Электрический ток.
Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.
Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути тока, вызывая в них значительные функциональные расстройства.
Электролитическое действиетока выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического состава.
Механическое действиетока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.
Биологическое действиетока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов.
Электротравмы условно разделяют на общие и местные.
К общим относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности. Причинами смерти могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания, электрический шок. Остановка сердца связана с фибрилляцией – хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы (фибрилл). Прекращение работы сердца наиболее опасно.
Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. При длительном действии тока наступает так называемая асфикция (удушье) – болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме.
Электрически шок – своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ.
К местным травмам относят ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения, электроофтальмии. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении под влиянием чаще всего электрической дуги.
Электрический ожог - самая распространенная электротравма. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.
Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
Типы ожогов: 1 – покраснение кожи, 2 – образование пузырей, 3 – омертвение всей толщи кожи, 4 – обугливание тканей.
Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1-2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами 1 и 2 степени.
Дуговой ожог (электрическая дуга) образуется при более высоких напряжениях при температуре дуги выше 3500°. Ожоги, как правило, тяжелые – 3 и 4 степени.
Металлизация кожи– это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях рубильников под нагрузкой.
Электроофтальмия– поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой одержит вредные для глаз ультрафиолетовые и ультракрасные лучи. Кроме того, возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла.
Механические повреждения– возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.
Исход поражения человека электротоком зависит от многих факторов:
1. Значения тока, проходящего через тело человека.
2. Электрического сопротивления человека.
3. Уровня приложенного к человеку напряжения.
4. Продолжительности воздействия электрического тока.
5. Пути тока через тело человека.
6. Рода и частоты электрического тока.
7. Условий внешней среды.
Ток, проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которым оказался пострадавший, и суммарного электрического сопротивления, в которое входит сопротивление тела человека. Величина последнего определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи, составляющее при сухой коже и отсутствии повреждений сотни тысяч Ом. Если эти условия состояния кожи не выполняются, то ее сопротивление падает до 1 кОм. При высоком напряжении и значительном времени протекания тока через тело сопротивление кожи падает еще больше, что приводит к более тяжелым последствиям поражения током. При этом внутреннее сопротивление тела человека не превышает нескольких сот Ом и существенной роли не играет.
На сопротивление организма воздействию электротока оказывает влияние физическое и психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в таблице 2.
Таблица 2
| Ток, мА | Переменный ток, 50 Гц | Постоянный ток |
| 0,6..1,5 | Начало ощущения, легкое дрожание пальцев | Ощущений нет |
| 2….2,5 | Начало болевых ощущений | То же |
| 5…7 | Начало судорог в руках, трудно, но можно оторваться от электродов | Зуд, ощущение нагрева |
| 8…10 | Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов | Усиление ощущения нагрева |
| 20..25 | Сильные судороги и боли, неотпускающий ток, дыхание затруднено | Судороги рук, затруднение дыхания |
| 50..80 | Паралич дыхания | То же |
| 90..100 | Фибрилляция сердца при действии тока в течение 2-3 с, паралич дыхания | Паралич дыхания при длительном протекании тока |
| То же, за меньшее время | Фибрилляция сердца через 2-3 с, паралич дыхания |
Величина тока и напряжение. Основным фактором, обусловливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10с – 2 мА, при 10с и менее – 6мА.
Ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей, называется неотпускающим.
Продолжительность воздействия электрического тока существенно влияет на исход поражения человека.
Переменный ток (в 4-5 раз) опаснее постоянного, однако, при высоком напряжении (более 500 В) опаснее постоянный ток. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 100 Гц. При дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц. Ти токи сохраняют опасность ожогов.
Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова-рука, голова-ноги, рука-рука, нога-рука, нога-нога и т.д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги).
Неблагоприятный микроклимат (повышенная температура, влажность) увеличивает опасность поражения током, так как влага (пот) понижает сопротивление кожных покровов.
По опасности поражения электрическим током все помещения делятся на следующие классы:
1. Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную ли особую опасность.
2. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий:
- сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%;
- высокой температуры (выше +35°);
- токопроводящей пыли;
- токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные);
- возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, аппаратам, механизмам, с одной стороны, и металлическим корпусам электрооборудования – с другой.
3. Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий:
- особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);
- химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);
- одновременно двух или более условий повышенной опасности.
При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука-рука, рука-нога) при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.
При длительном воздействии допустимый ток принят в 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с – 6 мА.
Наиболее типичны два случая замыкания цепи тока через тело человека:
1. Человек касается одновременно двух проводов.
2. Человек касается лишь одного провода.
Первый случай более опасен, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное и поэтому через тело человека пойдет больший ток.
Второй случай происходит чаще чем первый, но он менее опасен, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через человека.
Основные причины поражения электрическим током:
1. Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением (ошибочные действия при проведении работ, неисправности защитных средств, которыми человек касался токоведущих частей).
2. Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате:
- повреждения изоляции токоведущих частей;
- замыкания фазы сети на землю;
- падения провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования.
3. Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате:
- ошибочного включения отключенной установки;
- замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями;
- разряда молнии в электроустановку.
4. Возникновение напряжения шага (напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека) на участке земли, где находится человек, в результате:
- замыкания фазы на землю;
- выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами);
- неисправностей в устройстве защитного заземления.
Для обеспечения электробезопасности применяют следующие технические способы и средства защиты:
1. Недоступность токоведущих частей, находящихся под напряжением (изоляция токоведущих частей, ограждение, блокировки).
2. Электрическое разделение сети (разделение электрической сети на отдельные несвязанные между собой участки с помощью разделительных трансформаторов).
3. Малые напряжения (номинальные напряжения не более 42 В).
4. Двойная изоляция (основная и дополнительная).
5. Выравнивание потенциалов (способ снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек).
6. Защитное заземление (преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением).
7. Зануление (преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением).
8. Защитное отключение (быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения током).