Опасность поражения электрическим током

Как известно, человеческое тело является проводником электрического тока. Поэтому, при непосредственном соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями электрической установки или линией электропередач возникает опасность поражения электрическим током.

В большинстве случаев прикосновение происходит тогда, когда человек стоит на земле или на проводящем основании (пол, площадка). При этом возникает электрическая цепь, одним из участков которой будет теле человека.

Степень травмы от воздействия электрического тока определяется величиной тока, протекающего через тело человека.

Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от напряжения электроустановки, а также от сопротивления всех элементов цепи, по которой протекает ток, в том числе от сопротивления тела человека.

Электрическое сопротивление человека

Электрическое сопротивление различное у разных людей. Даже у одного и того же человека оно может быть разным в зависимости от ряда факторов. Так, большое влияние на величину электрического сопротивления имеют такие факторы, как состояние кожного покрова, степень утомления, состояние нервной системы и т. п.

Сухая, грубая, мозолистая кожа, отсутствие усталости и нормальное состояние нервной системы резко повышают электрическое сопротивление человеческого организма и, наоборот, увлажненная кожа, переутомление, возбужденное состояние нервной системы, а также другие факторы значительно понижают его.

Большое влияние на сопротивление тела человека прохождению электрического тока оказывают влажность и температура помещения, состояние одежды, обуви и т. д.

От чего зависит тяжесть поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения тела человека электрическим током зависит от силы и частоты тока, от пути и продолжительности его действия, а также от сопротивления тела человека в момент соприкосновения с токоведущими частями.

Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие, а наиболее уязвимыми частями тела в момент прикосновения к токоведущей части являются щека, шея, голень, плечо и тыльная сторона ладони.

Не менее важным фактором является площадь соприкосновения тела человека с токоведущими частями электроустановки.

Чем больше площадь соприкосновения тела человека с проводником и продолжительнее действие электрического тока на человеческое тело, тем меньше его сопротивление и, следовательно, больше опасность поражения электрическим током.

Поэтому опасность поражения электрическим током резко возрастает при таких видах работ, как сварка внутри колодцев, цистерн, резервуаров, внутри сосудов, находящихся под давлением (кфтлы, баллоны, трубопроводы), где большая вероятность соприкосновения работающего с металлическими конструкциями.

Опасными для поражения электрическим током являются помещения с токопроводящими полами (земля, бетон, металл и др.), в которых относительная влажность превышает 75%.

Особо опасными являются помещения, в которых относительная влажность воздуха достигает 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), а также помещения с химически активной средой, разрушающе действующей на изоляцию и токоведущие части электрооборудования и т. д.

Для нормальных условий работы в сухих помещениях считается безопасным напряжение, не превышающее 36 В, а при особо неблагоприятных условиях смертельные поражения током возможны даже при напряжении 12 В. С увеличением частоты тока опасность поражения понижается.

Наибольшую опасность представляют токи, частота которых составляет 40 — 60 Гц. При частотах выше 100 Гц опасность поражения резко падает.

Величина тока в человеке определяется также приложенным напряжением в момент прикосновения к токоведущим частям.

Если человек замыкает своим телом два фазных провода действующей установки, взявшись, например, за них руками, он ставит свое тело под полное линейное напряжение сети.

Когда человек касается одного провода трехфазной сети, находящегося под напряжением, то он ставит себя под напряжение, действующее между этим проводом и землей.

В этом случае в электрическую цепь, по которой проходит ток через тело человека, включено обычно еще сопротивление изоляции (относительно земли) обуви, пола, проводов других фаз, которых человек не касается.

Что такое шаговое напряжение

Напряжение, возникшее в цепи тока замыкания на землю между двумя ее точками в момент прикосновения к ним человека, называется напряжением прикосновения.

Поражение током может произойти и под действием шагового напряжения, которое возникает под действием растекающегося в земле тока при замыкании токоведущих частей на корпус оборудования или непосредственно на землю.

