Влияние электрического тока на человека

Введение

Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы общества. Но решая эти проблемы, человек сталкивается с различным видом опасностей, которые могут нанести огромный отпечаток на сохранность его здоровья и дальнейшую жизнедеятельность. Значительным техногенным опасностям он подвергается при попадании в зону действия технических систем. Уровни опасного воздействия на человека в этом случае определяется характеристиками технических систем и длительность пребывания человека в опасной зоне. Данная тема раскрывает степень опасности, которая подстерегает человека при взаимодействии с электрическим током, ведь на производстве и в быту, человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводками электрического тока. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций.

Опасность поражения людей электрическим током появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений.

Опасность усугубляется тем, что, во первых, ток не имеет внешних признаков и как правило человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во вторых, воздействия тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в третьих, переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к не отпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию одергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.

Цель исследования: изучить влияние электрического тока на человека, средства защиты, способы и меры по снижению риска попадания под воздействие электрического тока.

Объект исследования: электричество как опасный техногенный фактор

Предмет исследования: электробезопасность и ее значение в жизни человека.

Задачи исследования:

1. На основе анализа специальной литературы, рассмотреть причины воздействия и поражающие факторы электрического тока.

2. Определить основные пути направленные на снижение риска воздействия электричества на человека.

3. Предложить комплекс мероприятий и средств по защите человека от электрического тока.

Глава 1. Понятие об электрическом токе, причины и особенности поражения человека электрическим током

1.1 Электрический ток. Общие закономерности его воздействия на человека Вероятно проявление опасности и при использовании человеком технических устройств на производстве и в быту, электрические сети и приборы, станки, ручной инструмент и т. д. Возникновение таких опасностей связано как с наличием неисправностей, так и с неправильными действиями человека при их использовании. Уровни возникающих при этом опасностей определяются энергетическими показателями технических устройств. К наиболее распространенным и обладающим достаточно высокими концентрациями или энергетическими уровнями относятся вредные производственные факторы: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные и пониженные параметры атмосферного воздуха, недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физический труд и др.

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц; если ток создаётся отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие. [13]

Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.

Электролитическое воздействие заключается в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается судорожными сокращениями мышц.

Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз.

При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в зоне действия электромагнитного поля или непосредственно соприкоснуться с находящимися под напряжением проводниками электрического тока. В этом случае ток проходит по телу человека, в результате чего может произойти нарушение жизненных функций (потеря сознания, остановка дыхания или прекращение работы сердца). [2]

Одной из особенностей поражения электрическим током является отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств: увидеть, услышать, обонять и т. д. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока «рука-рука»), либо рукой и ногами (путь тока «рука-ноги»). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.

Тяжесть исхода электротравм является второй особенностью поражения электрическим током. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней.

Третья особенность поражения человека электрическим током заключается в том, что токи промышленной частоты 10−25 мА способны вызывать интенсивные судороги мышц. В результате наступает так называемое «приковывание» человека к токоведущим частям. Пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание тока такой величины может привести к тяжелым последствиям.

Воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока. В этом состоит четвертая особенность поражения электрическим током. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает биологическое, тепловое, механическое или химическое воздействие. Биологическое воздействие заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое — в его способности вызывать ожоги, механическое — приводить к разрыву тканей, а химическое — к электролизу крови. [1]

Оценивать опасность воздействия электрического тока на человека можно по ответным реакциям организма. С увеличением тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции. Это прежде всего ощущение, далее судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного тока и болевой эффект для постоянного) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные. Ток до 1 мА частотой 50 Гц практически не ощущается более чем половиной людей — неощутимый ток. Он не представляет опасности, поэтому допустимо его длительное протекание через тело человека в производственных условиях. Увеличение тока приводит к появлению ощущения, а в дальнейшем и судороги мышц конечностей. Ток, вызывающий при прохождении через тело ощутимые раздражения, называют ощутимым. [7]

