книги / Основы электробезопасности. Теоретические основы условий поражения человека электрическим током
.pdf
уверенности вероятность попадания под напряжение у них больше, чем у работников с малым опытом. Это свидетельствует о необходимости строжайшего соблюдения требований безопасности при обслуживании, ремонте и испытаниях электроустановок и электрических сетей промышленных предприятий.
В общей массе травм на производстве с временной утратой трудоспособности вес электротравм незначителен – не более 2 %. Однако среди травм с летальным исходом
электротравмы занимают ведущее место – более 12 %, т.е. каждая восьмая смертельная травма вызвана электрическим током.
а |
б |
Рис. 38. Производственный электротравматизм а – у работников с различным стажем, %: 1 – до 1 мес.; 2 – от 1 мес.
до 1 года; 3 – от 1 года до 3 лет; 4 – от 3 до 5 лет; 5 – от 5 до 10 лет; 6 – свыше 10 лет; б – электротехнического персонала с различными группами по ТБ, %: 1–5 – соответственно I–V; 6 – группа не присвоена
91
3.2.Виды поражений электрическим током
Впроцессе выполнения работ по обслуживанию, ремонту и испытанию электроустановок и электрических сетей промышленных предприятий возникает вероятность попадания человека под напряжение. Опасное и вредное воздействие электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей на обслуживающий персонал проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний. Электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги, а явление, характеризующееся совокупностью электротравм, называется электротравматизмом [4].
Обычно угроза несчастного случая сопровождается некоторыми признаками, на которые могут реагировать органы чувств человека. Вид движущегося транспорта, падающего предмета, запах газа, вращающиеся части машины предупреждают человека об опасности
идают ему возможность принять необходимые меры предосторожности. Электротравматизму, по сравнению с другими видами производственного травматизма, присущи некоторые особенности:
1. Человек не может дистанционно определить, находится ли электроустановка или ее часть под напряжением. О наличии напряжения на электроустановке человек может судить по показаниям специальных приборов или внешней сигнализации, по внешним признакам при преобразовании электрической энергии в энергию другого вида (например, в световую, тепловую и др.) или по защитной реакции организма после попадания человека под напряжение.
2. Электротравмы можно получить не только при прикосновении или недопустимом приближении к металлическим частям электроустановки, находящимся под напряжением или по какимлибо причинам оказавшимся под напряжением, но и при перемещении по земле вблизи мест повреждения электрической изоляции или мест замыкания токоведущих частей на землю (напряжением шага), а также через воздействие электромагнитных колебаний, возникающих при работе электроустановок.
92
3. Ток не только действует в местах контактов и по пути протекания, но и вызывает в организме общую рефлекторную реакцию центральной и периферической нервной системы, а также сердеч- но-сосудистой системы.
Действие электрического тока на живую ткань в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т.д.) носит своеобразный и разносторонний характер. Протекая через тело человека, электрический ток производит
термическое, электролитическое и механическое (динамическое)
действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи. Одновременно электрический ток производит и биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства. Тепловое действие тока прямо связано с сопротивлением тканей организма человека и превращением электрической энергии в тепловую согласно закону Джоуля – Ленца. Кожа человека обладает наибольшим сопротивлением электрическому току, поэтому в ней происходит выделение большого количества тепла, что приводит к образованию ожогов различной степени тяжести. Под воздействием высоких температур (свыше 1500 °С) в костях могут образовываться «жемчужные (костяные) бусы», представляющие собой расплавленный и затем застывший фосфорнокислый кальций в виде образований различной формы (шаровидной, многогранной, яйцевидной) с диаметром 1–2 мм. Этот феномен был описан Рентгеном еще в 1911 г. [5].
Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, в том числе и крови, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава. Поскольку человеческий организм содержит множество различных жидкостей, при прохождении через него электрического тока проис-
93
ходит электролиз. При этом нарушается ионное равновесие в тканях, что проявляется в виде некрозов (омертвления тканей), в импрегнации (насыщении) тканей кожи металлом проводника, образовании пара и газа в тканях и сосудах, выделении на поверхности кожи продуктов разложения кожного сала – жирных кислот [5].
Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях тканей организма, в том числе мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани и др., в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями. Протекание электрического тока через организм человека приводит к расстройству деятельности центральной и вегетативной нервных систем, кровообращения и дыхания. В результате воздействия электрического тока со стороны центральной нервной системы могут наблюдаться потеря сознания, памяти, головные боли, головокружение, тошнота, судороги конечностей и скелетных мышц, сокращения мускулатуры кровеносных сосудов, неврозы, исчезновение физиологических рефлексов и нарушения в работе органов дыхания и сердечнососудистой системы. Судорожное сокращение мышц может сопровождаться их разрывом или отрывом от костей скелета. Известны также случаи переломов костей скелета в результате судорожных сокращений мышц. Расстройства вегетативной нервной системы проявляются в виде озноба, повышенного потоотделения, изменения тонуса кровеносных сосудов. Протекание электрического тока приводит и к психическим реакциям организма, которые проявляются в виде нервозности, раздражительности, повышенной утомляемости, плохого сна и появления фобий по отношению к электричеству или электроустановкам [5].
94
Воздействие электрического тока на организм человека может привести к двум видам электротравм:
1)местные электротравмы, когда возникает местное повреждение организма;
2)общие электротравмы (электрические удары), когда поражается весь организм.
3.2.1. Местные электротравмы
Местная электротравма – ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела. Чаще это поверхностные повреждения кожи, иногда связок и костей [2].
Опасность местных травм зависит от места и степени повреждения тканей. Как правило, местные травмы излечиваются, работоспособность восстанавливается.
