Для возникновения поражений электрическим током большое значение имеют пути, по которым проходит электрический ток, так называемые петли тока. На рис. 2.3 приведены возможные пути распространения тока в организме человека.
Основное различие между электротравмами при разных петлях состоит в том, через какие органы прошел ток. Главными проводниками тока в организме являются не крупные сосуды, а мышечные массы вместе с питающей их капиллярной сетью. Следует учитывать, что в ряде случаев (например при падении пострадавшего) может происходить изменение положения конечностей и, соответственно, изменение первоначального пути распространения тока на другой. Опасность для жизни пострадавшего во многом зависит от петли тока. Например, нижняя петля, проходящая через нижние конечности, менее опасна, чем верхняя, когда ток проходит через обе верхние конечности и туловище.
Механизмы повреждающего действия электрического тока
При повреждении организма электрическим током выделяют специфическое и неспецифическое действие тока. Специфическое действие тока проявляется в биологическом, электрохимическом, тепловом и механическом эффектах.
Биологигеское действие тока разнообразно. В результате действия тока происходит раздражение гладкой и скелетной мускулатуры, эндокринной и нервной системы, внутренних органов. В результате тонического сокращения диафрагмы и спазма голосовых связок нарушается функция внешнего дыхания. Действие тока на сердечную мышцу приводит к развитию фибрилляции желудочков сердца. Спазм мускулатуры артерий приводит к резкому повышению артериального давления. Органы внутренней секреции отвечают выбросом гормонов (в первую очередь - катехоламинов). Электрический ток оказывает разнообразное действие на нервные рецепторы и проводники.
Электрохимигеское действие тока проявляется в расхождении ионов и концентрации их у разных полюсов. В результате у анода возникает коагуляционный некроз, а у катода - колликвационный. Образующиеся при электролизе газы и пары воды нередко придают тканям ячеистое строение. В ряде случаев происходит импрегнация кожи металлом проводника (эффект металлизаци и).
Тепловому действию тока в большей степени подвержены ткани с низкой удельной электропроводностью. Именно в тканях, обладающих высоким сопротивлением (прежде всего - в коже и костях), в соответствии с законом Джоуля-Ленца происходит выделение наибольшего количества тепла. Количество выделяющегося тепла прямо пропорционально зависит от силы тока, электрического сопротивления тканей и длительности контакта. Чем выше напряжение - тем больше выделяется тепла в местах контакта, где и возникают ожоги. В результате прохождения тока через кожу возникают ожоги кожного покрова и подлежащих тканей, вплоть до обугливания. В костной ткани могут образовываться жемчужные бусы, представляющие собой расплавленный и затем застывший фосфорнокислый кальций в виде белых шариков с пустотами, образовавшимися при испарении находившейся в костях жидкости.
Механигеское действие тока приводит к расслоению и разрывам тканей. Прохождение токов высокого напряжения через ткани сопровождается мгновенным выделением большого количества тепла и механической энергии. При быстром выделении большого количества тепловой энергии имеет место взрывоподобный эффект, в результате чего человека может отбросить в сторону или произойти отрыв конечности. Механическое действие тока тем выше, чем больше напряжение в электрической сети.
Неспецифигеское действие электригеского тока обусловлено выделением других видов энергии, в которые преобразуется электричество вне пределов организма. В частности, от вспышки вольтовой дуги или от раскаленных (при прохождении по ним электрического тока) проводников возникают термические ожоги кожных покровов. Вспышка вольтовой дуги сопровождается излучением световой энергии. В результате действия светового излучения (видимого, ультрафиолетового и инфракрасного спектра) могут развиться различные виды поражения органа зрения (ожоги роговицы, электроофтальмия и другие). Поражение человека высоковольтным электричеством может сопровождаться взрывом, в результате чего возникают поражения органа слуха (разрывы барабанной перепонки, тугоухость). Разбрызгивание и сгорание при высокой температуре металлических частиц от проводников электричества может обусловить металлизацию кожи.
Нередким явлением являются механические повреждения, развившиеся в результате падения пострадавшего с высоты или попадания частей тела между движущимися механизмами. При падении в воду пострадавший может утонуть. От воспламенения одежды, пропитанной маслами, бензином или другими горючими жидкостями пострадавший может получить термические ожоги. Кроме того, при прохождении электрического тока (низкого напряжения - менее 1000 В) через ткани организма в результате резкого сокращения мышц могут щюисходить вывихи, отрывные и компрессионные переломы. Настоящее явление имеет место в местах, где прикрепляются большие массивы мышц. Электротравма вызывает выраженные нарушения в функционировании внутренних органов, нередко способствует обострению заболеваний.
Нумерация пунктов и подпунктов (равно как и ссылки в тексте - по Word-версии документа).
Введение.
Величина тока и напряжения.
Сопротивление тела.
Электробезопасность в действующих электроустановках до 1000 Вольт. Производство работ.
Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения.
Производство отключений.
Вывешивание предупредительных плакатов, ограждение места работы.
Проверка отсутствия напряжения.
Наложение заземлений.
Правила использования защитных средств, применяемых в электроустановках.
Общие положения.
Приложение. Список экзаменационных вопросов на 2-ую группу по электробезопасности.
