Раздел 3. Техника безопасности
Тема 4. Действие электрического тока на организм человека. Степень поражения электрическим током в зависимости от силы, напряжения, рода тока, а также сопротивления тела человека, пути прохождения тока через тело человека и времени его воздействия. Классификация помещений по степени электробезопасности (ПУЭ–2005) применительно к условиям промышленных предприятий.
Действие электрического тока на человека.
На основании многочисленных исследований установлено, что ток 0,05А опасен для человека, под его воздействием человек теряет сознание, а ток 0,1А и выше, воздействуя на человека, может вызвать смертельный исход. Наиболее опасными границами частоты тока являются 40-60Гц. Повышение частоты переменного тока повышает безопасность работ. Границей опасного для человека напряжения тока считают 40В. Ток Напряжением более 40В считают опасным для человека, а при напряжении 65В воздействие тока на человеческий организм может привести к смертельному поражению. В особо опасных условиях работы, в сырости, при высокой температуре или в помещении с хорошо проводящим электричество полом безопасно лишь напряжение не выше 12В.
Электрический удар
По силе и характеру воздействия тока на человеческий организм различают электрические удары - поражение током всего организма, и электротравмы - местное внешнее поражение в виде механического разрыва тканей, ожогов.
При электрическом ударе возбуждаются живые ткани организма, проявляются судорожные сокращения различных мышц тела. Электрический удар является следствием протекания тока через тело человека; при этом под угрозой поражения оказывается весь организм из-за нарушения нормальной работы различных его органов и систем, в том числе сердца, легких, центральной нервной системы. Самый слабый электрический удар вызывает едва ощутимое сокращение мышц вблизи входа и выхода тока; в худшем случае он приводит к нарушению и даже полному прекращению деятельности легких и сердца, т.е. к гибели организма. В зависимости от исхода поражения электрический удар делится на пять ступеней:
I - судорожное едва ощутимое сокращение мышц;
II - судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными, едва переносимыми болями без потери сознания;
III - судорожное сокращение мышц, с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
IV - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания;
V - Клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Электрический удар, даже если он не приводит к смерти, может вызвать серьезные расстройства в организме, которые проявляются в организме сразу после воздействия тока или через несколько часов, дней и даже месяцев. Электрические удары являются грозной опасностью для жизни пострадавшего: они вызывают 85-87% смертельных поражений.
Электрический шок.
Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами, кровообращения, обмена веществ.
При шоке после воздействия тока наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возникновение боли, у него повышается кровяное давление и т.п. Вслед за этим происходит фаза торможения и истощение нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия - угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при полном угасания жизненно важных функций, или выздоравливание как результат своевременного сохранившемся сознании. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить гибель человека.
Степень поражения электрическим током в зависимости от силы, напряжения, рода тока, а также сопротивления тела человека, пути прохождения тока через тело человека и времени его воздействия.
Возможность и степень опасности поражения током при прикосновении к токоведущим частям или частям, оказавшимся под напряжением случайно, зависит от ряда факторов, основными из которых являются:
-величина и продолжительность действия тока, проходящего через человека;
-род тока (переменный или постоянный) и его напряжение;
-частота (для переменного тока);
-путь прохождения тока и состояние организма, его особенности, влажность кожи, утомляемость, нервное возбуждение.
Большое значение имеет и характер соприкосновения. Если происходит обхват токоведущей части рукой, то вследствии наступающей судороги, отдернуть руку не удается.
Кратковременное прикосновение к частям, находящимся под напряжением, иногда остается без тяжелых последствий.
Возможность и степень опасности поражения током зависит также от того, как включается человек в электрическую цепь. Различают однофазное и двухфазное включение.
Однофазное включение происходит в случае прикосновения человека к токоведущей части установки или электролинии одной фазы. При идеальной изоляции установки такое включение не создает угрозу и ремонтные работы могут идти без снятия напряжения. Однако из-за утечки тока при несовершенстве изоляции и при однофазном включении человек может оказаться под воздействием тока. Поэтому нужно при работе и с одной фазой ток выключать. Это тем более важно, если на второй фазе отсутствует изоляция и при случайном касании с ней, возникает уже двухфазное включение.
Путь прохождения тока в теле человека играет существенную роль в исходе поражения. Так, если на пути тока оказываются жизнено важные органы- сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействуе непосредственно на эти органы. Если ток протекает иными путями, то воздействие его на жизнено важные органы может быть рефлекторным, а не непосредственным. При этом вероятность тяжелого поражения снижается. Возможных путей тока в человеке множество, но среди них особенно выделяются около пятнадцати путей (петель).