Безопасным ток является только в том случае, если человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с электродами. Такой ток принято называть отпускающим. В случаях, когда человек самостоятельно не может освободиться от контакта, возникает опасность длительной судороги. Ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называют неотпускающим. Неотпускающий ток 10−25 мА обычно не представляет непосредственной опасности для жизни людей, если его воздействие будет прекращено достаточно быстро. Однако, учитывая, что человек самостоятельно освободиться от контакта с токоведущими частями не может, а длительное воздействие приводит к нарушению дыхания, неотпускающий ток следует отнести к опасным. Ток 30−50 мА приводит к нарушению дыхания, потере сознания, затрудняет работу сердца. [17]

При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может произойти беспорядочное, некоординированное (фибрилляционное) сокращение отдельных волокон сердечной мышцы. Ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца, называют фибрилляционным. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызывающий его, является смертельным. Минимальные значения токов, способных вызвать ту или иную ответную реакцию организма, принято считать пороговыми. Так, минимальное значение тока, вызывающего фибрилляцию сердца, является пороговым значением фибрилляционного тока.

Опасность фибрилляции возникает при протекании тока по области грудной клетки. При прохождении тока по пути «нога-нога» такая опасность практически отсутствует.

Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности. Первый критерий — неощутимый ток (I = 0,6 Ма), который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток (I = 6 мА). Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Третьим критерием является неотпускающий ток, не превосходящий пороговое значение фибрилляционного тока и действующий кратковременно (до 1 с). Значения неотпускающего тока в зависимости от длительности воздействия могут быть приняты следующими: при 1 с — 50 мА, при 0,7 с — 70 мА, при 0,5 с — 100 мА, при 0,2 с — 250 мА, при 0,1 с — 500 мА, при 0,08? 0,01 с — 650 мА. [1]

1.2 Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока на человека. Безопасный ток К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др. [11]

Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные — реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (не отпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, не отпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми. [12]

Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6—1,5 мА и постоянного тока силой 5—7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека. В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название не отпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы не отпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к не отпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15—80 мА. При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. [12]

Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути «рука—рука» или «рука—ноги». Однако он может протекать и по другим путям, например, «голова—ноги», «спина—руки», «нога—нога» и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути «нога—нога» через сердце проходит 0,4% общего тока, а по пути «рука—рука» — 3,3%. Сила не отпускающего тока по пути «рука-рука» приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути «правая рука—ноги». Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и не отпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения не отпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза. [13]

Значения фибрилляционного тока при частотах 50−100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц — почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности. Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности. Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей. [3]

Допустимым следует считать ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, а при 120 с и менее — 6 мА. [1]

Безопасным напряжением считают 36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность. Безопасные уровни напряжения получают из осветительной сети, используя для этого понижающие трансформаторы. Распространить применение безопасного напряжения на все электрические устройства невозможно. В производственных процессах используются два рода тока — постоянный и переменный. Они оказывают различное воздействие на организм при напряжениях до 500 В. Опасность поражения постоянным током меньше, чем переменным. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц, которая является стандартной для отечественных электрических сетей. [13]

Путь, по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека:

— человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, т. е. «рука-рука», эта петля встречается чаще всего;

— при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю «рука-ноги»;

— при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус под напряжением оказываются руки работающего, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока «руки-ноги»;

— при стекании тока на землю от неисправного оборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, наступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, т. е. каждая из этих ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь «нога-нога», которая случается реже всего и считается наименее опасной;

— прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать в зависимости от характера выполняемой работы путь тока на руки или на ноги — «голова-руки», «голова-ноги».

Все варианты различаются степенью опасности. Наиболее опасными являются варианты «голова-руки», «голова-ноги», «руки-ноги» (петля полная). Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма — головной мозг, сердце. Продолжительность воздействия тока влияет на конечный исход поражения. Чем дольше воздействуeт электрический ток на организм, тем тяжелее последствия. Условия внешней среды, окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Увеличивают опасность поражения током повышенная температура и влажность, металлический или другой токопроводящий пол. По степени опасности поражения человека током все помещения делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные. [10]

Глава 2. Организация мер по защите человека от воздействия на него электрического тока

2.1 Электробезопасность. Средства защиты от поражения электрическим током. Предупреждение поражения человека электрическим током Электробезопасность — это система организационных и технических средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества, называется электробезопасностью. Электробезопасность обеспечивается следующими мерами: конструкция электроустановки, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями. Конструкция электроустановки должна соответствовать условиям ее эксплуатации и обеспечивать защиту персонала и соприкосновение с токоведущими и движущимися частями, а оборудование — от попадания внутрь посторонних тел и воды. Эти требования устанавливаются в стандартах ССБТ, а также в стандартах и технических условиях на электротехническое изделие. [7]

