Широкое применение электрического оборудования на производстве и в разнообразной электротехники в быту способствует возрастанию уровня электротравматизма, которым сопровождается поражение электрическим током. Электрический ток при определенных условиях является опасным поражающим фактором, негативно воздействующим на человеческий организм. На рис. ниже показана кисть человеческой руки, травмированная электротоком.
Механизм негативного влияния электротока на человеческий организм является сложным и многообразным. При своем прохождении через тело ток оказывает следующие виды воздействий:
На рис. ниже показан глаз с признаками электроофтальмии.
Патофизиологическим результатом разнообразных воздействий электротоков различной силы на человека является поражение электрическим током, трактуемое ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности…» как «…физиологическое воздействие проходящего через тело человека электрического тока» (п.3.1). Весь комплекс изменений анатомических соотношений в организме, нарушений функций систем, органов и тканей, сопровождающийся соответствующей реакцией организма на действие протекающего через него тока принято называть электротравмой. В обиходной речи электротравмой называют повреждения электрическим током, фиксируемые визуально (ожог) или по ответной реакции организма следующего вида:
Обратите внимание! Вероятность поражающего травмирования электротоком относится к категории неявных опасностей, поскольку отсутствуют внешние атрибуты и признаки реальной грозящей опасности, чтобы люди могли бы заблаговременно их обнаружить при помощи органов чувств (например, по аналогии «горячий-холодный» или «тупой-острый» предмет).
Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:
Важно! Клинической смертью называют переходный период, наступающий с момента остановки дыхания и работы сердца. У пострадавшего от удара током отсутствуют признаки жизни, его сердце не работает, дыхание отсутствует. Однако при поражении током в период клинической смерти жизненные функции органов сразу не угасают, что дает шанс на сохранение жизни человеку, если вовремя оказать ему соответствующую помощь – искусственное дыхание и массаж сердца.
Электротравмы классифицируют по следующим признакам:
В общем случае определены три вида травматических поражений токами различного характера происхождения:
На рис. ниже показана типовая бытовая электротравма – ожог руки после удара током от неисправного электроприбора.
Временной характер воздействия тока приводит к двум видам электротравматизма:
Согласно статистическим данным, повреждения от ударов током распределены следующим образом:
Местные электротравмы (далее по тексту МЭ) представляют собой ярко выраженные локальные нарушения анатомической целостности тканей, включая костные, вызванные поражающим действием электрического тока и дуги. В большинстве случаев МЭ излечиваются, функции органов пострадавшего частично или полностью восстанавливаются. Случаи гибели людей от МЭ довольно редки, чаще всего смерть наступает от тяжелого ожога. Опасность МЭ и сложность лечения оцениваются в соответствии со следующими факторами:
Наиболее характерными являются следующие виды МЭ:
Дополнительная информация. При коротком замыкании или отключении рубильника под нагрузкой образуется мощный тепловой поток, инициирующий расплавление металла токоведущих элементов. Возникающие при КЗ динамические силы разбрызгивают частицы расплавленного металла, которые разлетаются по сторонам с высокой скоростью.
Рассмотрим подробнее электроожоги как наиболее часто встречающиеся МЭ.
На долю электроожогов приходится практически 60% всех МЭ. По условиям происхождения электроожоги разделяют на две категории травматизма:
На рис. ниже приведен пример вспышки дуги, зафиксированной камерой видеонаблюдения.
Токовые ожоги возникают в электроустановках с небольшим напряжением, не превышающим 2 кВ. При более высоких напряжениях обычно образуется искра или дуга, которые становятся причиной ожога. По степени тяжести поражения токовые ожоги подразделяют следующим образом:
Важно! Для лечения ожогов III и IV степени требуется хирургическое вмешательство.
На рис. ниже проиллюстрированы степени ожоговых повреждений электротоком.
Для возникновения дуговых ожогов нет необходимости в прохождении тока через человека. При горении дуги образуется мощный поток тепловой энергии, способный нанести сильнейшие ожоги вплоть до III и IV степени тяжести.
Для общих электротравм (далее по тексту ОЭ) характерно поражение двух и более участков тела или сразу нескольких внутренних органов. Прямую угрозу жизнедеятельности организма представляют нарушения нормального функционирования различных систем жизнеобеспечения, включая работу сердца, мозга и центральной нервной системы.
