Электробезопасность
Особенности действия тока на живую ткань. Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т. п.) носит своеобразный и разносторонний характер. В самом деле, проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электрическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи: одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
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 в них серьезные функциональные расстройства.
Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.
|
|
Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, легочной ткани и др., в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями. Электрический ток, проходя через организм, раздражает живые ткани, вызывая в них ответную реакцию — возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов. Это так называемое прямое, или непосредственное, раздражающее действие тока на ткани, по которым он проходит. Действие тока может быть не только прямым, но и рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему.
Виды поражения электрическим током. Указанное многообразие действий электрического тока на организм нередко приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным электротравмам, когда возникает местное повреждение организма, и общим электротравмам, так называемым электрическим ударам, когда поражается весь организм(или создается угроза поражения) из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем. Оба вида травм часто сопутствуют друг другу.
|
|
Местная электротравма – ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.
К местным электротравмам относятся: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия.
Электрический ожог – поражение тканей организма вследствие термического действия тока. Самая распространенная электротравма (возникают у 63% пострадавших).
Электрические знаки (именуемые также знаками тока или электрическими метками) – резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи в местах входа или выхода тока.
Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.
Механические повреждения – разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и других тканей организма вследствие резких непроизвольных судорожных сокращении мышц под действием тока, проходящего через тело человека.
Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз - роговицы и конъюнктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей под действием электрической дуги.
Общая электротравма (электрический удар) –возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, проявляющееся в непроизвольных судорожных сокращениях различных мышц тела.
В зависимости от исхода поражения электрические удары можно условно разделить на следующие пять степеней:
I - судорожное едва ощутимое сокращение мышц;
II - судорожное сокращение мыши, сопровождающееся сильными, едва переносимыми болями, без потери сознания;
III - судорожное сокращение мыши с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
IV - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);
V — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
При электрическом ударе возникают следующие реакции организма.
Фибрилляция сердца – хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция продолжается обычно короткое время, сменяясь вскоре полной остановкой сердца.
Прекращение дыхания – происходит обычно в результате непосредственного воздействия тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.
Электрический шок – своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п.
Факторы, влияющие на исход воздействия электрического тока на организм человека: сопротивление тела человека; значение, частота и род тока; продолжительность воздействия тока; путь тока в теле человека.
Влияние сопротивления тела человека. Сопротивление кожи, а, следовательно, и тела в целом резко уменьшается в следующих случаях: при повреждении ее рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы); при наличии влаги на ее поверхности, что приводит к разрыхлению и насыщению влагой рогового слоя кожи, в результате чего ее сопротивление почти полностью утрачивается; при загрязнении кожи различными веществами, в особенности хорошо проводящими ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т. п.), что сопровождается снижением ее сопротивления, подобно тому, как это наблюдается при поверхностном увлажнении кожи.
|
|
Влияние значения тока. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. При этом степень отрицательного воздействия тока на организм человека увеличивается с ростом тока.
Ощутимый ток –это электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Наименьшее значение этого тока называется пороговым ощутимым током.
Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Наименьшее его значение называется пороговым неотпускающим током.
Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца, называется фибрилляционным током, а его наименьшее значение – пороговым фибрилляционным током.
Ток больше 5 А как переменный при 50 Гц, так и постоянный, вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции. Если действие тока было кратковременным (1-2 сек.) и не вызвало повреждение сердца (в результате нагрева, ожога и т.д.), после отключения тока оно, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность.
Влияние продолжительности прохождения тока на исход поражения. Анализ несчастных случаев с людьми от воздействия электрического тока и данные опытов над животными показывают, что длительность прохождения тока через организм существенно влияет на исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода.
Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань, во-первых, повышается его значение; во-вторых, растут (накапливаются) последствия воздействия тока на организм.
Влияние пути тока на исход поражения. Практикой и опытами установлено, что путь прохождения тока в теле человека играет существенную роль в исходе поражения. Так, если на пути оказываются жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг), то опасность поражения весьма велика.
|
|
Если же ток проходит иными путями, то воздействие на его жизненно важные органы могут быть лишь рефлекторными, а не непосредственным. При этом опасность тяжелого поражения хотя и сохраняется, но вероятность ее резко снижается.
Возможных путей тока в теле человека (петель тока) очень много, но на практике наиболее часто встречается не более 15 (рис.4.6). Наиболее опасными являются петли «голова-руки» и «голова-ноги», когда ток может проходить через головной и спинной мозг.
Рис.4.6. Наиболее распространенные петли тока: 1 – «рука-рука», 2,3 – «рука-ноги», 4,5,6,7 – «рука-нога», 8 – «руки-ноги», 9 – «нога-нога», 10 – «голова-руки», 11 – «горлова-ноги», 12,13 – «голова-рука», 14,15 – «голова-нога».
Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током. «Правилами устройства электроустановок» все помещения делятся по степени опасности поражения людей электрическим током на 3 класса: без повышенной опасности; с повышенной опасностью; особо опасные.
Помещения без повышенной опасности – это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (напр., деревянными) полами. Пример: конторские помещения, лаборатории, некоторые производственные помещения, в том числе цехи приборных заводов, размещенные в сухих, беспыльных помещениях с изолирующими полами и нормальной температурой воздуха.
Помещения с повышенной опасностью – характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:
· сырые помещения, когда относительная влажность воздуха длительное время превышает 75%;
· жаркие помещения, когда температура воздуха длительное время превышает +30 0С;
· наличие токопроводящей пыли, когда по условиям производства в помещениях выделяется токопроводящая технологическая пыль (угольная, металлическая), в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.п.;
· наличие токопроводящих полов (металлических земляных, железобетонных, кирпичных и т.п.;
· наличие возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.
Помещения особо опасные – характеризуются наличием одного из следующих трех условий:
· особая сырость, когда относительная влажность воздуха близка к 100%, т.е. стены, пол и предметы, находящиеся в помещении покрыты влагой;
· наличие химически активной среды, т.е. помещения, в которых по условиям производства содержатся пары или образуются отложения, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования;
· одновременное наличие двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
Схемы прикосновения человека к токоведущим частям. Если человек касается одновременно двух точек, между которыми существует напряжения, и при этом образуется замкнутая цепь, через тело человека проходит ток. Значения этого тока зависит от схемы прикосновения, т.е. от того, каких частей электроустановки касается человек, а также от параметров электрической сети. Не касаясь параметров сети, рассмотрим схемы включения человека в цепь тока (схемы прикосновения).
1. Двухфазное (двухполюсное) прикосновение. При этом человек оказывается под рабочим напряжением сети (рис.4.7а):
Рис.4.7. Включение человека в в цепь тока: а – двухфазное включение; б,в – однофазное включение.