Шаговое напряжение равно разности потенциалов между двумя точками поверхности земли на расстоянии одного шага (примерно 0,8 м). Оно возрастает по мере приближения к точке соединения токоведущих частей с землей и может быть равно напряжению прикосновения.

Поэтому при обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещено приближаться к месту повреждения на расстояние менее 4 — 5 м в закрытых распределительных устройствах и на 8 — 10 м в открытых.

Воздействие переменного электромагнитного поля на человека

Длительное воздействие переменного электромагнитного поля на организм человека также вызывает некоторые нарушения его нормальной деятельности — человек быстро утомляется, снижается точность движений во время работы, появляется головная боль и боль в области сердца, иногда повышается кровяное давление.

Электрическое поле промышленной частоты помимо биологического воздействия на организм человека вызывает электризацию его как проводника. Поэтому человек, изолированный от земли и находящийся в электрическом поле, оказывается под значительным потенциалом (величиной несколько киловольт).

В случае прикосновения человека к заземленным частям электрооборудования возникает электрический разряд. Разрядный ток вызывает болезненные ощущения.

Выбор средств защиты от вредного действия электромагнитных полей зависит от частоты колебаний электромагнитного поля. В установках промышленной частоты напряжением 330 кВ и выше как защитное средство применяют экранирующий костюм, изготовляемый из специальной металлизированной ткани.

В комплект защитного костюма входят комбинезон или куртка с брюками, головной убор (каска, шапка) и кожаные ботинки с электропроводящими подошвами, обеспечивающими хороший электрический контакт с поверхностью, на которой стоит человек.

Все части костюма соединены между собой специальными гибкими проводниками. Для защиты применяют также специальные заземленные экраны в виде щитов из металлической сетки. Их защитное действие основано на эффекте ослабления электрического поля вблизи заземленного металлического предмета. Экраны могут быть постоянные и переносные в виде козырьков, навесов, перегородок или палаток.

Опасность статического электричества

Опасность для человека представляет также статическое электричество. Статическое электричество образуется в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов или ионов при соприкосновении двух разнородных материалов. Искровые разряды статического электричества могут явиться причиной воспламенения горючих веществ и взрывов, привести к порче или разрушению материалов, отрицательно воздействовать на организм человека.

Накопление разрядов статического электричества на стационарных и передвижных установках происходит:

при наливе электризующихся жидкостей (этиловый эфир, сероуглерод, бензол, бензин, толуол, этиловый и метиловый спирты) в незаземленные резервуары, цистерны и другие емкости ;

во время протекания жидкостей по трубам, изолированным от земли, или по резиновым шлангам,

при выходе из сопел сжиженных или сжатых газов, особенно тогда, когда в них содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль ;

во время перевозки жидкостей в незаземленных цистернах и бочках;

при фильтрации жидкостей через пористые перегородки или сетки;

при движении пылевоздушной смеси в незаземленных трубах и аппаратах (пневмотранспорт, размол, просеивание, аэросушка);

в процессах перемешивания веществ в смесителях;

при механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную;

во время трения трансмиссионных ремней (прорезиненных и кожаных диэлектриков) о шкивы.

Накопление зарядов статического электричества на людях происходит:

при пользовании обувью с непроводящими электрический ток подошвами;

одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственных волокон;

при передвижении по покрытию пола, непроводящему электрический ток, при выполнении ручных операций с веществами — диэлектриками.

Длительное воздействие зарядов статического электричества (например, при ручных операциях) оказывает вредное влияние на здоровье работающих.

Для отвода статического электричества, накапливающегося на установках, устройствах и оборудовании, применяют заземляющие устройства.

Смесители, газо- и воздухопроводы, воздушные и газовые компрессоры, пневмосушилки, воздухопроводы вытяжных систем вентиляции и пневмотранспорта, особенно при удалении синтетических материалов, сливоналивные устройства, резервуары, емкости, аппараты и другие устройства, в которых возникают опасные потенциалы электричества, необходимо заземлять не менее чем в двух местах.