Электрическая энергия является одним из наиболее удобных и экономически выгодных видов энергоресурсов. Одинаково широко используется как на производстве, так и в быту. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ДУЭ) электроустановкой называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенная для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

По требованиям обеспечения надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории: [5]

I — электроприемники, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров;

II — электроприемники, перерыв питания которых приводит к резкому снижению выпуска продукции, длительным простоям технологического оборудования;

III — все остальные потребители, не относящиеся к категориям I и II. Электрические установки, с которыми приходится иметь дело практически всем работающим на производстве, представляют потенциальную опасность. Она заключается в тем, что токоведущие проводники или корпуса машин, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции не подают сигналов опасности, на которые реагирует человек. Реакция человека на электрический ток возникает лишь после его прохождения через ткани организма.

При эксплуатации электроустановок, технологического оборудования с электроприводом, электробытовых приборов человек подвергается не только опасному воздействию электрического тока, но и вредному влиянию электромагнитных нолей. Статистика электротравматизма показывает, что до 85% смертельных поражений людей электрическим током происходит в результате прикосновения пострадавшего непосредственно к токоведущим частям, находящимся под; напряжением. Основными причинами электротравм на производстве являются неудовлетворительная организация работы на электроустановках, незнание и невыполнение руководителями работ и потерпевшими требований электробезопаености, неиспользование работающими средств индивидуальной защиты, несоответствие электроустановок установленным требованиям правил и норм. [14]

Технические и организационные меры защиты направлены на обеспечение недоступности к токопроводящим частям и невозможности случайного прикосновения к ним, устранение опасности поражения при замыкании тока на корпус электрооборудования или на землю; предотвращение ошибочных действий персонала в электроустановках. Персонал, работающий в электроустановках, систематически обучают, проверяют знания и тренируют по техники безопасности. Поражение человека электрическим током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека: прикосновении к открытым то ко ведущим частям оборудования и проводам; прикосновении к корпусам электроустановок, случайно оказавшихся под напряжением (повреждение изоляции); шаговом напряжении; освобождении человека, находящегося под напряжением; действии электрической дуги; воздействии атмосферного электричества во время грозовых разрядов.

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и других средств и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей. В системах местного освещения, в ручном электрофицированном инструменте и в некоторых других случаях применяется пониженное напряжение. [14]

В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Возможно применение железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений. При отсутствии естественных заземлителей допускается применение переносных заземлителей, например, ввинчиваемых в землю стальных труб, стержней, уголков. После заглубления в землю они должны иметь концы длиной 100…200 мм над поверхностью земли, к которым привариваются соединительные проводники. Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы с горючими жидкостями и газами. [8]

Зануление состоит в преднамеренном соединении металлических не токоведущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником. При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемой силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом, электроустановка обесточивается. Предусматривается повторное заземление нулевого проводника на случай обрыва нулевого проводника на участке, близком к нейтрали. По этому заземлению ток стекает на землю, откуда попадает в заземление нейтрали, по нему во все фазные провода, включая имеющий пробитую изоляцию, далее на корпус. Таким, образом, образуется контур заземления. [15]

Защитное отключение электроустановок обеспечивается путем введения устройства, автоматически отключающего оборудование — потребитель тока при возникновении опасности поражения током. Схемы отключающихся автоматических устройств весьма разнообразны. Во всех случаях система срабатывает на превышение, какого — либо параметра в электрических сетях технологического оборудования (силы тока, напряжения сопротивления изоляции). [15]

Организационно-технические мероприятия по электробезопасности заключаются в основном в соответствующем обучении проверки знаний с присвоением в соответствии с квалификационной группы по электробезопасности. Инструктаж по охране труда и допуске к работе с электроустановками лиц, прошедших медицинское освидетельствование; выполнение ряда технических мер, при проведении работ с отключением напряжения в действующих электроустановках или вблизи от них (снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий, установление ограждений и знаков безопасности, наложение заземления). Соблюдение особенных требований при работах на токоведущих частях находящихся под напряжением или вблизи от них (выполнение работ по наряду допуску не менее чем двумя лицами, организация надзора за проведением работ, применение электрических защитных средств). При работе с переносными электрическими приборами (электрифицированный инструмент, переносные электрические ручные светильники) опасность электротравмы особенно возрастает при повреждении изоляции в связи с плотным контактом между человеком и указанными приборами. Наибольшую опасность представляет переход высшего напряжения на сторону низшего трансформаторов питающих переносные приборы.