4.1.1 Тема: «Представление об опасности электрического тока». Литература: «Электробезопасность. Методические материалы … на 2-ую группу».
4.1.2 Тема: «Основные меры предосторожности при работе в электроустановках». Литература: «Электробезопасность. Методические материалы … на 2-ую группу», МПОТ.
4.1.3 Тема: «Оказание первой помощи». Литература: «Первая помощь пострадавшим от электрического тока и при ожогах. Методические материалы … на все группы по электробезопасности», «Электробезопасность. Методические материалы … на 2-ую группу».
Основные требования по организации безопасной эксплуатации электроустановок.
Введение.
Настоящее методическое пособие составлено для подготовки работников электротехнического и электротехнологического персонала на 2-группу по электробезопасности (с допуском до 1000 Вольт) на основе действующих ПТЭЭП, ПТЭ и МПОТ а также методических материалов «Основы электробезопасности» А. Г. Качалова и В. В. Наумова (скачать исходную нормативную литературу можно в разделе сайта "м").
Статистика электротравматизма.
Известно, что в среднем электротравмы составляют 3% от общего числа травм, 12-13% от общего числа смертельных случаев – смертельные электротравмы. К наиболее неблагополучным отраслям относятся: лёгкая промышленность, где электротравматизм составляет 17% от числа смертельных несчастных случаев, электротехническая промышленность – 14, химическая – 13, строительство, сельское хозяйство – по 40%, быт – примерно 40%. В Москве от электрического тока погибает около 40 человек в год, а в Московской области в среднем 100 человек.
Понятие об электробезопасности. Электрические травмы.
Под электробезопасностью понимается система организационных и технических мероприятий по защите человека от действия поражающих факторов электрического тока.
Электротравма – результат воздействия на человека электрического тока и электрической дуги.
Электрический ток, проходя через живой организм, производит:
- термическое (тепловое) действие, которое выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервных волокон и т.п.;
- электролитическое (биохимическое) действие – выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов;
- биологическое (механическое) действие – выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц (в том числе сердца, лёгких).
К электротравмам относятся:
- электрические ожоги (токовые, контактные дуговые, а также комбинированные);
- электрические знаки («метки»), металлизация кожи;
- механические повреждения;
- электроофтальмия;
- электрический удар (электрический шок).
В зависимости от последствий электрические удары делятся на четыре степени:
- судорожное сокращение мышц без потери сознания;
- судорожное сокращение мышц с потерей сознания;
- потеря сознания с нарушением дыхания или сердечной деятельности;
- состояние клинической смерти в результате фибрилляции сердца или асфиксии (удушья).
Основные неблагоприятные последствия, которые могут наступить вследствие поражения электрическим током:
Протекание электрического тока через органы человека может вызвать остановку сердца, дыхания; разрывы мышц, поражение мозга, ожоги. Такие повреждения характерны для поражающего тока величиной более 10 миллиампер, однако даже ток ощущения (1-2 мА) способен напугать человека, вследствие чего не исключены механические травмы (например, вследствие падения с высоты).
Факторы, определяющие исход поражения.
Основными факторами, определяющими исход поражения, являются:
- величина тока и напряжения;
- продолжительность воздействия тока;
- сопротивление тела;
- петля («путь») тока;
- психологическая готовность к удару.
Величина тока и напряжения.
Электрический ток, как поражающий фактор, определяет степень физиологического воздействия на человека. Напряжение следует рассматривать лишь как фактор, обуславливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях – чем больше напряжение прикосновения, тем больше поражающий ток.
По степени физиологического воздействия можно выделить следующие поражающие токи:
- 0.8 – 1.2 мА - пороговый ощутимый ток (то есть то наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);
- 10 - 16 мА - пороговый неотпускающий (приковывающий) ток, когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободиться от токоведущих частей;
- 100 мА - пороговый фибрилляционный ток; он является расчетным поражающим током. При этом необходимо иметь в виду, что вероятность поражения таким током равна 50% при продолжительности его воздействия не менее 0.5 секунды.
Следует отметить, что никакое напряжение нельзя признать полностью безопасным и работать без средств защиты. Так, например, автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12-15 Вольт и не вызывает поражения электрическим током при прикосновении (ток через тело человека меньше порогового ощутимого тока). Но при случайном замыкании клемм аккумулятора возникает мощная дуга, способная сильно обжечь кожу или сетчатку глаз; также возможны механические травмы (человек инстинктивно отшатывается от дуги и может неудачно упасть). Точно также человек инстинктивно отшатывается при прикосновении к сети временного освещения (36 Вольт, ток уже ощущается), что грозит падением с высоты, даже если ток, протекающий через тело невелик, и не мог бы вызвать поражения сам по себе.
Таким образом, сколь угодно низкое напряжение не отменяет использования средств защиты, а лишь изменяет их номенклатуру (вид), например, при работе с аккумулятором следует пользоваться защитными очками. Производить работы на токоведущих частях без применения средств защиты можно только при полном снятии напряжения!
Продолжительность воздействия тока.
Установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в стоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствуют сжатие (систола) или расслабление (диастола) желудочков сердца и предсердий. Поэтому при малом времени воздействие тока может не совпадать с фазой полного расслабления, однако всё, что увеличивает темп работы сердца, способствует повышению вероятности остановки сердца при ударе током любой длительности. К таким причинам следует отнести: усталость, возбуждение, голод, жажду, испуг, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни и т.п.
