3.5. Електробезпека

3.5.1. Основні визначення, нормативна база і актуальність проблеми електробезпеки Основні визначення

Електробезпека — система організаційних і технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людей від шкідливої і небезпечної дії електричного струму, електричної дуги, електричного поля і статичної електрики (ГОСТ 12.1.009-76.ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения).

Наведене визначення включає 4 фактори. Два з них (електричний струм і електрична дуга) відносяться до безпосередньо небезпечних і є предметом розгляду даного розділу. Питання охорони праці, пов'яза­ні з електромагнітними полями і статичною електрикою розглядають­ся в розділах 2 і 4 підручника.

• Електротравма — травма, спричинена дією на організм людини електричного струму і (або) електричної дуги (ГОСТ 12.1.009-76).

• Електротравматизм — явище, що характеризується сукупністю електротравм.

• Електроустановки — машини, апарати, лінії електропередач і допоміжне обладнання (разом із спорудами і приміщеннями, в яких вони розташовані), призначені для виробництва, перетворення, тран­сформації, передачі, розподілу електричної енергії та перетворення її в інші види енергії (ПУЭ-86).

Виходячи з наведеного визначення, кожен окремо взятий електро­двигун, комп'ютер, внутрішня електромережа в приміщенні, будь-я­кий побутовий споживач електроенергії підпадає під поняття «елек­троустановка».

• Електроприміщення — приміщення або відгорожені, наприклад, сітками частини приміщень, доступні тільки для кваліфікованого обслуговуючого персоналу, в яких розміщені електроустановки (ПУЭ-86).

• Відкриті або зовнішні електроустановки — електроустановки не захище­ні будівлею від атмосферного впливу (ПУЭ-86).

• Закриті або внутрішні електроустановки—установки, захищені будівлею від атмосферного впливу (ПУЭ-86).

Електроустановки, захищені тількі навісами, сітковими огородженнями і т. ін., розглядаються як зовнішні.

Основні нормативні документи

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Дія ПУЭ розповсюджу­ється на електроустановки, що споруджуються чи реконструюються, напру­гою до 500 кВ.

ПУЕ встановлюють загальні вимоги до будови електроустановок (розділ 1), до каналізації (передачі) електроенергії (розділ 2), до захисту і автомати­ки (розділ 3), до розподільчих пристроїв і підстанцій (розділ 4), до електро­силових установок (розділ 5), до електричного освітлення (розділ 6) та до електрообладнання спеціальних установок (розділ 7).

• ДНАОП 0.00-1.32-01 «Правила будови електроустановок. Електроо­бладнання спеціальних установок».

Цей документ затверджений Мінпраці України і включає деякі питання елек­тричного освітлення та обладнання спеціальних установок зі змінами і доповнен­нями відповідно до чинних в Україні і міжнародних нормативних актів.

• «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей» — галузевий (енергетика) нормативний документ, дія якого розповсюджується на електроустановки напругою до 500 кВ, встановлює вимоги до контролю стану і технічного обслуговування електроустановок енергетичної галузі.

• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей - міжгалузевий нормативний акт, дія якого розповсюджується на електроуста- новки напругою до 220 кВ, встановлює вимоги до контролю стану та техніч­ного обслуговування електроустановок, ведення відповідної документації.

• ДНАОП 1.1.10-1.01-97. Правила безпечної експлуатації електроустано­вок — галузевий нормативний документ (енергетика). Дія його розповсю­джується на електроустановки енергетичної галузі напругою до 500 кВ. Він встановлює вимоги щодо безпечної експлуатації електроустановок.

• ДНАОП 0.00-1.21-98. Правила безпечної експлуатації електроустано­вок споживачів — міжгалузевий НА, що визначає вимоги з безпечної експлу­атації електроустановок, дія його розповсюджується на електроустановки напругою до 220 кВ.

