Действие электрического тока на организм человека

5 Безопасность  и экологичность проекта

5.1 Введение

Электробезопасность – это система организационно-технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества. Это система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, связанной с влиянием электрического тока и электромагнитных полей. Электробезопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование.

 

5.2 Действие электрического тока на организм человека

Минимально ощутимый человеком электрический ток принято считать равным 1 мА. Опасным для жизни человека ток становится, начиная с силы, примерно 0,01 А. Смертельным для человека ток становится, начиная с силы, примерно 0,1 А. Проходя через живой организм, электрический ток производит следующие виды действий:

Термическое. Заключается в нагреве тканей, органов, кровеносных сосудов и биологических сред организма, что приводит к перегреву всего организма, и, как следствие, нарушению обменных процессов и связанных с ними отклонений.

Электролитическое. Заключается в разложении крови, плазмы и других физиологических растворов организма с деструкцией их функций.

Биологическое. Связано с раздражением и возбуждением нервных волокон и тканей. Так же связано с раздражением и возбуждением других тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В результате действия электрического тока на организм возникают различные нарушения его жизнедеятельности вплоть до полной остановки сердца и угнетения работы легких.

Действие электрического тока приводит к двум видам поражений:

1. Электрическая травма (местное действие). Это четко выраженное местное повреждение тканей организма, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это повреждение участков кожи, связок и костей. В некоторых случаях электрические травмы приводят к смерти.

Электрические травмы бывают следующих видов:

- электрический ожог. Это  результат воздействия электрического  тока в месте контакта. Является  самой распространенной электрической  травмой. Выделяют 2 типа: токовый (при  прохождении через тело электрического  тока) и дуговой (результат действия  на тело электрической дуги  с высокой температурой).

- электрический знак. Это  специфическое поражение кожи, выражающееся  в некрозе пораженных участков.

- металлизация кожи. Это внедрение в кожу мельчайших частичек металла, расплавленных электрической дугой.

- электроофтальпия. Это воспаление наружных оболочек глаза из-за воздействия ультрафиолетового излучения от электрической дуги.

- различные механические поражения, вызванные непроизвольным сокращением мышц под действием электрического тока. Механические повреждения представляющие собой редкий случай электротравматизма, характеризуются разрывами тканей, вывихами суставов, переломами костей.

-ослепление электрической  дугой (электроофтальмия) характеризуется воспалением слизистых оболочек глаз, головной болью, нестерпимой резью в глазах, спазмами век и частичным ослеплением. При современном и эффективном лечении электроофтальмия излечивается за несколько дней

2. Электрический удар (общее действие). Это возбуждение живых тканей организма при прохождении через них электрического тока, сопровождающееся судорожным сокращением мышц. В зависимости от тяжести поражения электрические удары делят на 4 степени:

А) I степень. Судорожное сокращение мышц без потери сознания.

Б) II степень. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца.

В) III степень. Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того, или другого).

Г) IV степень. Состояние клинической смерти. Это переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения работы сердца и легких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти отсутствуют почти все признаки жизнедеятельности, и пока организм не погиб, продолжаются обменные процессы. Главными причинами смерти от поражения электрическим током являются: прекращение работы сердца, легких, электрический шок. Часто поражение электрическим током заканчивается фибрилляцией.

Фибрилляция – это хаотические разновременные сокращения сердца, нарушающие его работу. Наступление фибрилляции и остановка сердца происходят при продолжительном действии электрического тока (более 0,8 с) или при совпадении времени прохождения тока с фазой кардиологического цикла.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов:

1. Сила тока. Является основным фактором, обуславливающим степень поражения человека. Для характеристики воздействия на человека установлены 3 критерия:

- пороговый ощутимый ток. Это наименьшее значение тока, вызывающего ощутимые раздражения.

- пороговый неотпускающий ток. Это значение тока, вызывающие судорожные сокращения мышц, не позволяющие пораженному освободиться от источника поражения.

- пороговый фибрилляционный ток. Это значение тока, вызывающее фибрилляцию сердца.

Средние значения пороговых токов приведены в таблице 5.1:

Таблица 5.1- Средние значения пороговых токов приведены в таблице

Ток	Пороговый ощутимый ток, мА	Пороговый неотпускающий ток, мА	Пороговый фибрилляционный ток, мА
Переменный	0,5…1,5	6…10	50…100
Постоянный	5…20	50…80	300

 

2. Электрическое сопротивление  тела человека. Сопротивление тела  человека при сухой чистой  коже составляет от 3 кОм до 1000 кОм. Исход воздействия тока на человека зависит от электрического сопротивления его тела. Это сопротивление изменяется в широком диапазоне в зависимости от ряда факторов психофизического состояния, изоляции человека относительно земли, состояния окружающей среды и т.д. Электрическое сопротивление организма человека складывается из сопротивлений его кожных покровов и внутренних тканей. Сопротивление тканей внутренних органов человека невелико и находится в пределах от 600 до 1000 Ом. Сопротивление верхнего ороговевшего слоя чистой сухой кожи (эпидермиса) достигает значительной величины (миллионов Ом). Этот слой и выполняет основные биологические защитные функции организма человека при воздействии на него электрического потенциала. Однако при увлажнении и повреждении кожи ее электрическое сопротивление значительно уменьшается. Увеличение параметров тока и времени его воздействия на человека снижает защитную роль кожи. В этом случае снижение сопротивления кожи и последующий электрический пробой ее обусловливаются потоотделением в месте контакта с электрическим проводником, которое вызвано тепловым воздействием тока. Таким образом, общее сопротивление тела становится равным сопротивлению внутренних тканей. В связи с этим за расчетную среднюю величину электрического сопротивления организма человека условились принимать 1000 Ом.