Характерные местные электротравмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия. Порядка 75 % случаев поражений электрическим током сопровождается местными электротравмами. Из них:
электрические ожоги……………………………….40 %; электрические знаки…………………………………7 %;
металлизация кожи………………………………….. 3 %;
механические повреждения………………………. .0,5 %;
электроофтальмия…………………………………..1,5 %; смешанные травмы………………………………….23 %.
Электрический ожог – это самая распространенная электротравма. В зависимости от условий возникновения различают два основных вида ожога:
1)токовый (контактный), возникающий при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью;
2)дуговой, обусловленный воздействием на тело электрической дуги.
95
Токовые ожоги образуются примерно у 38 % пострадавших от электрического тока, в большинстве случаев они являются ожогами I и II степеней; при напряжениях выше 380 В возникают и более тяжелые ожоги – III и IV степеней.
Различают следующие четыре типа ожогов: I степени – покраснение кожи;
II степени – образование пузырей;
III степени – омертвление всей толщи кожи; IV степени – обугливание тканей.
Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.
Токовый ожог участка тела является следствием преобразования энергии электрического тока, проходящего через него, в тепловую. Поэтому такой ожог тем опаснее, чем больше ток, время прохождения и электрическое сопротивление участка тела, подвергшегося воздействию тока.
На рис. 39 показаны ожоги руки человека, прикоснувшегося к токоведущим частям внешней стороной ладони. При этом напряжение не превышало 1000 В, так как при большем напряжении руку человека отбрасывает от места соприкосновения.
Дуговой ожог наблюдается в электроустановках различных напряжений. При этом в установках до 6 кВ ожоги являются следствием случайных коротких замыканий. В установках более высоких напряжений дуга возникает при случайном приближении человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние, при котором происходит пробой воздушного промежутка между ними; при повреждении изолирующих защитных средств.
Большой ток, проходящий через человека, вызывает тяжелые ожоги в месте входа и выхода. Ткани тела, находящиеся на пути тока, претерпевают серьезные изменения, а в случае большого количества теплоты, выделяющейся в них, высушиваются и обугливаются.
96
а |
б |
в |
г
Рис. 39. Виды ожогов кисти:
а– I степени; б – II степени; в – III степени;
г– глубокий ожог кисти IV степени
Особенностью электротермического действия тока, отличающей это действие от простого теплового ожога, является то, что тепло, как правило, не привносится извне, а выделяется внутри тканей тела человека. Именно поэтому имеют место внутренние ожоги, при которых отсутствуют наружные повреждения (признаки), как при обычном тепловом ожоге. Эти ожоги труднее диагностировать и лечить. Их последствия тяжелее.
На рис. 40 показан тяжелый случай дугового ожога, вызвавшего сквозной дефект грудной клетки и сопровождавшегося прохождением тока непосредственно через сердце.
97
Рис. 40. Тяжелый ожог грудной клетки в результате включения пострадавшего в цепь тока через электрическую дугу
Электрические знаки представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подвергшегося действию тока. Размер пятен 1–5 мм. Хотя электрические знаки в большинстве случаев безболезненны и, как правило, излечиваются, однако при поражении больших участков тела могут привести к нарушению функций пораженного органа. Эти знаки появляются примерно у 11 % пострадавших от тока. На рис. 41 показан электрический знак в виде молнии.
Рис. 41. Электрический знак в виде молнии
98
Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги, возникающей при коротком замыкании либо при сварочных работах. Такое явление встречается при отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. При этом мельчайшие брызги расплавленного металла под влиянием возникших динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру, но малый запас теплоты и, как правило, не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются обычно открытые части тела – руки и лицо. Поврежденный участок кожи становится жестким, болезненно напряженным, имеющим оттенок, характерный для металла, внесенного в кожу, но со временем металл рассасывается или поврежденная кожа сходит, пораженный участок восстанавливает нормальный вид, исчезают болезненные ощущения. Лишь при поражении органов зрения лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях и безрезультатным. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги, должны выполняться в защитных очках, одежда должна быть застегнута, ворот закрыт, рукава опущены.
Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц или потери сознания под действием тока. К ним относятся разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также ушибы, переломы, вывихи, возникающие при судорожных сокращениях мышц, рефлекторных резких движениях и при падении человека с высоты и т.д.
Механические повреждения происходят при работе в основном в электроустановках до 1000 В при относительно длительном воздействии тока.
Электроофтальмия (от греч. оphthalmόs – глаз) – воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и коньюктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), возникающие в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей или ожогов. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги,
99
которая является источником излучения ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Возможна и офтальмия конечных покровов.
Предупреждение электроофтальмии обеспечивается применением защитных очков.
3.2.2. Электрический удар
Электрический удар – это раздражение и возбуждение живых тканей организма и нарушение нервных процессов в центральной нервной системе и периферической нервной системе протекающим током, проявляющееся в непроизвольных судорожных сокращениях различных мышц тела. При этом нарушается работа всех органов – сердца, легких, центральной нервной системы [2].
Электрический удар можно разделить на пять степеней:
I степень – судорожное, едва ощутимое сокращение мышц;
II степень – судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными болями, без потери сознания;
III степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимися дыханием и работой сердца;
IV степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (и то и другое);
V степень – клиническая смерть.
Электрический удар, даже если он не приводит к смерти, может вызвать серьезные расстройства в организме человека, которые проявляются сразу после воздействия тока или через несколько часов, дней и даже месяцев.
Электрические удары представляют серьезную опасность для жизни человека: они вызывают 85–87 % смертельных поражений. Однако большинство смертельных случаев (60–62 %) являются результатом комплексного воздействия электрического тока на организм человека.
Нередки случаи, особенно в домашних условиях, когда после поражения человека электрическим током пострадавший не спешит обращаться к врачу, если чувствует себя удовлетворительно.
100