Сопротивление тела.
Величина непостоянная, зависит от конкретных условий, меняется в пределах от нескольких сотен Ом до нескольких мегом. С достаточной степенью точности можно считать, что при воздействии напряжения промышленной частоты 50 Герц, сопротивление тела человека являйся активной величиной, состоящей из внутренней и наружной составляющих. Внутреннее сопротивление у всех людей примерно одинаково и составляет 600 – 800 Ом. Из этого можно сделать вывод, что сопротивление тела человека определяется в основном величиной наружного сопротивления, а конкретно – состоянием кожи рук толщиной всего лишь 0.2 мм (в первую очередь ее наружным слоем – эпидермисом).
Примеров тому немало, вот один из них. Рабочий опускает в электролитическую ванну средний и указательный пальцы руки и получает смертельный удар. Оказалось, что причиной гибели явился имевший место порез кожи на одном из пальцев. Эпидермис не оказал своего защитного действия, и поражение произошло при явно безопасной петле тока.
Действительно, если оценить этот факт в относительных единицах и принять сопротивление кожи за 1, то сопротивление внутренних тканей, костей, лимфы, крови составит 0.15 - 0.20, а сопротивление нервных волокон – всего лишь 0.025 («нервы» – отличные проводники электрического тока!). Кстати, именно поэтому опасно приложение электродов к так называемым акупунктурным точкам. Так как они соединены нервными волокнами, поражающий ток может возникнуть при очень малых напряжениях. Именно один из таких случаев описан в литературе, когда поражение человека произошло при напряжении 5 Вольт. Сопротивление тела не является постоянной величиной: в условиях повышенной влажности оно снижается в 12 раз, в воде – в 25 раз, резко снижает его принятие алкоголя.
Таким образом, к факторам состояния человека, существенно увеличивающим вероятность смертельного поражения человека электрическим током следует отнести:
- всё, что увеличивает темп работы сердца – усталость, возбуждение, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни;
- все, что уменьшает сопротивление кожи – потливость, порезы, принятие алкоголя.
Путь («петля») тока через тело человека.
При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего выясняется, по какому пути протекал ток. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда – многообразие возможных путей тока.
Наиболее вероятными признаны следующие:
- «правая рука - ноги» (20% случаев поражения);
- «левая рука - ноги» (17%);
- «обе руки - ноги» (12%);
- «голова - ноги» (5%);
- «рука - рука» (40%);
- «нога - нога» (6%).
Все петли, кроме последней, называются «большими», или «полными» петлями, ток захватывает область сердца и они наиболее опасны. В этих случаях через сердце протекает 8-12 процентов от полного значения тока. Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0.4 процента от полного тока. Эта петля возникает, когда человек оказывается в зоне растекания тока, попадая под шаговое напряжение.
Шаговым называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока в земле, при одновременном касании их ногами человека. При этом чем шире шаг, тем больший ток протекает через ноги.
Такой путь тока не несет прямой опасности жизни, однако под его действием человек может упасть и путь протекания тока станет опасным для жизни.
Для защиты от шагового напряжения служат дополнительные средства защиты – диэлектрические боты, диэлектрические коврики. В случае, когда использование этих средств не представляется возможным, следует покидать зону растекания так, чтобы расстояние между стоящими на земле ногами было минимальным - короткими шажками. Безопасно также передвижение по сухой доске и прочим сухим, не проводящим ток предметам.
Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Пути:
«рука-рука» через сердце проходит 3,3% общего тока,
«левая рука - ноги» через сердце проходит 3,7% общего тока,
«правая рука - ноги» через сердце проходит 6,7% общего тока,
«нога - нога» через сердце проходит 0,4% общего тока,
«голова - ноги» через сердце проходит 6,8% общего тока,
«голова - руки» через сердце проходит 7% общего тока.
Наиболее тяжелое поражение вероятно, если на пути тока оказывается сердце, легкие, грудная клетка, головной или спинной мозг, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Если ток проходит иными путями, то воздействие его на органы может быть рефлекторным,а не непосредственным. При этом опасность тяжелого поражения хотя и сохраняется, но вероятность ее резко снижается.
Наиболее опасными являются петли голова – руки и голова - ноги, когда ток может проходить через головной и спинной мозг (но эти петли возникают относительно редко).
Наименее опасен путь «нога – нога», который именуется нижней петлей и возникает при воздействии на человека так называемого напряжения шага.В этом случае через сердце проходит, очевидно, небольшой ток. Но надо иметь в виду, что имелись факты смертельного исхода при протекании тока через палец руки, с одной его стороны на другую.