• ДНАОП 1.1.10-1.07-01. Правила експлуатації електрозахисних засобів — НА, що встановлює вимоги до необхідного переліку електрозахисних засобів залежно від конкретних умов, до зберігання, випробування, перевірки стану та користування електрозахисними засобами.

• ДНАОП 0.00-8.19-99. «Порядок проведення посвідчення електроуста­новок споживачів».

• ДНАОП 0.00-8.20-99. «Порядок проведення експертизи електроуста­новок споживачів».

• Галузеві нормативні акти з електробезпеки. Міжгалузеві нормативні акти з електробезпеки не заперечують проти розробки галузевих НА за доцільності цього. Галузеві НА, при цьому, не повинні перечити міжгалузе­вим і зменшувати рівень безпеки.

• Нормативні акти підприємств з питань електробезпеки. В основному, це інструкції з безпечного обслуговування електроустановок та виконання робіт в електроустановках, опрацьовані і затверджені відповідно до чинних вимог.

Перераховані вище НА за вимогами безпеки поділяють електроустановки на 2 групи: напругою до 1 кВ і напругою більше 1 кВ, а також електроустанов­ки малої напруги — номінальною напругою до 42 В змінного і 110 В постій­ного струму включно.

Крім того, за режимом нейтралі електроустановки поділяються на:

• напругою понад 1 кВ в мережах з ефективно заземленою нейтраллю, для яких характерні порівняно великі струми замикання на землю;

• напругою понад 1 кВ в мережах з ізольованою нейтраллю, для яких характерні малі струми замикання на землю;

• напругою до 1 кВ в мережах з ізольованою нейтраллю;

• напругою до 1 кВ в мережах з глухозаземленою нейтраллю.

Актуальність проблеми електробезпеки

За багаторічними статистичними даними електротравми в загальному виробничому травматизмі складають близько 1%, а в смертельному — 15% і більше. Останнє свідчить про тяжкість електротравм, в цілому, про значні етично-моральні та економічні проблеми особи, сім'ї, суспільства, пов'язані з електротравматизмом. В абсолютному вигляді електротравматизм в Україні, наприклад, за 1998 р. характеризується наступними показниками: всього зафіксовано виробничих електротравм близько 500, в тому числі смертель­них близько 150. В тому ж році загальний виробничий травматизм по Украї­ні складав близько 50000 випадків, в т. ч. 1350 зі смертельними наслідками. Наведені показники підтверджують дані богаторічної статистики щодо частки електротравм у загальному травматизмі по Україні.

Крім виробництва, електроенергія з кожним роком знаходить все більше застосування в побуті. Недотримання вимог безпеки в цьому випадку супро­воджується електротравмами, щорічна кількість яких значно перевищує виробничі електротравми. Так у тому ж 1998 р. загальна кількість електро­травм із смертельним наслідком (на виробництві і поза виробництвом) в Україні склала майже 1600, а в усьому світі, за даними міжнародних організа­цій зафіксовано близько 25000 смертельних електротравм. Таким чином, при чисельності населення України менше 1% від світової, кількість смертельних електротравм перевищує 6% від загальносвітової.

Наведене вище свідчить про наявність в Україні серйозної проблеми з електротравматизмом. За кожною електротравмою, і особливо тяжкою, сто­їть трагедія особи, сімї, суспільства, значні матеріальні втрати і втрати трудо­вих ресурсів, несприятливі для суспільства морально-етичні та соціально-по­літичні наслідки.

Досягнення позитивних змін в динаміці електротравматизму потребує удосконалення нормативної бази з питань електробезпеки, дотримання вимог безпеки при розробці електроустановок, їх спорудженні та експлуатації, підвищення рівня навчання електротехнічного персоналу, всього населення щодо розуміння небезпеки ураження електричним струмом, безпечного пово­дження при виконанні робіт в електроустановках та при користуванні ними.