Повреждающие возможности электрического тока зависят от следующих основных факторов:
Принято выделять следующие петли вероятного прохождения тока через организм (см. рис. ниже):
Наиболее опасными по степени поражения считаются петли «голова-рука» (поз. 7) и «голова-нога» (поз.8), для которых характерно прохождение тока через головной и спинной мозг. Наименее опасной считается петля «нога-нога» (поз. 5), практически не затрагивающая жизненно важные органы.
Несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, можно избежать, если строго соблюдать требования техники безопасности при эксплуатации электрооборудования или не пользоваться неисправными бытовыми электроприборами (например, в быту часто пренебрегают аккуратным подсоединением проводов к розеткам, пользуясь оголенными проводами, что чревато электротравмой). Правильное проектирование, монтаж или ремонт электрических устройств обеспечивают их безопасную эксплуатацию.
На рис. ниже показано опасное подсоединение проводов к розеткам.
Поражение электрическим током – это причина контакта с электроцепью источников напряжения или тока, способных, по попавшей под напряжение части тела, вызвать протекание тока. Человеческий организм обычно реагирует на силу тока более 1 мА. Получить удар электрическим током возможно и на высоковольтных установках, или поблизости с ними, не контактируя с токоведущими элементами, а за счёт утечки тока при образовании электрической радуги.
Уровень поражения человека зависит от многих факторов: мощности разряда, характера тока, состояния человека (влажности кожи, одежды), местности, а также пути прохождения тока по организму.
Особенности:
Поражение током влечёт за собой вероятность получения механических травм (контакт и воздействие электротока на высоте может привести к потере сознания, падению, травмированию).
Виды поражения электрическим током организма человека:
Ими зачастую становятся:
Воздействие электрического тока несёт негативное влияние на человеческий организм и является причиной возникновения электрических травм различной степени сложности. Классификация видов поражения при воздействии электрического тока на человека:
Нарушение целостности мягких и костных тканей тела человека, из-за воздействия электротока или электродуги. Это влечёт поверхностные повреждения кожного покрова, а иногда и других мягких тканей, а также связок и костей.
Травмы такого характера излечимы до полного или частичного восстановления дееспособности. Смертные исходы при получении травм местного характера редкий случай, и причина смертельного исхода заключается в местном повреждении организма, спровоцированное электрическим током.
К травмам местного характера относятся:
Электрический ожог считается самой распространённой электротравмой согласно статистики о ежегодных происшествиях при поражении электротоком. Возникает более чем у 60% потерпевших от электротока. Около 85% приходится на работников, обслуживающих электрические установки и электромонтёров.
Существют такие виды электроожога на основании влияющих факторов при поражении электрическим током:
Ожог от электротока возникает при работе с малым напряжением на электрических установках, в пределах 2 кВ. Большие электронапряжения зачастую провоцируют образование электродуги или искры, провоцирующей появление ожогов.
Ожоги от тока поражают около 38% потерпевших от электротока, в таких ситуациях это ожоги 1-й и 2-й степени, при напряжение свыше 380 В – 3-й и 4-й степени.
Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках под напряжением до 10 кВ при коротких замыканий во время измерения переносными приборами или за счёт ошибок персонала. Поражение возникает от перемены элетродуги или загоревшейся от неё одежды. Уровень тяжести нанесенного вреда организму при таком виде ожога увеличивается с увеличением напряжения электроустановок. 25% ожогов составляет именно этот вид ожога.
В электроустановках причиной возникновения электродуги может послужить:
Электрический знак
– это проявление на теле овального или круглого пятна серого или светложелтого оттенка при воздействии теплового, химического или смешанного вида нанесения вреда от электротока организму человека. Метка может быть похожа на структуру той токоведущей детали, с которой был контакт у пострадавшего. На пораженном месте кожный покров грубеет и становится твердым, так как верхний слой мягкой ткани отмирает. Электрознак является малоболезненной травмой и поддается лечению. С течением времени омертвелая кожа обновляется, рана затягивается и поврежденный участок может быть видно только по небольшому шраму.
Причиной возникновения является воздействие электродуги, с образованием сильного излучения ультрафиолета. Потерпевший после облучения, через 2-6 часов, имеет воспалённые наружные глазные оболочки, это состояние и называется электроофтальмией или простым языком поражением глаз.