По данным статистики потеря трудоспособности на 3 дня и более при пути тока « рука-рука» в 83% случаев, « левая рука - ноги» в 80%, «правая рука-ноги»-87%, « нога-нога» в 15%. Таким образом, путь тока влияет на исход поражения; ток в теле человека проходит не обязательно по кратчайшему пути, что объясняется большой разницей в удельном сопротивлении
Рис.1 Пути прохождения тока: а) левая рука – ноги; б) рука – рука; в) правая рука – ноги; г) нога - нога
Влияние постоянного и переменного тока различной частоты на исход поражения
|
Значения тока проходящего через человека, мА |
Характер воздействия |
|
|
Переменный ток, 50-60 Гц |
Постоянный ток |
|
|
Начало ощущения, легкое дрожание пальцев руки |
Не ощущается. |
|
|
Сильное дрожание пальцев рук. Ощущение доходит до запястья. |
Не ощущается. |
|
|
Легкие судороги в руках, болевые ощущения. |
Зуд. Ощущение нагрева. |
|
|
Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук и предплечьях. |
Усиленное ощущение нагрева |
|
|
Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено. |
Еще большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук. |
|
|
Остановка дыхания. Начало фибрилляции сердца. |
Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднение дыхания. |
|
|
Остановка дыхания. При длительности более 3 сек. Остановка сердца. |
Остановка дыхания. |
|
При быстром разрыве цепи даже небольшой постоянный ток (ниже порога ощущения) дает очень резкие удары, иногда вызывающие судороги мышц рук. Наиболее опасен ток частотой 50-60 Гц. Опасность действия тока снижается с увеличением частоты, но ток в 500 Гц не менее опасен, чем в 50Гц.
Эффект действия тока высокого напряжения на организм
Давно были отмечены поразительные случаи выживания людей, подвергшихся действию тока большой силы при высоком напряжении. Основоположник науки об опасности электричества австрийский ученый Еллинек в начале 20 столетия описал случай выздоровления пострадавшего после поражения, которое привело к сгоранию предохранителя на 40А.
Такое парадоксальное несоответствие между силой тока и результатами его действия на организм нашло, однако, исчерпывающее объяснение при испытании действия сильного тока на животных.
Эти испытания показали, что действие тока высокого напряжения вызывает не фибрилляцию, и лишь временную остановку сердца, которое после выключения тока возобновляет свою нормальную деятельность. Измерение силы тока, протекающего непосредственно через сердце (в опытах на собаках), показало, что ток 10-15мА вызывает фибрилляцию; ток 0,8А (через широкие электроды, наложенные по обеим сторонам сердца) фибрилляции не вызывает, а ток силой более 1А способен прекратить фибрилляцию сердца. Способность тока указанной (И большей) величины прекратить фибрилляцию широко используется в настоящее время в клиниках для восстановления деятельности сердца, нарушенной во время операции и от других причин.
Таким образом, выживание людей, оказавшихся под высоким напряжением и подвергшихся действию тока в десятки А, можно объяснить тем, что под действием такого тока не возникает фибрилляции сердца. Столь противоречивые на первый взгляд последствия действия слабого и сильного тока на организм связаны с особенностями реакции сердца на действие тока различной силы.
Прохождение тока 0,1-5А через организм вызывает фибрилляцию сердца и нарушает его работу; более сильный ток не вызывает такого нарушения работы сердца. Кратковременное действие сильного тока вызывает нарушение функции нервной системы, что приводит к длительной остановке дыхания. Однако пострадавший может остаться в живых, если своевременно начать проводить искусственное дыхание.
При более продолжительном действии тока высокого напряжения может наступить смерть из-за физических повреждений, причиняемых таким током (обширные и глубокие ожоги, а также разрушение внутренней структуры тканей организма). Однако известны случаи выздоровления людей после электротравм, вызывающих даже обугливание и последующее выпадение значительных участков костей черепа.
Болезненное состояние организма человека как отягощающий фактор электротравм
Болезненное состояние организма человека вызывает изменения в течение биохимических, биофизических, физиологических и др. процессов, что не может не влиять на исход поражения при электротравме.
Для переменного тока играет роль также его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно, повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 100 Гц; при дальнейшем увеличении частоты опасность смертельного поражения уменьшается. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при частоте, превышающей 1…2 кГц, и полностью исчезает при частоте от 45 до 50 кГц. Однако при таких частотах тока сохраняется опасность ожогов.
Путь прохождения тока через тело человека . Путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние прохождения пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела.
Возможных путей прохождения тока в теле человека, которые называются также петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока и их характеристики приведены в таблице2.
Таблица 2 – Характеристики путей тока в теле человека
Наименование петли | Путь прохождения тока | Частота возникновения пути | Доля терявших сознание при поражении, % |
Рука – рука | |||
Правая полная | Правая рука – ноги | ||
Левая полная | Левая рука – ноги | ||
Нога – нога | |||
Прямая вертикальная | Голова – ноги | ||
Прямая горизонтальная | Голова – руки |
Наиболее опасны петли «голова – руки» и «голова – ноги», но эти петли возникают относительно редко. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82. При длительном воздействии на человека, более 30 с, величина допустимого токапринята равной1 мА, при продолжительности воздействия от 30 с до 1 с – 6 мА, а при воздействии менее 1 с величина допустимого тока принимается равной 50 мА.
Однако приведенные величины токов не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность и принимаются в качестве практически допустимых с достаточно малой вероятностью поражения. Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: «рука – рука», «рука – ноги».