3.5.2. Особливості електротравматизму

Електротравми відбуваються при попаданні людини під напругу в результаті доторкання до елементів електроустановки з різними потенціалами чи потенціал яких відрізняється від потенціалу землі, в результаті утворення електричної дуги між елементами електроуста­новки безпосередньо або між останніми і людиною, яка має контакт з землею, а також в результаті дії напруги кроку.

Електротравматизм як соціальна категорія характерезується сукупністю електротравм за певний проміжок часу, їх абсолютними і відносними показниками, розподілом за тяжкістю, галузями вироб­ництва тощо.

Як попередньо відзначалося, електротравми в загальному виробничому травматизмі складають близько 1%, а в смертельному — близько 15-20%. Останнє свідчить про зміщення розподілу електротравм у бік тяжких, що є однією із особливостей електротравматизму.

Особливістю електротравматизму є також те, що на електроустановки напругою до 1 кВ приходиться до 70-80 відсотків електротравм із смертель­ними наслідками, а на електроустановки напругою понад 1 кВ — до 20-30 від­сотків, тобто при більшій небезпеці, яку являють собою установки напругою понад 1 кВ, електротравм при їх експлуатації відбувається менше.

Наведений розподіл електротравм за величиною напруги електроустано­вок обумовлюється не тільки більшою розповсюдженістю електроустановок напругою до 1 кВ, але більшою мірою ще й тим, що такі установки доступні більшому загалу працівників, які мають недостатньо чіткі уявлення щодо небезпеки електричного струму та вимог безпеки при експлуатації елек­троустановок.

До установок напругою понад 1 кВ має доступ обмежена кількість праців­ників, які повинні мати достатній рівень підготовки з питань електробезпеки — відповідну вимогам чинних нормативів групу з електробезпеки.

Крім відзначеного, в порівнянні з іншими видами травматизму, електро- травматизму характерні наступні особливості:

• людина не в змозі дистанційно, без спеціальних приладів, визначати наявленість напруги, а тому дія струму, зазвичай, є раптовою і захисна реак­ція організму проявляється тількі після попадання під напругу;

• струм, що протікає через тіло людини, діє на тканини і органи не тільки в місцях контакту зі струмовідними частинами і на шляху протікання, але рефлекторно, як надзвичайно сильний подразник, впливає на весь організм, що може призвести до порушення функціонування життєво важливих систем організму — нервової, дихання, сердцево-судинної тощо;

• електротравми можливі без дотику людини до струмовідних частин - внаслідок утворення електричної дуги при пробої повітряного проміжку між струмовідними частинами або між струмовідними частинами і людиною чи землею;

• розслідуванню, обліку і аналізу, в основному, доступні тяжкі електро- травми та електротравми із смертельними наслідками, що негативно впливає на профілактику електротравм.

3.5.3. Дія електричного струму на організм людини

Протікання струму через тіло людини супроводжуєтсья терміч­ним, електролітичним та біологічним ефектами.

Термічна дія струму полягає в нагріванні тканин, випаровуванні вологи тощо, що викликає опіки, обвуглювання тканин та їх розриви парою. Тяжкість термічної дії струму залежить від величини струму, опору проходженню струму та часу проходження. При короткочасній дії струму термічна складова може бути визначальною в характері і тяжкості ураження.

Електролітична дія струму проявляється в розкладі органічної речовини (її електролізі), в тому числі і крові, 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 струму проявляється у подразненні і збуренні живих тканин організму, в тому числі і на клітинному рівні. 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 непрямою, 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 сердця та легенів, навіть коли ці органи не лежать на шляху струму.

Крім відзначеного, протікання струму через організм негативно впливає на поле біопотенціалів в організмі. Зовнішній струм, взаємо­діючи з біострумами, може порушити нормальний характер дії біо­струмів на тканини і органи людини, подавити біоструми і, тим самим, викликати специфічні розлади в організмі.

