4.8 Электрический ток
83
Электрические знаки — четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Зна- ки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, кровоизлияний в кожу и мозолей. В большинстве случаев электрические знаки безболез- ненны и лечение их заканчивается благополучно.
Металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи мельчай- ших частичек металла, расплавившегося под действием электрической ду- ги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях рубиль- ников под нагрузкой и т. п. Металлизация сопровождается ожогом кожи,
вызываемым нагревшимся металлом.
Электроофтальмия — поражение глаз, вызванное интенсивным излучени- ем электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультра- фиолетовые и инфракрасные лучи, кроме того, возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла.
Механические повреждения возникают в результате резких непроизволь- ных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего че- рез тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровенос- ных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей, сюда же относятся ушибы, переломы, вызванные падением челове- ка с высоты, ударами о предметы в результате непроизвольных движений или потери сознания при воздействии тока.
Электрический удар
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорож- ными сокращениями мышц. В зависимости от исхода воздействия тока на орга- низм электрические удары условно делятся на четыре степени: I — судорожное со- кращение мышц без потери сознания; II — потеря сознания и сохранение сердечной деятельности и дыхания; III — потеря сознания и нарушение дыхания или работы сердца; IV — клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.
Основные причины смерти в результате поражения электрическим током
следующие:
Прекращение работы сердца как следствие воздействия тока на мышцу сердца наиболее опасно, это воздействие может быть прямым, когда ток протекает через область сердца, и рефлекторным, когда ток проходит через центральную нервную систему. В обоих случаях может произойти оста- новка сердца или наступить его фибрилляция (беспорядочное сокращение мышечных волокон сердца — фибрилл), что приводит к прекращению кро- вообращения.
Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе ды- хания. При длительном воздействии тока наступает асфиксия (удушье) —
болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка ок- сида углерода в организме. При асфиксии последовательно утрачиваются
84
Глава 4. Безопасность жизнедеятельности и производственная среда
сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, на- конец, останавливается сердце — наступает клиническая смерть.
Электрический шок — тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубоким расстройством кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. При шоковом состоянии необходима медицинская помощь, иначе человек может умереть.
Меры оказания помощи при воздействии электрического тока:
В первую очередь необходимо освободить пострадавшего от действия тока,
так как от продолжительности этого действия зависит тяжесть электротравмы.
Прикосновение к токоведущим частям вызывает судорожное сокращение мышц,
поэтому пострадавший не может выпустить провод из рук. В таком случае необхо- димо быстро отключить электроустановку с помощью выключателей, рубильников или другого отключающего аппарата. Если пострадавший находится на высоте, то отключение установки и тем самым освобождение от тока может вызвать его па- дение. В этом случае необходимо принять меры, чтобы пострадавший не упал.
Если отключение установки невозможно, для отделения пострадавшего от токове- дущих частей или провода напряжением до 1000 В следует воспользоваться ка- натом, доской или другим сухим предметом, не проводящим электрический ток.
Для изоляции рук оказывающий помощь должен надеть диэлектрические перчат- ки или обмотать руку шарфом, рукавом пиджака или пальто. Другую руку нужно держать в кармане или за спиной. Если электрический ток проходит в землю че- рез пострадавшего и он сжимает токоведущий провод, можно прервать ток, отде- лив пострадавшего от земли (подсунуть под него сухую доску либо оттащить за одежду). Можно также перерубить провода топором с сухой деревянной рукояткой или перекусить их инструментом с изолирующими рукоятками. Нужно помнить об опасности напряжения шага, если токоведущая часть лежит на земле, и после освобождения пострадавшего вывести его из опасной зоны.
Факторы, от которых зависит степень воздействия тока на тело человека:
Электрическое сопротивление тела человека. Различные ткани тела имеют разное сопротивление: наименьшее имеют мышечные ткани, кровь, спин- ной и головной мозг, наибольшее — кожа, кости и жировая ткань. Сопротив- ление тела человека складывается из наружного сопротивления и внутрен- него сопротивления тела. Наружное сопротивление определяется сопро- тивлением наружных слоев кожи — эпидермиса. Верхний слой эпидерми- са — роговой — в сухом и незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление 10 5
–10 6
Ом
⋅м, то есть в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи и внут- ренних тканей организма. Внутреннее сопротивление определяется сопро- тивлением внутреннего слоя кожи (дермы) и сопротивлением внутренних тканей тела. Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповре- жденной коже (измеренное при U = 15–20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет 300–500 Ом.
Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зави- сит от длины и поперечного размера участка тела, по которому проходит ток. Наружное сопротивление включает в себя не только активное сопро-
4.8 Электрический ток
85
тивление, но и емкостное. В практике пренебрегают емкостным сопротив- лением, которое незначительно, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным. В качестве расчетной величины при пере- менном токе промышленной частоты принимают активное сопротивление тела человека равное 1000 Ом. В действительных условиях сопротивле- ние тела человека не является постоянной величиной, оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды,
параметров электрической цепи и др. Повреждение рогового слоя (поре- зы, царапины, ссадины и др.) снижает сопротивление тела до 500–700 Ом.
Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Загряз- нение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль и т. п.), приводит к снижению ее сопротивления. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.
Сила и напряжение тока. С увеличением силы тока и времени его прохож- дения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения. С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи умень- шается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей
(300–500 Ом). Это объясняется электрическим пробоем рогового слоя ко- жи, увеличением тока, проходящего через кожу.
Различают следующие виды тока по воздействию на организм человека:
Ощутимый ток — электрический ток, вызывающий при прохождении че- рез организм ощутимые раздражения. (Пороговое значение для перемен- ного тока J
= 0,6–1,5 мА и для постоянного J = 5–7 мА.)
Неотпускающий ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки,
в которой зажат проводник. (Пороговое значение для переменного тока J
=
=10–15 мА, для постоянного J = 50–60 мА.) При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть.
Фибрилляционный ток — электрический ток, вызывающий при прохожде- нии через организм фибрилляцию сердца. (Пороговое значение для пе- ременного тока J = 100 мА и 300 мА для постоянного при длительно- сти 1–2 секунды по пути рука — рука или рука — ноги.) Фибрилляционный ток может достичь 5 А. Ток больше 5 А вызывает мгновенную остановку сердца.
Уровень тока, протекающего через тело человека при нормальной рабо- те электроустановок, не должен превышать 1 мА для постоянного тока и 0,3 мА для переменного тока при частоте 50 Гц.
Продолжительность воздействия электрического тока приводит к тяже- лым, а иногда и смертельным поражениям. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через сердце. Если время про- хождения тока равно или превышает время кардиоцикла (0,75–1с), то ток
86
1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 25
Глава 4. Безопасность жизнедеятельности и производственная средавстречается со всеми фазами работы сердца (в том числе с наиболее уязви- мой). Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардио- цикла на 0,2 с или более, вероятность совпадения момента прохождения тока с уязвимой фазой сердца и опасность поражения резко уменьшается. Путь тока через тело человека играет существенную роль в исходе по- ражения, т. к. ток может пройти через жизненно важные органы: сердце,легкие, головной мозг. Пути тока в теле человека называют петлями тока.Наиболее часто встречаются петли тока: рука — рука, рука — ноги и нога —нога. Наиболее опасны петли тока: голова — руки и голова — ноги, но они встречаются редко. Род и частота электрического тока. Постоянный ток в 4–5 раз безопас- нее переменного. Это справедливо лишь для напряжений до 250–300 В, при более высоких напряжениях постоянный ток опаснее, чем переменный (f== 50 Гц). Для переменного тока играет роль также его частота. С увеличе- нием частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается,что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, и повышает опасность поражения. Наиболее опасен ток с f = 50–1000 Гц. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится заметным при1–2 кГц. Индивидуальные свойства человека. Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенной вос- приимчивостью к электрическому току отличаются люди, страдающие бо- лезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секре- ции, легких, нервными болезнями и др. Условия внешней среды, а также окружающая обстановка могут существен- ным образом влиять на опасность поражения током. Сырость (относитель- ная влажность более 75%), токопроводящая пыль, едкие пары и газы разру- шающе действуют на изоляцию электрических установок, а также высокая температура (более 35○С) окружающего воздуха понижает электрическое сопротивление тела человека. Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрическому оборудованию металлические конструкции, одновременно имеющие связь с землей, химически активная среда, разрушающая изоляцию и токоведу- щие части оборудования.Рассмотрим условия, при которых происходит поражение током.Человек попадает под воздействие электрического тока при случайном при- косновении к токоведущим частям электроустановки или приближении на недо- пустимо близкое расстояние, при возникновении в электроустановке аварийного режима; при несоответствии параметров электроустановки нормам, а также при нарушении правил техники безопасности и эксплуатации электроустановок. Замы- кание электрической цепи через тело человека может происходить путем прямого и косвенного контакта с токоведущими частями. Прямой контакт возникает, как правило, в результате нарушения правил техники безопасности и эксплуатации электроустановок, а косвенный — при пробое изоляции на корпус оборудования.