Симптомами является покраснение белков, повышенная слезоточивость, частичная потеря зрения, головная боль, боль в глазах при ярком свете, нарушение прозрачности роговицы, сужение зрачка.
При серьезном воздействии ультрафиолета на глазное яблоко лечение усложняется и увеличивается время для полного восстановления.
Механические повреждения являются следствием резких неконтролируемых судорожных сокращений мышечных тканей при воздействии проходящего по телу человека электротока. Нанесение такого вреда может быть в основном при работе в электрических установках до 1000 В при длительном пребывании человека под высоким электронапряжением, и являются причиной элетроударов, так как их вызывает проходящий через человеческое тело ток. Возникновение таких повреждений довольно редкое явление, около 1% пострадавших от электротока. Травмы полученные в результате такого происшествия требуют длительного и серьёзного лечения.
Электропигментация (металлизация) кожи – следствие воздействия электродуги на кожные покровы, в следствии проникновения в мягкие ткани частичек расплавленного металла. Электрический ток влияет на возникновение теплового потока и динамических сил, образовуются брызги из частиц расплавленного металла, которые летят во всевозможные стороны. При контакте с незащищенными участками тела они проникает в верхний кожный слой.
К этому виду травм пренадлежит электрошок и электроудар, которые являются причиной сбоя в организме пострадавшего главных функций жизнедеятельности.
Электрический удар – возбуждение тканей человеческого организма, проходящим через него разрядом тока, сопровождается интенсивным сокращениеем мышечных тканей, рассеяностью, невнимательностью и ослаблением памяти. При электроударе можно отделаться, как легким нанесения вреда организму, так и смертельным исходом. Угроза поражения охватывает весь организм, из-за нарушения работоспособности всех жизненно необходимых органов и систем.
Степени состояние человеческого организма после электрического удара:
Электрический шок – это тяжелая физиологическая реакция или травма человека, возникающая при прохождении электротока по человеческому организму. В следствии чего нарушается здоровый процесс в органах дыхания, кровеносной системе, наблюдаются сбои в метаболизме. Потерпевший после получения электрошока страдает на гипертонию, отсутствие болевых реакций, возбужденное состояние.
Далее начинается процесс медленной реакции и истощения нервной системы, артериальное давление падает, наблюдается учащение пульса, органы дыхания работают с низкой активностью, всё это сопровождается депрессивным состоянием. Состояние может продержаться от нескольких минут до суток. Полное выздоровление, при правильном лечении, может наступить в довольно короткий срок, но без медицинского вмешательства летальный исход возможен.
К обстоятельствам, влияющим на тяжесть поражения электрическим током относятся:
При любом виде поражения тела электрическим током необходимо оказание неотложной помощи потерпевшему, иначе состояние здоровья может существенно ухудшиться и привести к смертельному исходу. Первым делом необходимо перекрыть подачу электротока с помощью рубильника, выключателя, выкрутить пробки или же, в крайнем случае, перебить токонесущую проводку. Если подачу тока остановить не удаётся нужно максимально быстро придумать изоляцию для себя и потерпевшего, после чего оттащить на безопасную дистанцию и вызвать медицинскую помощь. До прибытия мед. работников, при необходимости, оказать неотложную помощь потерпевшему в виде сердечно-лёгочной реанимации.
Профилактика для предотвращения воздействия электрического тока на организм
Суть профилактики электротравм состоит в соблюдении установленных правил техники безопасности при использовании, ремонтных работах и монтаже электроустановок. Люди, работающие с высоковольтным напряжением должны быть хорошо проинструктированы и снабжены индивидуальным защитным снаряжением. Необходимо соблюдение правил техники электробезопасности на высоком уровне в физиотерапевтических кабинетах, где заземление и короткое замыкание в электросети представляет наибольшую опасность для работника. Пол в таких помещениях должен быть покрыт изоляционным материалом. Розетки должны иметь предохранители и крышки.
Персонал, работающий в действующих электроустановках проходит мед. осмотр разово на протяжении двух лет. В проведении осмотра принимают участие: терапевт, хирург, невропатолог, окулист, сдаётся кровь на содержание гемоглобина и лейкоцитов, а также делается рентгеновский снимок.