Все передвижные емкости, временно находящиеся под наливом или сливом сжиженных горючих газов и пожароопасных жидкостей, на время заполнения необходимо присоединить к заземлителю.

Во избежание воспламенения и взрыва пылевоздушных смесей необходимо:

препятствовать образованию смесей в пределах взрываемости;

остерегаться образования тонкой пыли;

повышать относительную влажность воздуха;

заземлять технологическое и транспортное оборудование, особенно выпускные сопла, фильтры из текстильных и других токонепроводящих материалов прошивать медными многожильными проводами с последующим заземлением их;

не допускать накопления пыли в помещении, падения или сброса ее с большой высоты, а также ее завихрения.

Для отвода статического электричества используют токопроводящую обувь — ботинки с кожаной подошвой, подошвой из токопроводящей резины или пробитой токопроводящйми и неискрящими при трении и ударах заклепками (латунными), заземляют ручки дверей, лестниц, рукоятки приборов и т. д.

Защита от статического электричества:

Поражение током может произойти и от молнии. Ток молнии может достигать 100 — 200 кА. Производя тепловое, электромагнитное и механическое воздействие на предметы, по которым он проходит, ток может вызвать разрушения зданий и сооружений, пожары и взрывы, представлять большую опасность для людей.

Разрушающее и поражающее действие молнии может быть вызвано прямым (непосредственным) ударом в объект, занесенным высоким потенциалом (по проводам воздушных линий или трубопроводам, в которые ударила молния во время грозового разряда), наведенными напряжениями под действием электростатической и электромагнитной индукции (вторичное воздействие молнии), а также шаговыми напряжениями и напряжениями прикосновения в зоне растекания тока молнии (при разряде в землю, дерево, здание, грозозащитное устройство и т. п.).

Для приема электрического разряда молнии (тока молнии) служат устройства — молниеотводы, состоящие из несущей части (например, опоры), молниеприемника (металлический стержень, трос или сетка), токоотвода и заземлителя.

Каждый молниеотвод в зависимости от его конструкции и высоты имеет определенную зону защиты, внутри которой объекты не подвержены прямым ударам молнии.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами в местах их взаимного сближения на 10 см и меньше через каждые 20 м приваривают стальные перемычки с тем, чтобы не было незамкнутых контуров (в местах разрывов возможно искрение и, следовательно, не исключена опасность взрыва и пожара).

Статистика показывает, что около 9,5% всех случаев электротравматизма приходится на системы электроосвещения, а из них более половины представляют случаи поражения током во время смены ламп при прикосновении к цоколю или к неправильно заправленному патрону. Чтобы избежать опасности поражения током во время замены электрической лампы, необходимо перед заменой снять напряжение.

Другие материалы со статистикой электротравматизма:

Источник

Опасность действия электрического тока на организм человека

ОПАСНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Тело человека является проводником электрического тока. Электрический ток имеет существенные особенности, отличающие его от других вредных и опасных производственных факторов.

Первая особенность электрического тока в том, что он не обладает цветом, запахом, звуком, а поэтому человек не может с помощью собственных органов чувств определить наличие электрического тока.

Вторая особенность электрического тока в том, что получить электротравму можно без непосредственного контакта с токоведущими частями (например, при перемещении по земле (токопроводящему полу) вблизи поврежденной электроустановки, электроприемника (в случае замыкания на землю, пол), а также через электрическую дугу, разряд молнии

Третья особенность электрического тока в том, что проходя через тело человека, электрический ток оказывает свое действие не только в местах контактов и на пути прохождения через организм, но и вызывает рефлекторное воздействие, нарушая нормальную деятельность отдельных органов и систем организма человека (нервной, сердечно-сосудиетой, органов дыхания и др.)

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электрохимическое, тепловое и механическое действие.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам к вывихам конечностей, спазму голосовых связок.

Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.

Тепловое действие приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подлежащих тканей, вплоть до обугливания.

Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.