В зависимости от категории помещения по электрической безопасности должны использовать переносные электрические приборы, предназначенные для работы в указанных условиях, так же использоваться СИЗ от поражения электрическим током используемые переносные электрические приборы перед выдачей работникам должны проверятся. Они должны подвергаться периодическим испытаниям результаты которых отмечаются в журнале установленной формы условия хранения должны соответствовать в указанном паспорте на изделие. [12]

Для создания безопасных условий работ с электрическими установками существует ряд защитных приспособлений: [5]

1) ограждения и блокировки

2) средства, изолирующие рабочего от земли

3) предостерегающие надписи и плакаты

4) сигнализация В качестве ограждений применяют решетки, сплошные щиты, ящики, изолированные камеры и т. п. Все ограждения закрываются на замок, ключ от которого хранится у ответственного за работу лица, либо снабжаются блокировками, исключающими возможность входа за ограждения или открывания ящиков, камер при включенном напряжении.

Внедрение блокировочной системы создает такие условия труда обслуживающего персонала, при которых исключается всякая возможность травматизма. По своему конструктивному исполнению блокировочные устройства могут быть или чисто электрическими, когда при открывании двери, ведущей за ограждение, происходит разрыв электрической цепи главного или вспомогательного тока, или механическими, когда при открывании двери освобождаются защелки той или иной конструкции, препятствующие включению рубильников. 14] Средствами, служащими для изолирования рабочего от земли, являются изолирующие подставки, резиновые коврики, резиновые галоши и боты, резиновые перчатки и другие средства индивидуальной защиты. Очень важно обеспечить полную устойчивость и прочность изолирующих подставок, так как в результате разрушения подставок возникает опасность поражения током. Изолирующие подставки необходимо быстро и удобно очищать от пыли и грязи. [6]

Резиновые коврики являются изолирующим средством при напряжении до 550 в. Минимальный размер резиновых ковриков и дорожек должен быть не менее 750X760 мм при толщине резины 7— В мм. Резиновые коврики теряют свои изолирующие свойства от сырости и загрязнения, а также при механическом повреждении (проколы, порезы, воткнувшиеся металлические предметы н т. п.). Перед употреблением резиновые коврики в течение 15 мин подвергают испытанию на пробой напряжением, превышающим в 2,5 раза рабочее номинальное напряжение установки. Независимо от испытания электрической прочности резиновые коврики не реже одного раза в месяц подвергаются наружному осмотру. При обнаружении каких либо дефектов коврики надо немедленно изъять из употребления. 12]

Резиновые галоши и боты служат для изоляции человека от пола. Изоляционные галоши нельзя употреблять в качестве обуви во время дождя и в других случаях, так как загрязнение, сырость и. малейшее повреждение лишает .их изолирующих свойств. [6]

Специальные изолирующие резиновые боты для высоких напряжений изготавливают с подошвой толщиной 12—116 мм и боковыми стенками 12—l6 мм, высотой не менее 200 мм. Перед каждым употреблением резиновые галоши и боты необходимо тщательно осматривать, так как проникновение в резину острых кусочков металла, кнопок, обломков проволоки очень опасно. [6]

Резиновые перчатки и рукавицы являются основным и единственным средством защиты в случае прикосновения человека к двум полюсам, находящимся под напряжением частей. Для изоляции человека от земли они являются лишь дополнительными средствами защиты. Перчатки н рукавицы должны быть достаточно легкими, мягкими и эластичными. Перчатки и рукавицы рассматриваются как основное средство защиты только при напряжении до 550 в, при более высоких напряжениях они служат вспомогательным средством, дополняющим изоляцию штанг, клетей, изолирующих подставок и т. п. Изоляционные перчатки и рукавицы должны иметь длину .не менее 300—400 мм. Размеры перчаток должны обеспечивать возможность надевания под них бумажных или шерстяных перчаток для защиты рук от холода. Употреблять изоляционные перчатки, с какими либо дефектами нельзя. [6]

К приборам, служащим для включения и выключения тока, для проверки отсутствия напряжения и для измерения напряжения относятся изолированные щипцы и клещи, шланги, указатели напряжений Работа с этими приборами должна производиться при условии применения н других средств защиты резиновых изолирующих перчаток, изолирующих подставок и защитных очков.

