Содержание
Введение
О том, что электрический разряд действует на человека, стало очевидным в последней четверти 18 века. Одно из первых обстоятельных описаний этого действия принадлежит Ж.Марату, видному деятелю Великой французской революции 1789-1794гг. Англичанин А. Уориш, итальянцы Л. Гальвани, А. Вольта и ряд других ученых установили, что на человека действует разряд, полученный не только от источника статистического электричества, но и от электрохимичекого элемента [2].
Однако никто из названных исследователей не указал на опасность этого действия на человека. Впервые установил эту опасность изобретатель первого в мире электрохимического высоковольтного источника напряжения В.В. Петров. электротравма ток напряжение электрический
В наше время, использование электроэнергии является более широкое во всех областях деятельности человека: неуклонный рост энерговооруженности труда, резкое увеличение количества электроприборов в быту и на производстве, естественным образом повлекли за собой повышение опасности поражения человека электрическим током.
Электрический ток не имеет каких-либо физических признаком или свойств, по которым человек мог бы его ощущать органами чувств, что усугубляет его опасность для человека. 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 техники безопасности происходит 75% электропоражений [3].
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.
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 [4]. 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).
1.1 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:
- электрические ожоги,
- электрические знаки (метки тока),
- электрометаллизации кожи,
- механические повреждения,
- 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 [3].
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.
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 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.
Металлизация 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 болезненныеощущения исчезают [3].
1.2 Общие электротравмы
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. Наблюдениями установлено, что 99,5 % всех людей начинают ощущать ток силой в 1 мА, который, и принят в качестве порогового неощутимого тока [7]. 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.
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 [5]. 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.
Можно сделать вывод, что смертельный исход при электротравмах может наступить в результате следующих повреждений организма:
- нарушение сердечной деятельности;
- остановка дыхания;
- шок;
- 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 [5]. 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 вбиологическую 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.
1.3 Факторы, определяющие исход поражения электрическим током
Поражение человека электрическим током происходит в случаях:
1) Прикосновения к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением.
2) Приближения человека на опасное расстояние к токоведущим незащищенным изоляцией частям электроустановок.
3) Прикосновения человека к нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением (из-за замыкания на их корпус).
4) Ошибочного принятия находящегося под напряжением оборудования как отключенного.
5) Повреждения изоляции.
6) Удара молнии.
7) Действия электрической дуги.
8) Освобождения другого человека, находящегося под напряжением.
9) В результате возникновения токового напряжения на поверхности земли из-за замыкания фазного провода на землю, что привело к растеканию тока по земле. Оказавшийся в зоне поражения человек попадает под шаговое напряжение, которое по мере приближения к проводу принимает опасные значения. Шаговое напряжение зависит от расстояния между точками соприкосновения человека с землей. Уходить от упавшего провода следует мелкими шажками. На расстоянии более 20 м от провода напряжение уменьшается до нуля.
К факторам, влияющим на исход поражения электрическим током, относят:величину тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду, фактор внимания.
2. Величина напряжения и время действия
Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока[1], приведены в табл. 1.
Таблица 1 -- Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока
|
Время действия, сек. |
Длител. |
До 30 |
1 |
0,5 |
0,2 |
0,1 |
|
|
Величина тока, мА. |
1 |
6 |
50 |
100 |
250 |
500 |
|
|
Величина напряжения, В. |
6 |
36 |
50 |
100 |
250 |
500 |
При кратковременном воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1с допустимый ток возрастает в 16 раз.