46-48_ooп

46. Фактори, що впливають на наслідки ураження людини електричним струмом.

Тяжкість наслідків дії на людину електричного струму визначається величиною, родом і частотою струму, електричним опором тіла людини, тривалістю дії, напрямком проходження струму через тіло, індивідуальними властивостями людини, схемою доторкання її до ланцюга струму та умовами середовища. Величина струму, що проходить через тіло людини, є вирішальним фактором, і визначається наслідком ураження: чим більший струм, тим небезпечніша його дія. Людина починає відчувати змінний струм, що проходить крізь неї, 0,5...1,5 мА (при частоті 50 Гц), а постійний - 5...7 мА. Цей струм називається відчутним, а найменше його значення - порогом відчутності. Сам по собі він не є небезпечним, але може стати непрямою причиною нещасного випадку, оскільки людина, раптово відчувши дію струму, може несвідомо зробити неправильні дії, які призведуть до механічних пошкоджень її тіла тощо. Змінний струм 50 мА (при 50 Гц) безпосередньо впливає на м'язи серця і вважається смертельно небезпечним для людини. Рід і частота струму визначають небезпечність ураження. Найбільш небезпечним є змінний струм частотою від 20 до 200 Гц. Підвищення частоти вище 1000 Гц супроводжується помітним зниженням небезпеки ураження, але при частоті 100 кГц і більше існує небезпека опіків. Постійний струм напругою до 500 В у 4...5 разів безпечніший для людини, ніж змінний промислової частоти такого самого значення. При напрузі вище 500 В постійний струм стає небезпечнішим від змінного промислової частоти. Електричний опір тіла людини визначається опором рогового шару шкіри. Якщо шкіра суха, чиста, без пошкоджень, то опір тіла людини коливається від 500 Ом до 500000 Ом. Опір зволожнілої забрудненої шкіри різко зменшується, значно підвищуючи небезпеку ураження. Під час розрахунків захисних улаштувань опір тіла людини змінному струму промислової частоти приймається 1000 Ом.Тривалість проходження струму через тіло людини впливає на наслідок ураження, тому що з часом струм різко збільшується за рахунок зменшення опору шкіри, оскільки вона руйнується на контакті з струмонесучим предметом через підвищення в цьому місці температури. Через 30 секунд опір тіла людини протіканню струму зменшується на 25%, а через 90 секунд - 70% від попереднього. Тому при наданні допомоги потерпілому необхідно якомога скоріше припинити дію на нього електричного струму. Напрямок проходження електричного струму через тіло також впливає на наслідок ураження. Найнебезпечнішим є проходження струму через серце, легені, голову.Індивідуальні особливості людини, фізичний і психофізіологічний стан людини суттєво впливають на наслідок ураження електрострумом. Наприклад, невідпускаючий струм може бути пороговим відпускаючим для одних людей і невідпускаючим - для інших. Характер дії струму однієї і тієї ж сили залежить від маси людини та її фізичного розвитку. Встановлено, що для жінок порогові значення струму приблизно в 1,5 рази нижчі, ніж для чоловіків.Провідність тканин тіла людини зумовлена фізико-хімічними, біохімічними та біофізичними явищами. Завдяки цьому опір тіла людини електричному струму є величиною нелінійною та нестабільною. Тіло людини є чудовим провідником електроструму. Струм через тіло людини протікає шляхом найменшого опору, котрий не завжди збігається з найкоротшим геометричним шляхом. Це пояснюється значною різницею питомих опорів різних тканин тіла людини. Сила струму Д, що проходить через тіло людини, залежить від напруги V і опору тіла людини Кд, який приблизно вважається активним. Вважається, що опір тіла людини складається з опору шкіри в місцях контакту та з опору внутрішніх тканин.Опір тіла людини електроструму визначається опором шкіри. Шкіра має великий питомий опір, особливо верхній роговий шар, котрий складається з відмерлих зроговілих клітин, позбавлених кровоносних судин та нервів. Електричний опір тіла людини - це опір струму, що проходить по ділянці тіла між двома електродами, прикладеними до поверхні тіла людини. Тобто опір тіла людини є нелінійним, змінюється при зміні прикладеної напруги.

47. Основні види електричних травм

Різноманітність впливу електричного струму на організм людинї призводять до електротравм, котрі умовно поділяються на два види:

— місцеві електротравми, котрі означають місцеве ушкодженні організму;

— загальні електротравми (електричні удари), коли уражається (або виникає загроза ураження) весь організм внаслідок порушення нормальної діяльності життєво важливих органів та систем.