Поражение электрическим током возникает при взаимодействии человека с токоведущими частями электрооборудования вследствие пробоя или неисправности.
Сложность полученных травм зависит от многих обстоятельств:
Прохождение тока по сосудам
Опасность электротравмы состоит в том, что без специальных устройств наличие аварийной ситуации выявить невозможно.
Неосторожное использование бытовых приборов
Признаки поражения электрическим током:
При летальном исходе на коже присутствуют множественные ожоги и петехиальные кровоизлияния. Те, кто выживает после полученной электротравмы, обычно находятся в коме. Состояние характеризуется нестабильной работой дыхательной системы, сердца и сосудистым коллапсом. Последующее состояние отмечается повышенной агрессией и судорогами вплоть до перелома костей от мышечных сокращений (падений во время припадков).
При получении электротравмы высокого напряжения у больного часто наблюдается гиповолемический шок, гипотензия, развивается почечная недостаточность.
Следующим этапом является деструкция тканей, вызванная электроожогом. Также вследствие получения травмы могут обостриться хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (кровотечения из язв, язвенные колиты и др.), отек легких, различного рода инфекции аэробные и анаэробные.
Электротравма с тяжелыми последствиями
Почти в каждом случае наблюдаются отеки головного мозга с сопутствующим коматозным состоянием до нескольких суток.
К менее распространенным последствиям относят расстройства нервной системы, ведущие к частичной потере трудоспособности:
Ток воздействует на ткань в четырех направлениях:
Биологическое – нарушение состава тканей организма, биологических процессов, обострение заболеваний.
Механическое – нарушение целостности кожи и других тканей.
Электролитическое – разложение крови и секретов организма.
Термическое – ожоги, нагрев кровеносных сосудов.
Поражение рук электрическим током
Электроток проходит по замкнутой цепи, т.е. всегда ищет выходной путь. Поэтому степень поражения током организма зависит от пути, по которому он проходит по телу. Если поражение идет через нижние конечности и выходит на землю, опасность для организма снижается.
В случаях, когда токовая нагрузка проходит через сердце или голову, вероятность получения тяжелой травмы резко возрастает. Т.е. чем ближе путь прохождения электротока к сердцу, тем вероятнее летальный исход инцидента.
Вторым показателем степени поражения является длительность воздействия. Наибольшую опасность для организма представляет переменный ток, т.к. вызывает судороги сердца. В данной ситуации человек не сможет самостоятельно высвободиться. Пот, вызываемый судорогами, уменьшает сопротивление, и увеличивает негативное влияние токового потока.
Чаще всего в таких случаях наступает смерть: электроток, проходящий в сердце, вызывает фибрилляцию желудочков. Остановка сердцебиения происходит от повреждения центральной нервной системы.
Высокое напряжение характеризуется большими температурами и при контакте с кожей вызывает сильнейшие дуговые электроожоги, обугливание. При таких инцидентах происходит возгорание одежды и близлежащих предметов. Если нагрев от электротока прямой, то в точках входа-выхода потока и сосудах образуются некрозные точки. Происходит развитие тромбоза.
Электротравмы делятся на несколько видов:
Электроожог – повреждение кожи электротоком. Он обусловлен прохождением потока частиц непосредственно через организм человека. Различают:
Электрический знак – изменение структуры кожных покровов в местах вхождения электротока. Чаще всего наблюдаются на руках. Кожа становится припухлая, появляются знаки круглой или овальной формы через некоторое время после возникновения инцидента.
Последствия поражения током в виде электрических знаков
Механические повреждения – разрывы мышц и кожных покровов. Возникают вследствие судорог. Отмечаются случаи с переломом конечностей.
Электроофтальмия – воспаление оболочки глаза вследствие воздействия ультрафиолета (во время появления электродуги). Диагностируется по истечении 6 часов после получения травмы. Симптомы – покраснение белков, повышенное слезоотделение, частичная слепота, головная боль, боль в глазах при свете, нарушение прозрачности роговицы, сужение зрачка. Состояние длится несколько дней.
Предотвратить электроофтальмию на производстве и во время строительных работ можно, если использовать защитные очки.
Электроофтальмия – поражение оболочки глаза при электротравме
Электрометаллизация – проникновение мелких расплавленных частиц в кожные покровы. Появляется из-за разбрызгивания раскаленного металла при горении дуги. Степень травматизма зависит от обширности действия металла. Зачастую кожные покровы постепенно восстанавливаются.
