Действие электрического тока на живой организм. Основные причины травматизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

Действие электрического тока на живой организм. Основные причины травматизма

1. Действие электрического тока на организм человека

При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей 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 электрическим током 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.

Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое - в способности вызывать ожоги тела, механическое - приводить к разрыву тканей, а химическое - к электролизу крови.

Воздействие электрического тока на организм человека может явиться причиной электротравмы.

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). Специфическая особенность проявления опасности электрического тока заключается в отсутствии каких-либо внешних признаков, предостерегающих человека об угрожающей ему опасности.

2. Виды поражения организма человека электрическим током

1. Электрический удар

Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся резкими судорожными сокращениями мышц, в том числе мышцы сердца, что может привести к остановке сердца.

Под местными электротравмами понимается повреждение кожи и мышечной ткани, а иногда связок и костей. К ним можно отнести электрические ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи, механические повреждения.

2. Электрические ожоги

Электрические ожоги - наиболее распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов - контактный и дуговой.

1) Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В.

2) Электрический ожог - это как бы аварийная система, защита организма, так как обуглившиеся ткани в силу большей сопротивляемости, чем обычная кожа, не позволяют электричеству проникнуть вглубь, к жизненно важным системам и органам. Иначе говоря, благодаря ожогу ток заходит в тупик.

Когда организм и источник напряжения соприкасались неплотно, ожоги образуются на местах входа и выхода тока. Если ток проходит по телу несколько раз разными путями, возникают множественные ожоги.

Множественные ожоги чаще всего случаются при напряжении до 380 В из-за того, что такое напряжение «примагничивает» человека и требуется время на отсоединение. Высоковольтный ток такой «липучестью» не обладает. Наоборот, он отбрасывает человека, но и такого короткого контакта достаточно для серьезных глубоких ожогов. При напряжении свыше 1 000 В случаются электротравмы с обширными глубокими ожогами, поскольку в этом случае температура поднимается по всему пути следования тока.

При напряжении свыше 1 000 В в результате случайных коротких замыканий может возникнуть и дуговой ожог.

Опасное действие электрического тока на организм человека зависит главным образом от величины тока, протекающего через тело человека, пути тока и длительности его воздействия. Для разных людей и условий предельная величина опасного тока различна.

В среднем при длительном воздействии:

· 0,5 mA - ощущается человеком;

· 2 3 mA - появляется боль;

· 15 mA - резко выраженная судорога с трудно переносимой болью;

3. Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока на человека

Согласно ГОСТу 12.1.019 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования» степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от силы тока, напряжения, рода тока, частоты электрического тока и пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия и условий внешней среды.

Сила тока - главный фактор, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Сила тока (в амперах) зависит от приложенного напряжения (в вольтах) и электрического сопротивления организма (в омах).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

1. Ощутимый

Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Минимальная величина, которую начинает ощущать человек при переменном токе с частотой 50 Гц, составляет 0,6-1,5 мА.

2. Неотпускающий

Неотпускающим считают ток, при котором непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела не позволяют пострадавшему самостоятельно оторваться от токоведущих частей (10,0-15,0 мА).

3. Фибрилляционный ток

Фибрилляционный - ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца - быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, приводящие к его остановке (90,0-100,0 мА). Через несколько секунд происходит остановка дыхания. Чаще всего смертельные исходы наступают от напряжения 220 В и ниже. Именно низкое напряжение заставляет беспорядочно сокращаться сердечные волокна и приводит к моментальному сбою в работе желудочков сердца.

4. Безопасный ток

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.

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.

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.

Состояния организма и физиологических особенностей человека и ряда других второстепенных факторов. Основными факторами, определяющими величину тока, проходящего через тело человека, являются сопротивление тела человека и величина приложенного к телу напряжения.

Сопротивление тела человека зависит от большого количества факторов:

· места контакта,

· размеров поверхности соприкосновения,

· состояния кожи (толщина рогового слоя),

· её влажности,

· загрязнённости,

· величины приложенного напряжения и протекающего тока, под действием которого сопротивление тела человека, обладающее нелинейностью, сильно меняется.

При напряжении 20 30В сопротивление тела остаётся почти неизменным. С увеличением приложенного напряжения в пределах от 30 до 250В сопротивление тела резко уменьшается. При напряжении около 250В наступает резко выраженный электрический пробой кожи, при этом сопротивление снижается от нескольких десятков и даже сотен тысяч до 1000 Ом и ниже. При напряжении 40 45В и выше сопротивление тела человека уже мало зависит от состояния кожи и степени её увлажнённости.

В шахтных условиях, учитывая влажность, наличие токопроводящей пыли и повышенное потовыделение, следует принимать нижнюю границу сопротивления тела человека, т.е. 1000 Ом. По данным МГИ, при расчёте электроустановок карьеров на электробезопасность с учётом специфики условий труда и окружающей среды сопротивление тела человека следует принимать:

· при напряжении U<1000В - 0,8 кОм,

· при напряжении U>1000В - 0,5 кОм.