Индивидуальные свойства человека при поражении электрическим током в основном определяются электрическим сопротивлением тела человека, которое представляет собой сумму сопротивлений кожи и внутренних тканей. Ток, проходящий через тело человека, можно оценить по закону Ома:
где I чел – ток, проходящий через человека, А;
U – напряжение, приложенное к человеку, В;
R чел – сопротивление тела человека, Ом.
Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних органов тела составляет всего от 300 до 500 Ом. Пренебрегая ёмкостной составляющей тела человека, в качестве расчетной величины при воздействии переменного тока промышленной частоты, принимают значение активного сопротивления тела человека, равное 1000 Ом.
2.2 Анализ поражения током в электрических сетях
Поражение человека током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека. Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения . Опасность такого прикосновения оценивается величиной тока, проходящего через тело человека. Величина тока зависит от напряжения прикосновения и ряда факторов: сопротивления кожи человека, схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, значения емкости токоведущих частей относительно земли и др.
Возможны два случая замыкания цепи тока через тело человека: человек касается одновременно двух фазных проводов и человек касается лишь одного фазного провода. Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным прикосновением (рисунок 2а), а вторую – однофазным (рисунок 2б, в).
а – двухфазное прикосновение; б – однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью; в – однофазное прикосновение в сети с заземленной нейтралью
Рисунок 2 – Схемы возможного включения человека в сеть трехфазного тока
Двухфазное прикосновение
человека к цепи тока происходит довольно редко, но является наиболее опасным и часто бывает со смертельным исходом, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное U
л
= 
U
ф
. В сетях с линейным напряжением U
л
= 380 В (U
ф
= 220 В) при сопротивлении тела человека R ч = 1000 Ом ток через человека равен
Этот ток для человека смертельно опасен, т.к. почти в четыре раза превышает значение порогового фибрилляционного тока I фиб = 100 мА. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима нейтрали сети.
Однофазное прикосновение происходит во много раз чаще, чем двухфазное, но оно менее опасно, потому что фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза, при этом будет меньше и ток, проходящий через человека. На величину тока, проходящего через человека, значительное влияние оказывает сопротивление изоляции проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви, режим нейтрали электрической сети и некоторые другие факторы. В России используют всего два вида трехфазных сетей до 1000 В: трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью и трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью. Рассмотрим условия поражения током в зависимости от режима нейтрали сети.
В сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к проводу одной из фаз ток проходит через тело человека, землю и далее через сопротивление изоляции в сеть (см. рисунок 2б). Если электрическая емкость проводов относительно земли мала, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, значение тока, проходящего через человека, определяется, как
|
,где U ф – фазное напряжение, В;
R ч , R об , R n , R из – сопротивление человека, обуви, покрытия пола и изоляции проводов относительно земли, кОм.
U
ф
= 220 В, R
ч
= 1 кОм,
R
об
= 20 кОм, R
n
= 30 кОм и R
из
= 150 кОм величина тока через человека будет равна I
ч
= 2,2 мА, что больше величины порогового ощутимого, но меньше порогового неотпускающего тока, и вероятность благоприятного исхода весьма велика.
В сети с заземленной нейтралью при прикосновении человека к фазному проводу он также оказывается под фазным напряжением (рисунок 2в), но ток в этом случае проходит через тело человека в землю и далее через заземление нейтрали в сеть. Тогда сила тока через человека равна
|
,где R о – сопротивление заземления нейтрали, обычно R о = 4 Ом.
При подстановке численных значений U
ф
= 220 В, R
ч
= 1 кОм,
R
об
= 20 кОм, R
n
= 30 кОм и R
о
= 4 Ом получим несколько большее значение тока, чем в сети с изолированной нейтралью и равное
I ч =4,4 мА, что с достаточно большой вероятностью также безопасно для человека.
Как видно из расчетов, при нормальных условиях эксплуатации электроустановок однофазное включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью.
Любое прикосновение к токоведущим частям электроустановок напряжением выше 1000 В опасно независимо от схемы питания. Поэтому в таких сетях принимают все меры для того, чтобы сделать токоведущие части недоступными для случайного прикосновения человека. Их располагают на недоступном расстоянии, надежно ограждают, строго регламентируют порядок допуска к электроустановкам и т.п.
Напряжение прикосновения при касании человеком оборудования, оказавшегося под напряжением, зависит от состояния заземления, расстояния человека от заземляющего электрода и сопротивления
основания, на котором стоит человек. Наглядно это показано на рисунке 3. Напряжение прикосновения равно
U ПР = φ max –φ Н , |
где φ max – максимальный потенциал, который будет на заземленном корпусе и заземляющем электроде;
φ н – потенциал поверхности земли в точке нахождения ног человека.
В случае нахождения ног человека над заземляющим электродом напряжение прикосновения равно нулю, так как потенциалы руки и ног одинаковы и равны потенциалу заземлителя. При удалении человека от заземляющего электрода напряжение прикосновения стремится к максимальному значению, так как потенциал ног стремится к нулю. Практически на расстоянии 20 м от одиночного заземлителя напряжение прикосновения приобретает максимальное значение.
Величина напряжения прикосновения также определяется сопротивлением обуви и основания пола или грунта непосредственно под ногами. Поэтому применение диэлектрических перчаток, галош или бот будет увеличивать общее сопротивление человека и, следовательно, значительно уменьшит величину тока, проходящего через тело человека.