Наиболее часто цепь тока через человека возникает по пути «правая рука - ноги». Опасность петли можно оценить так же по значению тока, проходящего через область сердца: чем больше ток, те опаснее петля. При наиболее распространенных путях в теле человека через сердце протекает 0,4-7% общего тока .Наиболее опасными являются петли «голова - ноги», «голова - руки», когда ток может проходить через головной и спинной мозг - они очень редки. Следовательно по опасности «правая рука - ноги» по частоте занимает II место. Наименее опасный путь - «ноги - ноги», который именуется «нижней петлей» и возникает при шаговом напряжении. Опасность непрямого действия тока на сердце и другие жизнено важные органы при «нижней петле» сохраняется.
Классификация помещений по степени электробезопасности.
Анализ травматизма, связанного с производством, показывает, что количество несчастных случаев в строительстве от электротравматизма достигает 15% общего числа несчастных случаев с тяжелым исходом. К сожалению, известны несчастные случаи с тяжелым исходом при работе с неисправными электрическими установками, питающимися даже от сети напряжением 12 В.
Действие электрического тока на организм человека зависит от величины тока, протекающего через человека, частоты тока, продолжительности воздействия, условий подключения тела человека в электрическую сеть.
Опасность поражения людей электрическим током зависит также от условий окружающей среды, состояния кожного покрова, возраста человека, площади контакта с источником тока и ряда других факторов.
Постоянный ток оказывает менее сильное воздействие, чем переменный ток той же величины. Токи величиной несколько миллиампер действуют главным образом на нервную систему.
Безопасной для человека считается величина переменного тока до 10 мА, постоянного тока — до 50 мА. Сопротивление человека электрическому току изменяется в широком диапазоне. Наибольшим сопротивлением обладает кожный покров (до 2 000 000 Ом на 1 см2), наименьшим — нервные волокна и мускулы (1000 Ом на 1 см2). За минимальное расчетное сопротивление человеческого организма принимается величина 1000 Ом. Расчетное безопасное напряжение равно 10 В.
Токи величиной более 10 мА для переменного тока и более 50 мА для постоянного тока вызывают непроизвольные судорожные сокращения мышц. Человек в этом случае не может самостоятельно оторвать руку от источника тока. Действие тока может привести к параличу дыхания, фибрилляции и параличу сердца.
Продолжительность воздействия также во многом определяет характер действия тока на человеческий организм. Установлено, что и времени воздействия более 0,08 сек током более 100 мА человеческий организм получает тяжелую травму.
Опасность поражения людей электрическим током в значительной степени зависит от окружающей среды. Помещения подразделяются по степени опасности поражения людей электрическим током на три категории.
Помещения с повышенной опасностью. К ним относятся:
- сырые помещения, относительная влажность в которых длительно превышает 75%;
- помещения, в которых имеется токопроводящая пыль в таком количестве, что она оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т. п.;
-помещения с токопроводящими полами (металлическими, земляными, железобетонными, кирпичными);
-помещения, в которых температура воздуха длительно превышает +30° С;
-помещения, в которых возможно одновременное прикасание человека к корпусам электрического оборудования и металлическим конструкциям зданий, технологическому оборудованию и т. п.
Помещения особо опасные. Это очень сырые помещения, относительная влажность которых близка к 100%. Потолок, стены, пол, оборудование в таких помещениях постоянно покрыты влагой.
К особо опасным помещениям относятся также помещения с химически активной средой, которая разрушает изоляцию и электроматериалы. К особо опасным помещениям относятся и такие помещения, в которых одновременно совпадают два признака помещений повышенной опасности.
Помещения без повышенной опасности. Это те помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную и особую опасности.
При производстве строительных работ с использованием электрической энергии на открытом воздухе внутри емкостей, внутри непросохших зданий степень опасности поражения людей электрическим током следует приравнивать к условиям в особо опасных помещениях.
При работе с электрическими установками в особо опасных условиях необходимо использовать напряжение 12 В. В помещениях с повышенной опасностью следует использовать напряжение 36 В. Электрические двигатели, используемые для привода строительных машин, механизмов, устройств, инструмента, а также пускорегулирующая, контрольно-измерительная и защитная аппаратура, электрощиты, пульты управления и т. п. по форме исполнения, способу установки и классу изоляции должны соответствовать условиям.