До последнего времени считалось, что наиболее опасен для человека эл. ток f = 50 60 Гц. Исследования показали, что с ростом частоты тока от 50 Гц до 15 кГц значения отпускающих токов возрастают за исключением частоты 200 Гц, которая может рассматриваться как наиболее физиологически активная.

Статистические исследования электротравматизма в различных горнодобывающих отраслях выявили причинно-следственные связи с целым рядом факторов.

Величина рабочего напряжения.

70 80% электротравм на карьерах произошли в электроустановках при U>1000В (6 кВ при переменном токе). Поэтому важнейшей проблемой остаётся борьба с однофазными замыканиями на землю в карьерных распределительных сетях U = 6 кВ.

Место происшествия и вид электрооборудования.

Электротравмы на ВЛ, как правило, чаще, чем на КЛ. Поэтому важно разрабатывать рациональные схемы электроснабжения карьеров. Основное число электротравм приходится на персонал, обслуживающий РУ, ВЛ и КЛ 3 10 кВ, электрооборудование экскаваторов и электровозов, а также тяговые сети U>1000В. Значительное число несчастных случаев происходит при пусконаладочных и ремонтно-монтажных работах на РУ стационарных и передвижных подстанций, а также приключательных пунктах.

Профессии, возраст и производственный стаж пострадавших.

Большинство электротравм приходится на электротехнический персонал при U>1000В. Более 50% пострадавших - работники в возрасте <32 лет. На работников со стажем работы <5 лет приходится >50% электротравм.

Время происшествия несчастных случаев.

Для карьеров пики электротравматизма наступают в весенний, летний и осенний периоды (наибольший пик летом). На уровень электротравм влияют факторы влияния и усталости. Наибольшее число электротравм происходит в часы смен, соответствующих началу и окончанию работ. Максимум электротравм приходится на первую (утреннюю) рабочую смену, когда выполняется наибольшее количество работ.

Основные причины электротравматизма.

· 1-я группа. 80 90% происходит в результате прикосновения к токоведущим частям электроустановок. Много травм при работах без снятия напряжения.

· 2-я группа. 20% электротравм при ошибочной подаче напряжения и неправильном отключении электроустановок. Прикосновение к нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением. Замыкания на корпус электроустановок вследствие ухудшения состояния изоляции.

Электротравмы происходят по нескольким причинам: организационным, техническим, психофизиологическим. К организационным причинам относят обычно электротравму, связанную с невыполнением ПБ. К техническим причинам относят электротравму, связанную со снижением уровня изоляции, механическим повреждением и т.п. На карьерах наибольшее число травм (более 70%) происходят по организационным причинам.

Для расчётов, связанных с обеспечением защиты от поражения электрическим током людей, соприкасающихся с электроустановками, необходимо знать предельную величину длительного безопасного тока, а также предельно безопасную величину напряжения прикосновения UПР. Существующие ПУЭ и ПБ не регламентируют ни предельной безопасной величины тока, ни допустимой величины напряжения прикосновения.

· Во Франции для шахт установлены следующие предельно безопасные величины тока: при постоянном токе 50 mA, при переменном токе промышленной частоты - 25 mA.

· В Англии и ФРГ за безопасное значение переменного тока в шахтах принимают 50 mA.

· В РФ для угольных шахт «Правила изготовления взрывозащищённого и рудничного электрооборудования» (ПИВРЭ) предписывают как предельно безопасную величину длительного тока 30 mA, а при автоматической компенсации ёмкостной составляющей тока утечки - 25 mA.

«Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах» не регламентируют величину безопасного тока и напряжения прикосновения, однако предписывают автоматическую защиту от утечек тока и прикосновений к токоведущим частям, продолжительность действия которой не должна превышать 0,2 с.

Таким образом, в шахтных условиях (при наличии защиты от утечек) ток 30 mA длительностью не выше 0,2 с тем более можно считать безопасным для человека.

электротравма защита ток

4. Защита от воздействия электрического тока

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока - 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц - соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока - 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).

Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:

· применение безопасного напряжения;

· контроль изоляции электрических проводов;

· исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;

· устройство защитного заземления и зануления;

· использование средств индивидуальной защиты;

· соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.

Одним из аспектов может быть применение безопасного напряжения - 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.

Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления - устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением.

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник - это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом.

Защитное отключение - это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Продолжительность срабатывания защитного отключения составляет 0,1 - 0,2 с. Данный способ защиты используют как единственную защиту или в сочетании с защитным заземлением и занулением.

Применение малых напряжений. К малым относят напряжение до 42В, его применяют при работе с переносными электроинструментами, использовании переносных светильников.

Контроль изоляции. Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.

Средства индивидуальной защиты - подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам - диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки.

Размещено на Allbest.ru