Электрошок – ответ ЦНС на внешнее раздражение электротоком. Последствия: нарушение работы легочных мышц, кровообращения. Делится на 2 фазы – возбуждения и истощения ЦНС. После длительного шокового состояния наступает летальный исход.
Электроудар – судорожные сокращения мышечной ткани под воздействием электротока. Небольшие травмы вызывают слабые удары (неприятные ощущения, покалывание). Ток большого напряжения крайне опасен. Под его воздействием человек не может самостоятельно действовать. Через несколько минут наступает удушье и фибрилляция желудочков.
Самым опасным считают токовые нагрузки в промышленных установках с частотой 20-100 Гц и более. Такой электроток вызывает, кроме ожогов, необратимые разрушения внутренних органов.
Электроудары различают 4 степеней:
Путь прохождения токовой нагрузки через организм – решающий фактор. Наиболее опасны электротравмы, при которых поток течет вдоль тела (рука – рука, рука – нога, голова – ноги, голова – руки) через сердце.
Самым опасным является путь «правая рука – ноги», когда поток проходит вдоль оси сердца.
Основные факторы, влияющие на величину проходящего электротока:
В первую очередь необходимо обесточить место инцидента, а пострадавшего – высвободить от контакта с источником без прямых прикосновений. Для этого используют диэлектрики – резиновые листы, жгуты, кожаные ремни, сухие деревянные палки, шесты. По возможности на руки надевают резиновые перчатки.
Если больной не может самостоятельно дышать, то незамедлительно приступают к искусственной вентиляции легких – «изо рта в рот». Периодическую поддержку дыхания следует продолжать в течение последующих четырех часов.
В случаях, когда у человека отсутствует сердцебиение, делают непрямой массаж сердца совместно с искусственной вентиляцией легких. Если травма вызвана ударом молнии и наблюдается асистолия, проводят удар рукой по сердцу, затем искусственное дыхание.
Если поражение произошло от контакта с низким напряжением, то выполняют дефибрилляцию. При осмотре особое внимание уделяют наличию переломов и ушибов позвоночника.
Помощь пострадавшему от поражения электротоком – дефибрилляция
Получившего электрохимические ожоги человека, следует немедленно доставить в ожоговое отделение или травматологию.
Обработка ран в условиях стационара заключается в удалении омертвевших слоев кожи. Практически во всех случаях проводятся мероприятия , направленные на исключение распространения инфекций в организме – антимикробное лечение.
Больным, пребывающим в коме, необходим постоянный мониторинг внутричерепного давления. При осложнениях, травмах головы следует применять специальную терапию.
Для уменьшения риска получения электротравм необходимо:
Как правильно вести себя при ударе током, рассказывает видео ниже.
Соблюдение элементарных правил электробезопасности поможет избежать травм от поражения электрическим током.
Т-9 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ 1.Действие электрического тока на человека 2. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током 3. Явление при стекании тока в землю.
Классификация электроустановок и помещений по степени опасности поражения в них людей током
5. Анализ условий поражения электрическим током. Напряжение прикосновения. Напряжение шага. Первая помощь при поражении электрическим током
6. Безопасная эксплуатация электроустановок. Меры защиты от поражения электрическим током(Защитное заземление. Защитное зануление. Защитное отключение. Средства защиты, применяемые в электроустановках). 7.Требования к работающим в электроустановках. Группы по электробезопасности
Введение
Электробезопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока и электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009).
В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ) электробезопасность обеспечивается: конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.
К организационным мероприятиям относятся инструктажи и обучение безопасным методам труда, проверка знаний правил безопасности и инструкций, допуск к проведению работ, контроль работ ответственным лицом.
Технические мероприятия предусматривают отключение установки от источника напряжения, снятие предохранителей и другие меры, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы, установку знаков безопасности и ограждения остающихся под напряжением токоведущих частей, рабочих мест и др.
Действие электрического тока на человека
Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие.
Термическое действие тока вызывает ожоги отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п.
Электролитическое действие тока выражается в разложении крови и других органических жидкостей организма и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.
Любое воздействие электрического тока выражается в получении двух видов поражения - местные электрические травмы и электрические удары.