Згідно зі статистичними даними орієнтовний розподіл нещасних випадків внаслідок дії електричного струму в промисловості за вказаними видами травм має наступний вигляд:

— місцеві електротравми — 20%;— електричні удари — 25%;— змішані травми— 55%.

Місцева електротравма — яскраво виявлене порушення щільності тканин тіла, в тому числі кісток, викликане впливом електричного струму або електричної дуги. Найчастіше — це поверхневі ушкодження, тобто ушкодження шкіри, а інколи й інших м'яких тканин, зв'язок та кісток. Небезпеку місцевих електротравм та складність к лікування залежать від місця, характеру та ступеня ушкодження тканин, а також від реакції організму на це ушкодження. Місцеві електротравми виліковуються і працездатність потерпшого відновлюється повністю або частково. Однак при важких опіках людина помирає. При цьому безпосередньою причиною смерті є не електричний струм, а місцеве ушкодження організму, викликане струмом. Характерні місцеві електротравми — електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні пошкодження та електроофтальмія.

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 пошкодження — 0,5;—  електроофтальмія — 1,5;—  змішані травми — 23;—  всього — 75.

Електричні опіки — це ушкодження поверхні тіла під дією електричної дуги або великих струмів, що проходять через тіло людини. Опіки бувають двох видів: струмові, коли струм проходить через тіло людини, та дугові (під дією електричної дуги температурою понад 3500 °С).

Електричний знак — це чітко окреслена пляма діаметром 1—5 мм сірого або блідо-жовтого кольору, що з'являється на поверхні шкіри людини, яка зазнала дії струму. В більшості випадків електричні знаки безболісні, з часом верхній шар шкіри сходить, а уражене місце набуває початкового кольору, відновлює пластичність та чутливість.

Електрометалізація — проникнення в шкіру частинок металу внаслідок його розбризкування та випаровування під дією струму. Вона може статися при коротких замиканнях, від'єднаннях роз'єднувачів та рубильників під навантаженням. При цьому дрібні частинки розплавленого металу під впливом динамічних сил та теплового потоку розлітаються у всі сторони з великою швидкістю. Кожна з цих частинок має високу температуру, але малий'запас теплоти, і тому не здатна пропалити одяг. Тому ушкоджуються відкриті частини тіла — руки та обличчя. Уражена ділянка тіла має шорстку поверхню.

Металізація шкіри спостерігається у 10% потерпілих від електричного струму. Одночасно з металізацією виникає дуговий опік, котрий майже завжди викликає більш важкі ураження, ніж металізація.

Механічні ушкодження є в більшості випадків наслідком різких судомних скорочень м'язів під впливом струму, котрий проходить через тіло людини. Внаслідок цього можуть відбутися розриви сухожиль, шкіри, кровоносних судин та нервової тканини і навіть переломи кісток. Механічні ушкодження мають місце при роботі в установках напругою до 1000 В при тривалому перебуванні людини під напругою. Механічні ушкодження виникають приблизно у 1% осіб, що зазнали впливу струму. Такі ушкодження завжди створюють електричні удари, оскільки їх викликає струм, що проходить через тіло людини. Деякі з них супроводжуються, крім того, контактними опіками тіла. На ступінь ураження людини струмом істотно впливають рід та величина струму, час його дії, шлях по тілу людини.

Електроофтальмія — це запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає під впливом потужного потоку ультрафіолетових променів Таке опромінення можливе при утворенні електричної дуги (при короткому замиканні). Електроофтальмія спостерігається приблизно у 3% потерпілих від струму.

Електричний удар — збудження живих тканин організму електричним струмом, що супроводжується судомним скороченням м'язів. Такий удар може призвести до порушення і навіть повного припинення роботи легенів та серця. При цьому зовнішніх місцевих ушкоджень, тобто електричних травм, людина може і не мати.

Ступінь негативного впливу на організм електричних ударів різний. Найслабший електричний удар викликає ледь відчутні скорочення м'язів поблизу місця входу або виходу струму. Може порушитись і навіть припинитися діяльність легенів та серця, тобто призвести до загибелі організму.

В залежності від наслідку ураження електричні удари можна умовно розділити на 5 ступенів:

I — судомні ледь відчутні скорочення м'язів;

II — судомні скорочення м'язів, що супроводжуються сильним болем, що ледь переноситься без втрати свідомості;

III — судомне скорочення м'язів з втратою свідомості, але зі збереженням дихання і роботи серця;

IV  — втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання (або одного і другого разом);

V — клінічна смерть, тобто відсутність дихання та кровообігу.