Механические повреждения возникают в результате резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей.

Многообразие действия электрического тока на организм приводит к различным электротравмам. Условно все электротравмы можно разделить на местные и общие.

К местным электротравмам относятся местные повреждения организма или ярко выраженные местные нарушения целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги.

К наиболее характерным местным травмам относятся электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрический ожог (покровный) возникает, как правило, в электроустановках до 1000 В. При более высоком напряжении возникает электрическая дуга или искра, что вызывает дуговой электрический ожог.

Токовый ожог участка тела является следствием преобразования энергии электрического тока, проходящего через этот участок, в тепловую. Этот ожог определяется величиной тока, временем его прохождения и сопротивлением участка тела, подвергшегося воздействию тока. Максимальное количество теплоты выделяется в месте контакта проводника с кожей. Поэтому в основном токовый ожог является ожогом кожи. Однако токовым ожогом могут быть повреждены и подкожные ткани. При токах высокой частоты наиболее подвержены токовым ожогам внутренние органы.

Электрическая дуга вызывает обширные ожоги тела человека. При этом поражение носит тяжелый характер и нередко оканчивается смертью пострадавшего.

Электрические знаки воздействия тока представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека. Обычно они имеют круглую или овальную форму и размеры 1—5 мм с углублением в центре. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. Происходит омертвение верхнего слоя кожи. Поверхность знака сухая, не воспаленная. Электрические знаки безболезненны. С течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность.

Металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Такие случаи происходят при коротких замыканиях, отключения рубильников под нагрузкой. При этом брызги расплавившегося металла под действием возникших динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Так как расплавившиеся частицы имеют высокую температуру, но небольшой запас теплоты, то они не способны прожечь одежду и поражают обычно открытые части тела — лицо, руки.

Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность. Пострадавший ощущает на пораженном участке боль от ожогов и испытывает напряжения кожи от присутствия в ней инородного тела. Особенно опасно поражение расплавленным металлом глаз. Поэтому такие работы, как снятие и замена предохранителей, должны проводиться в защитных очках.

При постоянном токе металлизация кожи возможна и в результате электролиза, который возникает при плотном и относительно длительном контакте с токоведущей частью, находящейся под напряжением. В этом случае частички металла заносятся в кожу электрическим током, который одновременно разлагает органическую жидкость в тканях, образует в ней основные и кислотные ионы.

Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани. Могут иметь место также вывихи суставов, и даже переломы костей. Механические повреждения, вызванные судорожным сокращением мышц, происходят в основном в установках до 1000 В при длительном нахождении человека под напряжением.

Электроофтальмия возникает в результате воздействия потока ультрафиолетовых лучей (электрической дуги) на оболочку глаз, в результате чего их наружная оболочка воспаляется. Электроофтальмия развивается через 4-8 часов после облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление кожи лица и слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичная потеря зрения. Пострадавший испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету. В тяжелых случаях нарушается прозрачность роговой оболочки. Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков или щитков с обычным стеклом.

Общие электротравмы возникают при возбуждении живых тканей организма протекающим через него электрическим током и проявляются в непроизвольном судорожном сокращении мышц тела. При этом под угрозой поражения оказывается весь организм из-за нарушения нормальной работы различных его органов и систем, в том числе сердца, легких, центральной нервной системы и пр. К общим электротравмам относят электрические удары.

В зависимости от исхода воздействия тока на организм человека электрические удары можно разделить на следующие пять степеней:

I — судорожное, едва ощутимое сокращение мышц;

II — судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными болями, без потери сознания;

III — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

IV — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и дыхания;

V — отсутствие дыхания и остановка деятельности сердца (клиническая смерть).

Различают два основных этапа смерти: клиническую и биологическую.