Местная Электрическая травма – это четко выраженное местное нарушения целостност тканей организма в результате воздействия электрического тока или электрической дуги. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, однако при тяжелых ожогах исход поражения может быть смертельным.
Различают несколько видов местных электрических травм.
Электрический ожог, являющийся самой распространенной электротравмой, может быть токовым (или контактным) и дуговым.
Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
Ожоги разделяют на четыре степени: I- покраснение кожи, II-образование пузырей, III-омертвение всей толщи кожи; IV-обугливание тканей. Тяжесть поражения организма обусловливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1-2 кВ и в большинстве случаев им присваивают I и II степень. Встречаются и тяжелые ожоги.
Дуговой ожог является следствием образования электрической дуги между токоведущей частью и телом человека, которая и причиняет ожог. Дуга имеет температуру выше 3500 0 С и обладает весьма значительной энергией. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые и имеют III или IV степень тяжести.
Электрические знаки - это четко очерченные пятна серого или, бледно-желтого цвета, образующиеся на коже человека в результате действия тока. Знаки могут быть и в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний и мозолей. Как правило, электрические знаки безболезненны, и лечение их заканчивается благополучно.
Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротком замыкании, отключении рубильника, находящегося под нагрузкой и т. п. Металлизация сопровождается ожогом кожи, вызываемым нагретым металлом.
Электроофтальмия - это поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. При Электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть разным – от легкого, едва ощутимого сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т.е. до смертельного поражения. Электрические удары в зависимости от исхода воздействия тока на организм условно делят на следующие четыре степени: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца; III- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV- клиническая (мнимая) смерть – переходной период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности сердца и легких.
Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током
Характер и последствия воздействия на человека электрического тока определяются электрическим сопротивлением тела человека, напряжением тока и продолжительностью воздействия электрического тока, зависят от пути прохождения тока через тело человека, рода и частоты электрического тока, а также от условий внешней среды и индивидуальных особенностей человека.
Электрическое сопротивление тела человека. Тело человека является проводником электрического тока, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому токуоказывает кожа, поэтому общее сопротивление тела человека определяется главным образом величиной сопротивления кожи
Сопротивление тела человека при сухой чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется в пределах от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500 Ом.
В действительности сопротивление тела человека не является постоянным. Оно зависит от состояния кожи, окружающей среды, параметров электрической цепи и т.д. Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Поэтому работа с электроустановками влажными руками и в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышенной температуре усугубляет опасность поражения человека током.
Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина), тоже приводит к снижению ее сопротивления.
Имеют значение площадь контакта и место касания, поскольку сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, ладоней и рук, особенно на стороне, обращенной к туловищу (подмышечных впадинах и др.). Кожа тыльной стороны кисти и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.
При увеличении тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, потому что вследствие местного нагрева кожи расширяются сосуды, усиливается кровоснабжение этого участка и потовыделение.
Сопротивление тела человека уменьшается при повышении частоты тока и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает устойчивость к электрическому току.
Сила тока и напряжение . Основным фактором, определяющим ту или иную степень поражения человека электрическим током, является сила тока, проходящего через его тело (таблица 9.1). С увеличением силы тока сопротивление тела человека падает, так как усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов, усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.
Таблица 9.1 - Пороговые значения различных видов тока
* Мгновенная остановка сердца наступает при силе тока, равной 5 А.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, поскольку оно определяет значение силы тока, проходящего через человека. Рост напряжения приводит к пробою рогового слоя кожи, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300- 500 Ом), соответственно увеличивается сила тока.
Особенности воздействия электрического тока на организм человека передаются данными таблицы 9.2
Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это вытекает из сопоставления пороговых значений ощутимого и неотпускающего постоянного и переменного токов. Но это справедливо лишь до напряжений 250-300 В. При более высоких значениях напряжения постоянный ток становится более опасным, чем переменный (с частотой 50 Гц).
В случае переменного тока важное значение имеет его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току, что также приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно, повышается опасность поражения.