3.5.4. Види електротравм

Виділяють три види електротравм: місцеві, загальні і змішані.

Місцеві електричні травми

• До місцевих електротрвм відносяться електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, електроофтальмія і механічні ушкодження, повяза- ні з дією електричного струму чи електричної дуги. На місцеві електротрав­ми припадає близько 20% електротравм.

Електричні опіки — найбільш розповсюджені електротравми, близько 85% яких припадає на електромонтерів, які обслуговують електроустановки. Зал­ежно від умов виникнення опіки діляться на контактні, дугові і змішані. Кон­тактні струмові опіки більш вірогідні в установках порівняно невеликої напруги — 1...2 кВ і спричинюються тепловою дією струму. Для місць контак­ту тіла зі струмовідними неізольованими елементами електроустановки характерним є велика щільність струму і підвищений опір — за рахунок опору шкіри. Тому в місцях контакту виділяється значна кількість тепла, що і призводить до опіку. Контактні опіки охоплюють прилеглі до місця контак­ту ділянки шкіри і тканин.

Дугові опіки можуть відбуватися в електроустановках, різних за величи­ною напруги. При цьому в установках до 6...10 кВ дугові опіки частіше є результатом випадкових коротких замикань при виконанні робіт в елек­троустановках. При більших значеннях напруг дуга може виникати як безпо­середньо між струмовідними елементами установки, так і між струмовідними елементами електроустановки і тілом людини при небезпечному наближенні її до струмовідних елементів. В першому випадку (дуга між елементами елек­троустановки) струм через тіло людини може не проходити і небезпека обумовлюється тепловою дією дуги, а в другому (дуга між струмовідними елементами і тілом людини) теплова дія дуги поєднується з проходженням струму через тіло людини. Дугові опіки, в цілому, значно тяжчі, ніж контакт­ні, і нерідко призводять до смерті потерпілого, а тяжкість уражень зростає із збільшенням величини напруги.

Електричні знаки (знаки струму або електричні мітки) спостерігаються у вигляді різко окреслених плям сірого чи блідо-жовтого кольору на поверхні тіла людини в місці контакту із струмовідними елементами. Зазвичай, знаки мають круглу чи овальну форму або форму струмовідного елемента, до якого доторкнулася людина, з поглибленням в центрі. Іноді електричні знаки можуть мати форму мікроблискавки, яка контрастно спостерігається на поверхні тіла.

Електричні знаки можуть виникати як в момент проходження стуму через тіло людини, так і через деякий час після контакту із струмовідними елемен­тами електроустановки. Особливого больового відчуття електричні знаки не спричиняють і з часом безслідно зникають.

Металізація шкіри - це проникнення у верхні шари шкіри дрібних часток металу, який розплавився під дією електричної дуги. Наддрібні частки мета­лу мають високу температуру, але малий запас теплоти. Тому вони не здатні проникати через одяг і небезпечні для відкритих ділянок тіла. На ураженій ділянці тіла, при цьому, відчувається біль від опіку за рахунок тепла, занесе­ного в шкіру металом, і напруження шкіри від присутності в ній стороньої твердої речовини - часток металу. З часом уражена ділянка шкіри приймає нормальний стан і зникають больові відчуття.

Особливо небезпечна електрометалізація, пов'язана з виникненням елек­тричної дуги, для органів зору. При електрометалізації очей лікування може бути досить тривалим, а в окремих випадках безрезультатними. Тому при виконанні робіт в умовах вірогідного виникнення електричної дуги необхід­но користуватися захисними окулярами.

В більшості випадків одночасно з металізацією шкіри мають місце дугові опіки.

Електроофтальмія — запалення зовнішніх оболонок очей, спричинене надмірною дією ультрафіолетового випромінювання електричної дуги. Елек- троофтальмія, зазвичай, розвивається через 2-6 годин після опромінення (залежно від інтенсивності опромінення) і проявляється у формі почервонін­ня і запалення шкіри та слизових оболонок повік, сльозоточінні, гнійних виділеннях, світлоболях і світлобоязні. Тривалість захворювання 3...5 днів.