Рубильники имеют очень большое распространение в прокатных, цехах. Наиболее опасным является момент выключения, когда между подвижными и неподвижными контактами появляется вольтова дуга Интенсивность этой дуги определяется величиной отключаемого тока, напряжения н скоростью выключения. Так как интенсивность дуги возрастает от скорости выключения, то время выключения должно быть как можно короче, а конструкция рубильника должна исключать опасность возникновения длительной дуга. Особенно это необходимо при выключении постоянного тока, так как при постоянном токе напряжение на нотах рубильника остается неизменным в течение всего периода выключения, что способствует не только возникновению дуги, но н ее поддерживанию. Ввиду того что ни одна конструкция рубильников не исключает появление вольтовой дуги, во избежание ожогов рук и лица безопаснее всего устанавливать такие рубильники, контакты которых расположены позади распределительных щитов .

При установке рубильников на лицевой стороне щита их подвижные и неподвижные контакты должны закрываться кожухами из огнестойкого материала. Грязь, попадающая внутрь кожуха, облегчает возникновение коротких замыканий в самом рубильнике, как между фазами, так и на корпус кожуха, поэтому металлические кожухи должны надежно заземляться. Недопустимо, чтобы рукоятки рубильников имели для прикрепления к траверсе металлические болты или стержни, соединяющиеся с токоведущими частями.

2.2 Электрические травмы и первая медицинская помощь пострадавшим при воздействии на них электрического тока Электротравмы составляют около 1% от общего числа травм на производстве и 20…30% от числа смертельных несчастных случаев. При этом большинство (до 80%) смертельных несчастных случаев приходится на электроустановки напряжением до 1000 В. Предупреждение электротравм является важной задачей, которая реализуется в виде системы организационных и технических мероприятий, обеспечивающих защиту людей от поражения электрическим током. [3]

Воздействие электрического тока на организм человека может вызывать поражения, исход которых зависит от многих факторов. Опасность воздействия электрического тока на человека велика еще и потому, что он незаметен для глаза, не слышим, не чувствуется на расстоянии, не имеет запаха, а воспринимается лишь в момент соприкосновения с незащищенными токонесущими проводами или деталями электроустановок и их корпусами, которые по каким-либо причинам попали под напряжение. [10]

Человеческий организм, оказавшийся под действием электрического тока, не может рассматриваться только как физическое тело. Ответная реакция человека на действие электрического тока очень сложная и разнообразная. Электрический ток (направленное движение электронов под действием разности потенциалов в замкнутой цепи), поступив через место «входа» в человеческий организм, оказывает раздражающее действие по всему пути прохождения тока, а не только в местах его «входа» и «выхода». В этом заключается особенность действия тока по сравнению с другими раздражителями (механическими, тепловыми и др.), вызывающими только местное раздражение (на «входе»). Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электрическое, электролитическое, биологическое и механическое действие. [3]

Электротравма — это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные и общие. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электротравмы, или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем — легких (дыхания), сердца (кровообращения). 4]

Местные электротравмы — это ярко выраженные местные (локальные) повреждения тканей тела, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местным повреждением чаще всего подвергается поверхность кожи человека, но в некоторых случаях поражаются и мышечные ткани, а также связки и кости. Обычно местные электротравмы излечиваются работоспособность человека полностью или частично восстанавливается. Однако в некоторых случаях местные электротравмы приводят к гибели человека. К местным электротравмам относят: [4]

1- электрические ожоги,

2- электрические знаки (метки тока),

3- электрометаллизацию кожи,

4- механические повреждения,

5- электроофтальмию.