В области зоны растекания электрического тока в земле, для одиночного заземлителя радиус зоны около 20 м, возникает опасность поражения от напряжения шага (рисунок 3).
А – потенциальная кривая; К – кривая прикосновения
Напряжением шага называется разность потенциалов между двумя точками в зоне растекания электрического тока, находящимися на расстоянии шага человека, и на которых одновременно находятся ноги человека. Напряжение шага равно
U Ш = φ 1 –φ 2 , |
где φ 1 – потенциал одной ноги человека, В;
φ 2 – потенциал другой ноги человека, В.
Даже при небольшом шаговом напряжении (от 50 до 80 В) может возникнуть непроизвольное судорожное сокращение мышц ног, и возможно падение человека на землю. При этом он вынужден одновременно касаться земли руками и ногами, расстояние между которыми больше, чем длина шага, поэтому напряжение увеличивается. В таком случае образуется новый путь прохождения тока, затрагивающий жизненно важные органы, и возникает реальная угроза смертельного поражения. При уменьшении длины шага шаговое напряжение снижается. Поэтому для того чтобы выбраться из зоны действия шагового напряжения, следует передвигаться как можно более короткими шагами.
2.3 Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
Состояние окружающей воздушной среды и окружающей обстановки могут значительно влиять на опасность поражения электрическим током. В связи с этим все помещения делятся по степени опасности поражения людей электрическим током на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.
К помещениям с повышенной опасностью относятся помещения, характеризующиеся наличием любого из пяти факторов: 1) относительная влажность воздуха превышает 75 % (сырые помещения); 2) температура воздуха превышает 35 0 С (жаркие помещения); 3) наличие токопроводящей пыли (например, угольная, металлическая и т.п.); 4) наличие токопроводящего пола (например, металлический, бетонный, земляной, глиняный); 5) возможность одновременного прикосновения к корпусу электрооборудования и заземленному предмету.
Примером помещений с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки различных зданий с проводящими полами; складские помещения; цеха или мастерские по механической обработке металла или дерева и др.
К особо опасным помещения м относятся помещения, характеризующиеся наличием любого из трех условий: 1) относительная влажность воздуха близка к 100 % (особо сырые помещения); 2) наличие химически активной и органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электроустановок; 3) наличие двух или более факторов, свойственных помещениям с повышенной опасностью, например, сырое помещение с токопроводящими полами или жаркое с токопроводящей пылью и т.п.
Особо опасными помещениями являются большая часть производственных помещений, в том числе все цеха электростанций, помещения аккумуляторной и электролизной и т.п. Территории размещения наружных электроустановок в отношении опасности поражения током приравнены к особо опасным помещениям.
К помещениям без повышенной опасности относятся все остальные помещения, характеризующиеся отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность при поражении электрическим током. Примером таких помещений могут служить помещение бухгалтерии, учебные классы, некоторые лаборатории и др.
С учетом класса помещения по опасности поражения током производится выбор электрооборудования и конструкций электроустановок, которые должны успешно противостоять воздействию окружающей среды и обеспечивать высокую степень безопасности при обслуживании.
3 Первая помощь при поражении
электрическим током
Первую помощь пораженному током должен уметь оказывать каждый работающий в электроустановках. Первая помощь при поражении электрическим током состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему доврачебной медицинской помощи. Поскольку степень поражения током зависит от длительности прохождения его через тело человека, очень важно как можно быстрее освободить пострадавшего от тока и при необходимости сразу же приступить к оказанию ему медицинской помощи. Это требование относится и к случаю смертельного поражения током, поскольку период клинической смерти продолжается несколько минут. Во всех случаях поражения человека током необходимо, не прерывая оказания ему первой помощи, вызвать медицинского работника и при необходимости оказать помощь по доставке пострадавшего в лечебное учреждение.
3.1 Освобождение пострадавшего от действия электрического тока
При поражении электрическим током часто оказывается, что пострадавший не может самостоятельно освободиться от действия электрического тока. Освобождение пострадавшего от действия тока можно осуществить несколькими способами.
Во всех случаях наиболее надежный способ освобождения пострадавшего – это быстрое отключение электроустановки. Отключение электроустановки производится с помощью ближайшего рубильника, выключателя или иного отключающего аппарата, а также путем снятия предохранителей, разъема соединения и т.п. Если пострадавший находится на высоте, то нужно принять меры против его падения при выключении тока. При искусственном освещении нужно быть готовым к отсутствию освещения при отключении тока.
Если быстро нельзя отключить электроустановку, надо освободить пострадавшего от токоведущих частей другими способами. При напряжении в сети до 1000 В освобождение от токоведущих частей можно производить отбрасыванием провода от пострадавшего или оттаскиванием пострадавшего от провода. Отбрасывание провода можно производить любым сухим предметом из непроводящего материала (сухой палкой, доской, веревкой), рукой в диэлектрической перчатке, в брезентовой рукавице или рукой, обмотанной сухой тканью. Оттаскивать пострадавшего можно только за его сухую одежду, а если нет такой возможности, то освобождающий оттягивает пострадавшего руками, защищенными от электрического тока.