Профілактика електорофтальмій при обслуговуванні електроустановок забезпечується застосуванням окулярів із звичайними скельцями, які майже не пропускають ультрафіолетових променів.

Механічні ушкодження, пов'язані з дією електричного струму на організм людини, спричиняються непердбачуваним судомним скороченням м'язів в результаті подразнюючої дії струму. Внаслідок таких судомих скорочень м'я­зів можливі розриви сухожиль, шкіри, кровоносних судин, нервових тканин, вивихи суглобів, переломи кісток тощо. До механічних пошкоджень, спричи­нених дією електричного струму, не відносяться ушкодження, обумовлені падінням з висоти та інші подібні випадки, навіть коли падіння було спричи­нено дією електричного струму.

Загальні електричні травми або електричні удари — це порушення діяльності життєво важливих органів чи всього організму людини як наслі­док збурення живих тканин організму електричним струмом, яке супрово­джується мимовільним судомним скороченням м'язів. Результат негативної дії на організм цього явища може бути різний: від судомного скорочення окремих м'язів до повної зупинки дихання і кровообігу. При цьому зовнішні місцеві пошкодження можуть бути відсутні.

Залежно від наслідків ураження електричні удари діляться на чотири групи:

I — судомні скорочення м'язів без втрати свідомості;

II— судомні скорочення м'язів з втратою свідомості без порушень дихан­ня і кровообігу;

3. — втрата свідомості з порушенням серцевої діяльності чи дихання, або серцевої діяльності і дихання разом;

4. — клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Клінічна або «уявна» смерть — це перехідний стан від життя до смерті. В

стані клінічної смерті кровообіг і дихання відсутні, в організм людини не постачається кисень. Ознаки клінічної смерті — відсутність пульсу і дихання, шкіряний покрив синьювато-блідий, зіниці очей різко розширені і не реагу­ють на світло. Життєдіяльність клітин і організму в цілому ще деякий час під­тримується за рахунок наявного в організмі кисню на момент ураження. З часом запаси кисню в організмі вичерпуються і клітини організму починають відмирати, тобто наступає біологічна смерть. Період клінічної смерті визна­чається проміжком часу від зупинки кровообігу і дихання до початку відми­рання клітин головного мозку, як більш чутливих до кисневого голодування. Залежно від запасу кисню в організмі на момент зупинки кровообігу період клінічної смерті може бути від декількох до 10.12 хвилин, а кисневі ресурси організму, в свою чергу, визначаються тяжкістю виконуваної роботи — змен­шуються із збільшенням тяжкості роботи.

Якщо в стані клінічної смерті потерпілому своєчасно надати кваліфікова­ну допомогу (штучне дихання і закритий масаж серця), то дихання і крово­обіг можуть відновитися, або продовжиться період клінічної смерті до при­буття медичної допомоги.

Закритий масаж серця не приводить, практично, до відновлення його роботи при наявності фібриляції серця — неупорядковані скорочення м'язів серця, які не приводять до циркуляції крові. При фібриляції відновлення роботи серця можливе за застосування медпрепаратів і дефібриляторів — спеціальних електроприладів. Таким чином, при фібриляції серця закритий його масаж сприяє тільки подовженню періоду клінічної смерті.

Крім електричних ударів, одним із різновидів загальних електротравм є електричний шок — тяжка нервово-рефлекторна реакція організму на подразнення електричним струмом. При шоці виникають глибокі розлади нервової системи і, як наслідок цього, розлади систем дихання, кровообігу, обміну речовин, функціонування організму в цілому, а життєві функції орга­нізму поступово затухають. Такий стан організму може тривати від десятків хвилин до доби і закінчитись або виздоровленням при активному лікуванні, або смертю потерпілого.