Электрический ожог является самой распространенной электро­травмой, возникающей у большинства (63%) пострадавших от электрического тока. В зависимости от условий возникновения ожог может; быть токовый (контактный), возникающий при прохождении тока через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью, или дуговой, вызванный воздействием на тело человека электрической дуги. В электроустановках возможны также ожоги и без прохождения тока, в частности, при прикосновении человека к сильно нагретым частям электрооборудования, от разлетающихся раскаленных частиц металла и т. п. [4]

Различают четыре степени ожогов:

I степень — покраснение кожи и незначительная боль;

II степень — образование волдырей (пузырей) на покрасневшей воспаленной коже;

Ш степень — омертвление всей толщи кожи;

IV степень — обугливание кожи и мышечных тканей.

Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не столько степенью ожога, сколько площадью пораженной ожогом поверхности тела. Известно, что поражение ожогом более одной трети поверхности тела приводит к смертельному исходу.

Электрические знаки (метки тока) возникают, в отличие от ожогов, при хорошем контакте с электродами. По внешнему виду они представляют собой припухлость на коже человека круглой или овальной формы, края которой резко очерчены белой или серой каймой. Кожа в этом месте затвердевает в виде мозоли и приобретает серый или желтовато-серый цвет. В пораженном месте происходит как бы омертвение верхнего слоя кожи. Каких-либо покраснений или воспалений не наблюдается. Электрические знаки, как правило, безболезненны и обычно заканчиваются заживлением. С течением времени верхний слой кожи сходит и пораженный участок приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. 11]

Электрометаллизация кожи — это поверхностное пропитывание кожи мельчайшими частицами металла, расплавляющегося и испаряющегося под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи имеет жесткую шероховатую поверхность. Пострадавший испытывает неприятное ощущение от присутствия в коже инородных частиц. Исход такого поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженной поверхности кожи. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и эластичность, все болезненные ощущения исчезают. [4]

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием проходящего через человека электрического тока. При этом могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервных волокон. Кроме того, могут иметь место вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения происходят довольно редко, но являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения.

Электроофтальмия — это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия потока ультрафиолетовых лучей, создаваемых электрической дугой. Электроофтальмия развивается через, 4…8 часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление кожи и слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету. В тяжелых случаях нарушается прозрачность роговой оболочки, сужается зрачок. Обычно болезнь продолжается несколько дней. Однако в случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным. [4]

Электрический удар — это общее биологическое воздействие электрического тока на организм, которое проявляется в виде рефлекторного (непроизвольного) возбуждения живых тканей организма протекающим через них током. Электрический удар является автоматической реакцией (рефлексом) организма на производимое электрическим током внешнее раздражение. Этот вид воздействия электрического тока выражается очень резко, так как обусловлен действием электрического тока через нервную систему. Электрический удар может привести к судорогам мышц, остановке дыхания, нарушению деятельности сердца и к шоку. Известно, что при протекании через тело человека переменного тока промышленной частоты начало его ощущения у разных людей на­ступает при различных силах тока и лежит в пределах от 0,8 до 3 мА, что объясняется индивидуальными особенностями человека. [4]

Наблюдениями установлено, что 99,5% всех людей начинают ощущать ток силой в 1 мА, который, и принят в качестве порогового неощутимого тока. При протекании через тело тока, лишь незначительно превышающего пороговый неощутимый ток, человек ощущает слабый зуд, покалывание и пощипывание кожи в месте контакта с электродом. При дальнейшем увеличении тока (до 5 мА) интенсивность неприятных раздражающих ощущений нарастает, одновременно появляются непроизвольные сокращения (судороги) мышц рук и предплечий. Однако эти судороги еще таковы, что человек может самостоятельно их преодолеть и разорвать цепь протекающего через него тока без посторонней помощи, хотя и с трудом. Иными словами, эти судороги и вызывающие их токи будут для человека отпускающими. [16]

Начиная с 6 мА, отдельные люди (0,5%) уже не в состоянии самостоятельно разорвать цепь протекающего через них тока, то есть для них ток становится неотпускающим. Поэтому ток силой 6 мА принят в качестве порогового неотпускающего тока. [2]

Электрический удар может привести к шоку.