Клиническая смерть (внезапная смерть) — кратковременное переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: дыхание отсутствует, сердце не работает, болевые раздражения не вызывают реакции организма, зрачки глаз резко расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла, т.е. ткани и клетки не сразу подвергаются распаду, и сохраняют жизнеспособность. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга. Через некоторое время (4-6 мин.) происходит множественный распад клеток головного мозга, что приводит к необратимым разрушениям и практически исключает возможность оживления организма. Однако если до окончания этого периода пострадавшему будет оказана первая медицинская помощь, то развитие смерти можно приостановить и сохранить жизнь человека.

Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, остановка дыхания и электрический шок.

Воздействие тока на мышцу сердца может быть прямым, когда ток проходит непосредственно через область сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему. В обоих случаях может произойти остановка сердца или возникнет его фибрилляция. Фибрилляция сердца — хаотическое разновременное сокращение волокон сердечной мышцы, при котором сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Токи меньше 50 мА и больше 5 А частотой 50 Гц фибрилляции сердца, как правило, не вызывают.

Прекращение дыхания обычно происходит 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. При шоке непосредственно после воздействия электрического тока у пострадавшего наступает кратковременная фаза возбуждения, когда он остро реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление. Вслед за этим наступает фаза торможения и истощение нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель человека или выздоровление, как результат активного лечебного вмешательства.

Исход воздействия тока на организм человека зависит от значения и длительности прохождение тока через его тело, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека, его психофизиологического состояния, сопротивления тела человека, напряжения и других факторов.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТЕПЕНЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов: величины силы, вида (рода) и частоты электрического тока, длительности его воздействия и пути прохождения через человека, условий окружающей среды, электрического сопротивления тела человека и его индивидуальных свойств.

Сила тока

Для характеристики воздействия электрического тока на человека установлены три критерия:

Принято считать, что электрический ток величиной 100 мА и выше является смертельным.

Вид тока

Предельно допустимое значение постоянного тока в 3-4 раза выше допустимого значения переменного, но только при напряжении не выше 260-300 В. При больших величинах напряжения постоянный ток более опасен для человека вследствие его электролитического действия; он также воздействует на сердечную деятельность человека.

Частота электрического тока

Принятая в энергетике частота электрического тока (50 Гц) представляет большую опасность возникновения судорог и фибрилляции желудочков сердца. Фибрилляция не является мускульной реакцией, она вызывается повторяющейся стимуляцией с максимальной чувствительностью при частоте 10 Гц. Кроме того, на производстве используется электрический ток других (не 50 Гц) частот. Опасность действия тока снижается с увеличением частоты, но это не значит, что ток частотой 500 Гц менее опасен, чем 50 Гц.

Продолжительность действия тока

Тяжесть поражения зависит от продолжительности действия электрического тока. Время прохождения электрического тока имеет решающее значение для определения степени поражения.

При длительном действии электрического тока снижается сопротивление кожи (из-за потовыделения) в местах контактов и внутренних органов вследствие электротехнических процессов, повышается вероятность прохождения тока в особенно опасный период сердечного цикла (фаза Т расслабления сердечной мышцы). Человек может выдержать смертельно опасный переменный ток 100 мА, если продолжительность действия тока не превысит 0,5 с.

Путь электрического тока через тело человека

Важнейшим условием поражения человека электрическим током является путь этого тока. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг), то опасность смертельного поражения очень велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным. При этом опасность смертельного поражения хотя и сохраняется, но вероятность ее резко снижается.

Возможных путей прохождения тока в теле человека неисчислимое количество. Однако характерными можно считать следующие:

Наиболее опасными являются петли «голова — рука» и «голова — нога», когда ток может проходить не только через сердце, но и через головной и спинной мозг.

Сопротивление тела человека

Сопротивление тела человека зависит от пола возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи.

Участки тела с наименьшим сопротивлением (т.е. более уязвимые):

— боковые поверхности шеи, виски;

— тыльная сторона ладони, поверхность ладони между большим и указательным пальцами;

— рука на участке выше кисти:

— передняя часть ноги:

— акупунктурные точки, расположенные в разных местах тела.

Источник