Если пострадавший судорожно сжимает рукой провод, находящийся под напряжением, то для освобождения его от действия тока можно разжать его руку, отгибая каждый палец в отдельности. Для этого оказывающий помощь должен иметь на руках диэлектрические перчатки и стоять на изолирующем основании – диэлектрическом коврике, сухой доске и т.п. Прервать действие тока можно также, изолировав пострадавшего от земли, например, подложив под него сухую доску. При необходимости можно перерубить или перерезать провода топором с сухой ручкой или инструментом с изолированными руч-ками.
При напряжении в сети выше 1000 В можно освобождать пострадавшего только отключением электроустановки или использовать основные изолирующие средства для сетей выше 1000 В (изолирующие штанги, изолирующие клещи):
– надеть диэлектрические перчатки, резиновые боты или галоши;
– взять изолирующую штангу или изолирующие клещи;
– замкнуть провода ВЛ 6–20 кВ накоротко методом наброса, согласно специальной инструкции;
– сбросить изолирующей штангой провод с пострадавшего;
– оттащить пострадавшего за одежду не менее чем на 10 метров от места касания проводом земли или от оборудования, находящегося под напряжением.
3.2 Оказание первой доврачебной медицинской помощи
Меры первой доврачебной медицинской помощи пострадавшему от электрического тока зависят от его состояния. Для определения состояния пострадавшего его необходимо уложить на спину и проверить наличие дыхания и сердечных сокращений.
Нарушенное дыхание
характеризуется нечеткими или неритмичными подъемами грудной клетки при вдохах, редкими, как бы хватающими воздух, вдохами или отсутствием видимых дыхательных движений грудной клетки. Все эти случаи расстройства дыхания приводят к тому, что кровь в легких недостаточно насыщается кислородом, в результате чего наступает кислородное голодание тканей и
органов пострадавшего. Поэтому в этих случаях пострадавший нуждается в искусственном дыхании.
Наличие сердечных сокращений свидетельствует о работе сердца, т.е. о наличии в организме кровообращения, его определяют путем выслушивания сердечных тонов, приложив ухо к левой половине груди пострадавшего, или проверкой пульса. Наличие пульса проверяют на крупных артериях, где он более выражен, – на лучевой, бедренной и сонной.
Проверка состояния пострадавшего, включая придание его телу соответствующего положения, проверка дыхания, пульса и состояния зрачка должна производится быстро – в течение 15…20 с.
Возможные меры доврачебной помощи:
– если у пострадавшего отсутствуют дыхание и пульс, то немедленно нужно приступить к его оживлению путем искусственного дыхания и наружного (непрямого) массажа сердца;
– если пострадавший дышит редко и судорожно, но у него прощупывается пульс – начать делать искусственное дыхание;
– если пострадавший в сознании с устойчивым дыханием и пульсом, нужно его уложить на одежду или другую подстилку, расстегнуть одежду, стесняющую дыхание, дать приток свежего воздуха, согреть при охлаждении и дать прохладу в жару;
– если пострадавший находится в бессознательном состоянии при наличии дыхания и пульса, нужно наблюдать за его дыханием; в случае нарушения дыхания при западании языка – выдвинуть нижнюю челюсть вперед и поддерживать её в таком состоянии до прекращения западания языка.
Во всех случаях поражения электрическим током необходимо вызвать врача независимо от состояния пострадавшего.
Делая искусственное дыхание способом «изо рта в рот», оказывающий помощь располагается сбоку от головы пострадавшего, одну руку подсовывает под его шею, а ладонью другой руки надавливает на лоб, максимально запрокидывая голову. При этом корень языка поднимается и освобождает вход в гортань, а рот пострадавшего открывается.
Оказывающий помощь наклоняется к лицу пострадавшего, делает глубокий вдох открытым ртом, затем полностью плотно охватывает губами открытый рот пострадавшего и делает энергичный выдох; одновременно закрывает нос пострадавшего щекой или пальцами руки, находящейся на лбу. Как только грудная клетка пострадавшего поднялась, нагнетание воздуха приостанавливают, оказывающий помощь приподнимает свою голову, происходит пассивный выдох у пострадавшего. Для того, чтобы выдох был более глубоким, можно несильным нажатием руки на грудную клетку помочь воздуху выйти из легких пострадавшего.
электроустановок Потребителей Раздел 1, Глава 1 . ... каждый Потребитель при эксплуатации электроустановок ? (*) Производственные инструкции по эксплуатации электроустановок . (*) Должностные...... при эксплуатации электроустановок при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности
Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок с изменениями и дополнениями
Документ... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...
... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...
Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок пот р м-016-2001 рд 153-34 0-03 150-00
Документ... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...
Электротравма. Холодовая травма.
Укажите, какие виды повреждений отмечаются при воздействии электрического тока на организм?