3. Длительность протекания  через тело человека. Оказывает  существенное влияние на исход  поражения, поскольку с течением  времени резко падает уровень  сопротивления тела человека  и более вероятным становится  поражение жизненно значимых  органов. Чем продолжительнее действие  электрического тока, тем больше  вероятность тяжелого или смертельного поражения. Это объясняется следующим. С увеличением времени воздействия тока резко повышается температура участка тела в месте контакта, что приводит к снижению сопротивления верхнего защитного слоя кожи и соответственно к возрастанию силы тока до опасной величины, способной вызвать поражение организма.

4. Вид тока. Наиболее опасен  переменный ток с частотой 20-1000 Гц и напряжением до 300 В. При  больших напряжениях более опасен  постоянный ток. Воздействие переменного тока промышленной частоты в течение 0.01 с считается безопасным для человека. Время безопасного воздействия постоянного тока равно 0.05 с. Чем выше напряжение тока в сети, тем меньше потребуется времени для поражения человека. Для здоровья человека представляет опасность воздействие как переменного, так и постоянного тока, хотя практикой установлено, что постоянный ток напряжением до 500 В действует слабее на организм человека, чем переменный. При напряжении 500 В опасен как переменный, так и постоянный ток. При увеличении напряжения свыше 500 В опасность поражения от воздействия переменным током преобладает. Постоянный ток до определенного уровня напряжения ощущается только в моменты включения и выключения. Физиологическое действие его на организм человека в основном тепловое. Частота переменного тока существенно влияет на исход поражения. Наиболее опасным является ток промышленной частоты 40— 60 Гц. При повышении частоты до 450—500 Гц даже с ростом силы тока опасность поражения несколько снижается. Токи высокой частоты (выше 200 кГц) с точки зрения возможности электрического удара опасности не представляют, хотя и могут вызывать тяжелые ожоги. Токи сверхвысоких частот также не опасны для жизни человека, но создаваемые ими электромагнитные поля могут оказать вредное воздействие на человека и вызвать патологические изменения в его организме.

5. Индивидуальные свойства  человеческого организма. Здоровые  и физически крепкие люди легче  переносят воздействие электрического  тока, чем больные и ослабленные.

6. Путь прохождения электрического  тока по телу человека. Наиболее  опасным является прохождение  электрического тока вдоль оси  тела, а так же через сердце, легкие и головной мозг. Путь  тока в теле пострадавшего  играет очень важную роль в  исходе поражения. Если на пути  электрического тока попадаются  жизненно важные органы, то вероятность  тяжкого исхода увеличивается. Наиболее опасен путь тока по линии от рук к ногам, самым опасным является путь грудь – левая рука. В этом случае электроток поражает центральную нервную систему, органы кровообращения и дыхания. Однако человек может быть поражен электротоком и в случае наименее опасного его пути через организм — от ноги к ноге, хотя через сердце при этом пройдет лишь около 0.4 общей величины тока.

7. Условия окружающей  среды. Риск поражения электрическим  током и тяжесть последствий  увеличиваются, к примеру, во влажной  среде, во время дождя или снегопада. По степени опасности поражения людей электрическим током производственные помещения в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) подразделяются на помещения: 1) с повышенной опасностью, 2) особо опасные, 3) без повышенной опасности.

1) Помещения с повышенной  опасностью, характеризующиеся наличием  одного из следующих условий  сырости, когда относительная влажность  длительное время превышает 75%, высокой  температуры (жаркими называют помещения, в которых температура воздуха  длительное время превышает +30°С). токопроводящей пыли, когда по условиям технологического процесса выделяется пыль (угольная, металлическая и пр.), проводящая электроток, токопроводящих палуб (стальных, бетонных и т.п.), возможности одновременного касания человеком металлических мастей оборудования, имеющих непосредственный контакт с металлическими корпусами электрооборудования.

2) Особо опасные помещения, которые характеризуются наличием  одного из трех условий, создающих  особую опасность, особой сырости, когда относительная влажность  воздуха близка к 100%-ной, химически  активной среды, т.е. наличием в  воздухе агрессивных паров или  газов, разрушающе действующих на  изоляцию и токоведущие части  электрооборудования, одновременным  наличием двух или более условий, свойственных помещениям с повышенной  опасностью.

3) Помещения без повышенной  опасности, в которых отсутствуют  условия, свойственные помещениям  рассмотренных выше двух категорий.

8. Площадь контакта человека  с токоведущими частями.

 

5.3 Основные меры защиты от поражения электрическим током

Поражение человека электрическим током происходит в случаях:

1. Прикосновения к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением.
2. Приближения человека на опасное расстояние к токоведущим незащищенным изоляцией частям электроустановок.
3. Прикосновения человека к нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением (из-за замыкания на их корпус).
4. Ошибочного принятия находящегося под напряжением оборудования как отключенного.
5. Повреждения изоляции.
6. Удара молнии.
7. Действия электрической дуги.
8. Освобождения другого человека, находящегося под напряжением.
9. В результате возникновения токового напряжения на поверхности земли из-за замыкания фазного провода на землю, что привело к растеканию тока по земле. Оказавшийся в зоне поражения человек попадает под шаговое напряжение, которое по мере приближения к проводу принимает опасные значения. Шаговое напряжение зависит от расстояния между точками соприкосновения человека с землей. Уходить от упавшего провода следует мелкими шажками. На расстоянии более 20 м от провода напряжение уменьшается до нуля.