть - незворотне припинення обміну речовин в організмі, що супроводжується розкладанням білкових тіл.
Розрізняють два основних етапи смерті: клінічну і біологічну смерть.
Клінічна (або «уявна») смерть- короткочасне перехідний стану від життя до смерті, що наступає з моменту припинення діяльності серця і легенів.
У людини, що знаходиться у стані клінічної смерті, відсутні всі ознаки життя, він не дихає, серце його не працює, больові роздратування не викликають у нього жодних реакцій, зіниці очей різко розширені і не реагують на світло.
Проте в цей період життя і організмі ще повністю не згасла, бо тканини його не відразу піддаються розпаду і у певній мірі зберігають життєздатність.
Функції різних органів також згасають поступово. У перший момент майже у всіх тканинах і клітинах продовжуються обмінні процеси, хоча і на дуже низькому рівні і різко відрізняються від звичайних, але достатні для підтримки мінімальної життєдіяльності. Ці обставини дозволяють, впливаючи на більш стійкі життєві функції організму, відновити, згасаючі або щойно згаслі функції, тобто оживити умираючий організм.
Біологічна (чи справжня) смерть- необоротне явище, що характеризується припиненням біологічних процесів у клітинах і тканинах і розпадом білкових структур. Вона наступає після закінчення періоду клінічної смерті.
Причинами смерті від електричного струму можуть бути припинення роботи серця, зупинка дихання та електричний шок. Можлива також одночасна дія двох або навіть усіх трьох цих причин.
Припинення серцевої діяльності від електричного струму найбільш небезпечне, бо повернення потерпілого до життя в цьому випадку виявляється зазвичай більш складним завданням, ніж при зупинці дихання або шоці.
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 відбутися зупинка серця, а також виникнути його фібриляція. Фібриляція може бути і результатом рефлекторного спазму артерій, що живлять серце кров'ю. При ураженні струмом фібриляція серця настає значно частіше, ніж повна його зупинка.
Фібриляція серця- хаотичні різночасові скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), при яких серце не в стані гнати кров по судинах.
Фібриляція триває зазвичай короткий час, змінюючись незабаром повною зупинкою серця.
Електричний шок - своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму у відповідь на надмірне подразнення електричним струмом, що супроводжується глибокими розладами кровообігу, дихання, обміну речовин і т. п.
Шоковий стан триває від декількох десятків хвилин до доби. Після цього може наступити або загибель людини в результаті повного згасання життєво важливих функцій, або виздоровлення при своєчасному і активному лікуванні.