1. $Механическое
2. $Электрохимическое
3. $Термическое
4. $Лучевое
5. $Общее биологическое
%Ответ: 1,2,3,5
#2. Для I степени поражения электротоком характерно:
4. $Клиническая смерть
#3. Для II степени поражения электротоком характерно:
1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания
2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца
3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)
4. $Клиническая смерть
#4. Для III степени поражения электротоком характерно:
1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания
2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца
3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)
4. $Клиническая смерть
#5. Для IV степени поражения электротоком характерно:
1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания
2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца
3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)
4. $Клиническая смерть
#6. Особенностью электротравмы является:
1. $Повреждение тканей на всем пути прохождения электричества
2. $Угнетение центральной нервной системы, дыхательной и сердечно-сосудистой системы
3. $Преобладают местные повреждения (разрывы мышц, сухожилий, переломы костей)
%Ответ: 1,2
#7. Тяжесть поражения электротоком зависит от:
1. $Силы тока
2. $Главным образом, от напряжения
3. $Рода тока, длительности действия
4. $Путей прохождения тока
%Ответ: 1,3,4
#8. Какой вид электротока является наиболее опасным:
1. $Постоянный ток
2. $Переменный ток
3. $Опасность пропорциональна лишь величине силы тока
#9. Особенностью биологического действия электрического тока является:
1. $Паралич скелетной и гладкой мускулатуры
2. $Возбуждение скелетной и гладкой мускулатуры
3. $Тонические судороги
4. $Клонические судороги
%Ответ: 2,3
#10. При оказании первой помощи во время поражения электрическим током необходимо:
1. $Наложение асептических повязок на раневые поверхности
2. $Прервать электрическую цепь
3. $Искусственная вентиляция легких и непрямой массаж сердца
4. $Ввести дыхательные аналептики
5. $Дефибрилляция сердца
%Ответ: 2,3,5
#11. Укажите особенности электроожогов:
1. $Электроожоги всегда I-IIIа степени
2. $Электроожоги всегда IIIб-IV степени
3. $Электроожоги безболезненны
4. $Отмечается выраженный болевой синдром в зоне электроожога
5. $Отмечается прогрессирование некроза вследствие тромбоза сосудов
6. $Некроз тканей всегда поверхностный
7. $Длительное время отсутствует демаркация
8. $Имеется четкая граница здоровой и пораженной части
%Ответ: 2,3,5,8
#12. Хирургическое лечение ожогов, вызванных электричеством, характеризуется:
1. $Выжидательной тактикой
2. $Ранней некротомией, некрэктомией
3. $Не отличается от методов лечения термических ожогов
4. $Возможной превентивной перевязкой проходящих рядом сосудов
5. $Ранним закрытием кожных дефектов
%Ответ: 2,4,5
Что такое "петля тока"?
1. $Вариант распространения тока в организме
2. $Место входа тока
3. $Место выхода тока
4. $Электрохимические реакции в организме
#14. Наиболее опасны "петли тока", проходящие через:
1. $Верхние конечности
2. $Сердце
3. $Нижние конечности
4. $Центральную нервную систему
%Ответ: 2,4
#15. К острой холодовой травме относится:
2. $Ознобление
3. $Холодовой нейроваскулит
4. $Отморожение
%Ответ: 1,4
#16. К хронической холодовой травме относится:
1. $Замерзание (общее охлаждение)
2. $Ознобление
3. $Холодовой нейроваскулит
4. $Отморожение
%Ответ: 2,3
#17. Укажите степени отморожения по глубине поражения:
2. $Ia, Iб, II, III, IV
3. $I, II, III, IV
4. $I, II, IIIа, IIIб, IV
#18. Укажите, отморожения какой степени относятся к поверхностным:
1. $I степени
2. $II степени
3. $III степени
4. $IV степени
%Ответ: 1,2
#19. Укажите, отморожения какой степени относятся к глубоким:
1. $I степени
2. $II степени
3. $III степени
4. $IV степени
%Ответ: 3,4
#20. Для отморожений I степени характерно:
5. $Гибель всей толщи кожи
#21. Для отморожений II степени характерно:
1. $Пузыри с прозрачным содержимым
2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)
3. $Пузыри с геморрагическим содержимым
4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия
5. $Гибель всей толщи кожи
6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)
%Ответ: 1,4
#22. Для отморожений III степени характерно:
1. $Пузыри с прозрачным содержимым
2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)
3. $Пузыри с геморрагическим содержимым
4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия
5. $Гибель всей толщи кожи
6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)
%Ответ: 3,5
#23. Для отморожений IV степени характерно:
1. $Пузыри с прозрачным содержимым
2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)
3. $Пузыри с геморрагическим содержимым
4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия
5. $Гибель всей толщи кожи
6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)
#24. К основным причинам отморожений относятся:
1. $Низкая температура среды
2. $Повышенная влажность и скорость ветра
3. $Алкогольное опьянение
4. $Заболевания сосудов конечностей
5. $Ранее перенесенные отморожений
%Ответ: 1,2
#25. К общим факторам, способствующим отморожениям, относятся:
1. $Переутомление и истощение
2. $Повышенная влажность, большая скорость ветра
3. $Алкогольное опьянение
4. $Гипо- и адинамия
5. $Ранее перенесенные отморожения
6. $Потеря сознания
%Ответ: 1,3,4,6
#26. К местным факторам, способствующим отморожениям, относятся:
1. $Заболевания сосудов конечностей
2. $Ранее перенесенные отморожения
3. $Травмы конечностей
4. $Тесная обувь
5. $Потеря сознания
6. $Гипо- и адинамия
%Ответ: 1,2,3,4
#27. Укажите периоды отморожения:
1. $Дореактивный
2. $Реактивный
3. $Эректильный