48. Умови ураження людини струмом при доторканні до струмопровідних частин електромереж.

Якщо людина одночасно доторкається до щонайменше двох точок, між якими існує деяка напруга, і при цьому утворюється замкнуте електричне коло, то через тіло людини проходить електричний струм. Величина цього струму, а відтак і небезпека ураження людини, залежить від низки чинників: схеми під’єднання людини до електричного кола, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, якості ізоляції струмопровідних частин від землі, ємності струмопровідних частин відносно землі і т.п.

Електричні мережі поділяються на мережі постійного і змінного струму (одно- та багатофазні). Найчастіше в промисловості застосовуються трифазні мережі з ізольованою нейтраллю (трьох провідні) та з глухозаземленою нейтраллю (чотирьох провідні).

Глухозаземлена нейтраль – нейтраль генератора чи трансформатора, яка приєднана до заземлювального пристрою безпосередньо або через апарати з малим опором.

Ізольована нейтраль – це нейтраль трансформатора чи генератора, яка не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором (трансформатори напруги, компенсаційні котушки тощо).

Схеми під’єднання людини до електричного кола можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві схеми під’єднання: між двома фазами електричної мережі (двофазне доторкання) та між однією фазою та землею (однофазне доторкання).

Двофазне (двополюсне) доторкання. При двофазному доторканні до струмопровідних частин сила струму I_л, що проходить через тіло людини визначається за формулами:

- для мережі постійного або однофазного змінного струму

;

- для трифазної мережі

,

де R_л – опір тіла людини, Ом; U_роб – робоча напруга мережі, В; U_лін – лінійна напруга мережі, В; U_ф – фазна напруга мережі, В.

Двофазне доторкання є більш небезпечним, оскільки I_л залежить лише від напруги мережі та опору тіла людини. Однак такі випадки зустрічаються досить рідко і є, зазвичай, наслідками порушення правил техніки безпеки.

Однофазне (однополюсне) доторкання. При однофазному доторканні в мережі з глухозаземленою нейтраллю через тіло людини проходить менший струм, оскільки напруга, під якою опинилась людина не перевищує фазної, що у разів є меншою ніж лінійна напруга мережі. Окрім того, загальний опір електричного кола може складатися не лише з опору тіла людини R_л, та опору заземлення нейтралі R₀, а й з опору підлоги (основи) R_п, на якій стоїть людина та опору її взуття R_в. В загальному випадку I_л визначається за формулою:

При однофазному доторканні у трифазній мережі з ізольованою нейтраллю струм, що пройде через тіло людини буде меншим ніж при аналогічному доторканні у мережі з глухозаземленою нейтраллю. Це пов’язано з тим, що до загального опору електричного кола ще додається опір ізоляції (r_а, r_в, r_с) та ємності (с_а, с_в, с_с)фаз. У такій мережі напругою до 1000 В коли значення опору ізоляції всіх трьох фаз рівні (r_а = r_в = r_с), а ємнісним опором можна знехтувати (с_а = с_в = с_с), то струм, що проходить через людину, дорівнює:

, а при .

Необхідно зауважити, що вищенаведені міркування стосуються нормальної роботи електромережі. При аварійних режимах електромережі (замиканні на корпус або на землю) умови змінюються. Наприклад, якщо одна із фаз замикається на землю, то струм, який пройде через тіло людини у випадку її доторкання до справної фази можна виразити такою залежністю: .

Як правило, опір короткого замикання R_к досить малий і ним можна знехтувати.

Таким чином, проаналізувавши розглянуті умови ураження людини струмом можна зробити наступні висновки:

• найменш небезпечним є однофазне доторкання до проводу справної мережі з ізольованою нейтраллю;

• при замиканні однієї із фаз на землю (несправна мережа) небезпека однофазного доторкання до справної фази у такій мережі більша ніж у справній мережі при будь-якому режимі нейтралі;

• при однофазному доторканні у мережі з глухозаземленою нейтраллю наслідки ураження істотно залежать від опору основи (підлоги), на якій стоїть людина та опору її взуття;

• найнебезпечнішим є двофазне доторкання при будь-яких режимах нейтралі;

• у мережах напругою понад 1000 В небезпека однофазного чи двофазного доторкання практично однакова, при цьому є висока імовірність смертельного ураження.