Шок — это тяжелое общее расстройство всех функций организма (кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п.), вызываемое тяжелым психическим потрясением или резким физическим воздействием, которыми может сопровождаться электрический удар. Шок может длиться от нескольких десятков минут до суток. Если пострадавшему не будет оказана своевременная медицинская по­мощь, то наступает смерть в результате полного угасания жизненно важных функций организма. [4]

Можно сделать вывод, что смертельный исход при электро­травмах может наступить в результате следующих повреждений организма:

1- нарушение сердечной деятельности;

2- остановка дыхания;

3- шок;

4- обширные ожоги (обычно при напряжениях выше 1000 В).

Очень часто смерть наступает в результате одновременного действия нескольких из вышеупомянутых причин, так как в человеческом ор­ганизме все его жизненные функции взаимосвязаны. Остановка дыхания и прекращение кровообращения (отсутствие пульса) являются первыми внешними признаками смерти. Однако различают два основных этапа смерти:

— клиническую (или «мнимую») смерть;

— биологическую смерть.

Клиническая смерть — это переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. Длительность клинической смерти определяется периодом времени с момента прекращения кровообращения и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. У большинства нормальных людей это время не превышает 6 минут. Если в этот период начать оказывать пострадавшему соответствующую помощь, то дальнейшее развитие смерти может быть приостановлено и жизнь человека сохранена. Если пострадавшему не оказать своевременную помощь, то клиническая смерть переходит в биологическую смерть, под которой понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Спасти человека после этого становится невозможным. [4]

В Случае, если несчастный случай предотвратить не удалось, человеку, попавшему под воздействие электрического тока необходимо оказать первую помощь. [16]

Она состоит из двух этапов:

1) освобождение пострадавшего от действия тока

2) оказание ему медицинской помощи.

Освобождение пострадавшего от действия тока необходимо в случае, если он сам не в состоянии этого сделать. Такое положение может возникнуть, если через пострадавшего проходит ток больше 10−15 мА и он не в состоянии разжать руку с зажатым проводом; при параличе или судорожном сокращении мышц; при потере сознания. Следует помнить, что ток, проходящий через человека может быстро увеличиться до опасного значения, поэтому необходимо срочно освободить его от действия тока. Такое освобождение можно осуществить несколькими способами. Наиболее простой — отключить электроустановку, которой касается человек, от источника питания. Если это сделать невозможно, то пострадавшего необходимо оттянуть от токоведущих частей или перерубить провода. При напряжениях до 1000 В допускается оттягивание пострадавшего, взявшись за его одежду и предварительно изолировав руки (диэлектрическими перчатками, шарфом, рукавицами и т. п.). Действовать необходимо одной рукой. [7]

Когда человек судорожно сжимает в руках один провод и электрический ток проходит через него в землю, проще прервать ток, не разжимая руки пострадавшего, а отделяя его от земли (например, подсунуть под пострадавшего сухую доску). Или же можно изолировать себя от пола, встав на резиновый коврик, сухую доску или одежду. Перерубать провода при напряжениях до 1000 В можно топором с сухой деревянной ручкой или другим инструментом с изолированными ручками. Каждый провод следует перерубать отдельно, чтобы не вызвать короткого замыкания и как следствия электрической дуги между проводами. [10]

В электроустановках напряжением выше 1000 В для обеспечения собственной безопасности оказывающий помощь должен надеть диэлектрические перчатки и освобождение пострадавшего от токоведущих частей производить изолирующей штангой или клещами с изолирующими ручками, рассчитанными на соответствующее напряжение. Когда невозможно быстро и безопасно освободить пострадавшего от тока, прибегают к короткому замыканию. Для этого набрасывают проводник на токоведущую часть. [14]

Сразу же после освобождения пострадавшего от электрического тока ему оказывается первая доврачебная помощь.