Таблица 9.2 - Особенности воздействия электрического тока на организм человека
| Сила тока, мА | Характер воздействия | ||
| Переменный ток 50 Гц | Постоянный ток | ||
| 0,6 – 1,5 | Начало ощущения - слабый зуд, пощипывание кожи под электродами | Не ощущается | |
| 2,0 – 4,0 | Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку | Не ощущается | |
| 5,0 – 0,7 | Болевые ощущения усиливаются во всей кисти, сопровождаясь судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья | Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом | |
| 8,0 – 10 | Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки еще можно оторвать от электродов | Усиление ощущения нагрева | |
| 10 – 15 | Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются | Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в прилегающих областях кожи | |
| 20 – 25 | Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено | Еще большее усиление ощущения нагрева кожи, возникновение ощущения внутреннего нагрева. Незначи-тельные сокращения мышц рук | |
| 25 – 50 | Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания | Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц | |
| 50 – 80 | Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца | Ощущения очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта | |
| Паралич дыхания при длительном протекании тока | |||
| То же действие за меньшее время | Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд - паралич дыхания | ||
| Более 5000 | Дыхание парализуется немедленно - через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушение тканей | ||
Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 1000 Гц. При дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц. Эти токи опасны лишь с точки зрения ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1 - 2 кГц.
Продолжительность воздействия электрического тока. Длительное воздействие электрического тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям человека.
Безопасным считается длительное воздействие тока силой 1 мА, при продолжительности действия до 30 с безопасен ток 6 мА.
Практически допустимыми с достаточно малой вероятностью поражения приняты следующие значения силы тока:
Путь прохождения тока через тело человека . Этот фактор играет также существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг и т.д.
Индивидуальные свойства человека. Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары.
Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, имеющие заболевания сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции и легких, нервные болезни и др.
Условия внешней среды. Состояние окружающей воздушной, среды, а также окружающая обстановка могут существенным образом влиять на опасность поражения током.
Сырость, токопроводящая пыль, наличие едких паров и газов, разрушающе действующих на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха, снижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения током.
Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землей, так как при одновременном касании этого предмета и корпуса электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением, через человека пройдет ток большой силы.
В зависимости от перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, «Правилами устройства электроустановок» все помещения по опасности поражения людей электрическим током делят на четыре класса.
Опасность поражения электрическим током
Опасность поражения электрическим током – один из главных рисков на производстве. Ведь ни для кого не секрет, что большинство технологических процессов на многих предприятиях различных видов хозяйствования связано с распределением и использованием электрического тока.
Согласно пункту 1.3.1. Правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей (НПАОТ 40.1-1.21-98), руководитель предприятия должен осуществить комплекс мероприятий, направленных на безопасную эксплуатацию электроустановок. Однако практика показывает, что риск получения работниками электротравм существует всегда.
Возникновение электротравмы чаще всего обусловлено следующими обстоятельствами:
– случайным прикосновением к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Это происходит в результате ошибочных действий при выполнении работ вблизи или непосредственно на частях, находящихся под напряжением; неисправности защитных средств, посредством которых пострадавший прикасается к токоведущим частям; отсутствия четкой и правильной маркировки электрооборудования; самовольного снятия ограждений, переносных защитных заземлений, блокировок и шунтирование их;
– появлением напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах), которые не должны находиться под напряжением. Напряжение на этих частях образуется в результате повреждения изоляции токоведущих частей электрооборудования, падения провода, находящегося под напряжением, на конструктивные части электрооборудования, замыкания фаз сети на землю;
– появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых проводится работа, в результате ошибочного включения установки под напряжение или вследствие обратной трансформации;
– возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек. Напряжение шага может возникнуть в результате замыкания фазы на землю, выноса потенциала различными протяженными электропроводящими предметами.
Возникновение электротравмы может быть также связано с действием атмосферного электричества при грозовых разрядах, с действием электрической дуги, с освобождением человека, находящегося под напряжением, от действия электрического тока.
Для обнаружения на расстоянии электрического тока у человека нет специальных органов чувств. Невозможно без приборов почувствовать, находится ли данная часть установки под напряжением до тех пор, пока электрическая энергия не превратится в энергию другого вида (например, в световую – искрение) или пока человек сам не попадет под напряжение.
Электрический ток не имеет запаха, цвета и бесшумен. Неспособность организма человека обнаруживать его до начала действия приводит к тому, что работающие часто не осознают реально имеющейся опасности и не принимают своевременно необходимых защитных мер. Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что пострадавший не может оказать себе помощь. При неумелом оказании помощи может пострадать и тот, кто пытается помочь.