Для определения ее вида и объема необходимо выяснить состояние пострадавшего (проверить наличие дыхания, пульса, реакцию зрачков на свет). Если пострадавший находится в сознании, у него нормальное дыхание и сердцебиение, то его все же нельзя считать здоровым. Его следует удобно уложить в сухое место, обеспечить приток свежего воздуха и обеспечить полный покой до прибытия врача. Дело в том, что отрицательное воздействие электрического тока на человека может сказаться не сразу, а спустя некоторое время — через несколько минут, часов и даже дней. Если пострадавший находится без сознания, но с нормальным дыханием и пульсом, его следует удобно уложить, обеспечить приток свежего воздуха и начать приводить в сознание (подносить к носу вату, смоченную в нашатырном спирте, обрызгивать лицо холодной водой, растирать и согревать тело). В случае отсутствия у пострадавшего дыхания или пульса ему необходимо производить искусственное дыхание и непрямой массаж сердца. Никогда не следует отказываться от оказания помощи пострадавшему и считать его мертвым из-за отсутствия дыхания, сердцебиения и других признаков жизни. Известно много случаев оживления людей, пораженных током, после нескольких часов, в течение которых непрерывно выполнялись искусственное дыхание и массаж сердца. Однако попытки оживления эффективны лишь когда с момента остановки сердца прошло не более 5−6 минут. Искусственное дыхание делают многими способами. Наиболее эффективный способ «изо рта в рот». Под лопатки потерпевшему кладут валик из одежды. После этого необходимо несколько отогнуть голову потерпевшего и предотвратить западание языка в гортань. Для этого осторожно запрокидывают голову пострадавшего. Накрыть рот или нос пострадавшего чистой марлей или носовым платком. После глубоких вдохов, вдувать воздух в рот или в нос пострадавшего. При искусственном дыхании через рот нужно закрыть пальцами нос пострадавшего; при вдувании в нос — пострадавшему закрывают рот. После каждого вдувания нос и рот пострадавшего открывают, чтобы не мешать свободному выходу воздуха из грудной клетки. Затем снова повторить вдувание воздуха. Частота вдуваний 12 раз в минуту. Если у пострадавшего не работает сердце, помимо искусственного дыхания необходимо делать непрямой массаж сердца. Массаж сердца лучше делать с помощником. Для этого нужно расположиться слева от пострадавшего. Положив ладонь левой руки поверх тыльной стороны правой, полностью выпрямленными руками необходимо надавливать на нижнюю часть грудной клетки пострадавшего ближе к левой стороне. Нажимать надо толчками с такой силой, чтобы грудина смещалась на 4−5 см. После толчка — резко отпускать. Массаж делается с частотой 1 раз в секунду. После 3 — 4 надавливаний — перерыв на 3 секунды для вдувания воздуха. Не надавливать на грудину во время вдувания — это препятствует восстановлению дыхания. После каждых пяти минут рекомендуется делать перерывы на 15 — 20 секунд для восстановления концентрации углекислоты в крови пострадавшего. Это стимулирует восстановление нормального самостоятельного дыхания. Наряду с искусственным дыханием во всех случаях рекомендуется сильно растирать спину, конечности, кожу лица. [9, 11]

Искусственное дыхание пострадавшему нужно делать до полного появления признаков жизни, т. е. когда пострадавший станет самостоятельно свободно дышать, или до приезда врачей. Смерть может констатировать только врач. [16]

Длительное отсутствие пульса при появлении дыхания и других признаков оживления организма указывает на наличие фибрилляции сердца. В этом случае необходимо произвести его дефибрилляцию. Электрическую дефибрилляцию сердца должен производить только врач! Достигается она путем кратковременного воздействия большого тока на сердце пострадавшего. В результате происходит одновременное сокращение всех волокон сердечной мышцы, которые до того сокращались в разное время. После этого могут восстановиться естественные сокращения сердца. Дефибрилляция производится с помощью специального прибора — дефибриллятора, основной частью которого является конденсатор емкостью 20 мкФ с рабочим напряжением 6 кВ. Ток разрядки конденсатора при длительности 10 мкс составляет 15−20 А. [16]

2.3 Молниезащита От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибает около 3000 человек, причем есть случаи одновременного поражения нескольких человек. [17]

Различают два вида воздействия молнии:

первичное — связанное с прямым ударом

вторичное — вызываемое электромагнитной и электростатической индукцией.

При прямом ударе могут возникать пожары, взрывы, разрушение конструкций, поражения людей, перенапряжения на проводах электрической сети. Сила тока в канале молнии достигает 200 кА, напряжение — 150 MB, длина искры молнии составляет сотни и тысячи метров, температура достигает 6000−10 000 °C. Линейная молния характеризуется очень большими величинами токов, напряжений и температуры разряда, поэтому воздействие молнии на человека, как правило, завершается очень тяжелыми последствиями, обычно — смертью. [19]