Действие электрического тока на человека носит сложный и разнообразный характер. Проходя через его организм, электрический ток производит термическое, электролитическое, биологическое и механическое (динамическое) действия.
Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрические ожоги наиболее распространенные электротравмы: они возникают у большинства пострадавших (60-65%), причем около третьей части их сопровождаются другими электротравмами.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход воздействия тока на организм при этом может быть различен – от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т.е. до смертельного поражения.
Электрические удары условно можно разделить на четыре степени:
1 – судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2 – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
3 – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
4 – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления тела человека и величины приложенного к нему напряжения, силы тока, проходящего через тело, длительности его воздействия, пути прохождения, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и факторов окружающей среды.
Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань – большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг – малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа, и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.
Сопротивление тела человека – величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе и от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды (влажность, температура и т.п.). Состояние кожи влияет на электрическое сопротивление тела человека.
Так, повреждения рогового слоя, в том числе порезы, царапины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, при этом возрастает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение ее токопроводящей пылью и грязью.
В связи с различным электрическим сопротивлением кожи на разных участках тела на сопротивление в целом влияют место приложения контактов и их площадь.
Сопротивление тела человека падает при увеличении значения тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.
Повышение напряжения, приложенного к телу человека, уменьшает в десятки раз сопротивление кожи, а следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, ростом тока, проходящего через кожу, и другими факторами.
Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей – меньше, чем у взрослых, у молодых людей – меньше, чем у пожилых. Объясняется это толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (на 20-50%) вызывают внешние неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.
Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обуславливающий исход поражения. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиной 0,6-1,5мА. Этот ток называется пороговым ощутимым. При токе 10-15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим.
Ток 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.
Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1-2 сек) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т.п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.
По наблюдениям некоторых исследователей есть участки тела, особенно уязвимые к электрическому току. Это так называемые акупунктурные точки площадью 2-3 мм 2 . Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.
Наиболее уязвимыми местами человеческого тела, находящимися в зоне акумтации, являются тыльная часть кисти, рука на участке выше кисти, шея, висок, спина, передняя часть ноги, плечо.
Электрическая цепь, возникающая через чувствительные к току зоны даже при небольших токах, может в ряде случаев привести к смертельному исходу.
Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикл).
В этот период заканчивается сокращение желудочков, которые переходят в расслабленное состояние, и возникновение фибрилляции при прохождении тока наиболее вероятно.
Если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.
Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно.
Наиболее характерные цепи тока через человека – это рука – ноги, рука – рука и рука – туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8% травм).
Наименее опасен путь тока по цепи нога – нога. Однако и в этом случае человек может упасть, и в результате возникнет новая цепь тока рука – ноги.
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений – до 250 –300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.
Уже в интервале напряжений 400-600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток даже опаснее переменного. Особенно резкие болевые ощущения при попадании под постоянное напряжение возникают в момент замыкания и размыкания электрической цепи.
Индивидуальные особенности человека оказывают значительное влияние на исход поражения при электротравмах. Характер воздействия тока зависит от массы человека и его физического состояния.
Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, нервными и др. Более уязвимы к воздействию электрического тока люди, имеющие повышенную потливость. Повышенная температура окружающей среды и высокая влажность не единственная причина высокой потливости. Интенсивное потоотделение часто наблюдается при вегетативных расстройствах нервной системы, а также как результат испуга, волнения.
В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утомления, состояния опьянения и после него люди более чувствительны к протекающему току. Существенную роль играет и «фактор внимания». Это особое состояние настороженности и собранности человека, сознающего опасность выполняемой им работы. Если человек усилием воли направляет свое внимание на ожидаемое событие (в нашем случае на электротравму), то опасность ее в этом случае резко снижается, в то время как неожиданный удар приводит к более тяжелым последствиям.
К сожалению, существует ошибочное мнение о безвредности небольших доз алкоголя. Но малые дозы алкоголя серьезно действуют на организм человека. При превышении содержания алкоголя в крови 0,2 промилле (промилле – количество миллиграммов алкоголя в 100 мл крови) нарушаются способность к сосредоточению внимания, координация и связность мышления. При концентрации 0,5 промилле (1 бутылка пива) появляется снижение реакции зрачка и ограничение поля зрения, нарушается способность слежения за движущимися предметами и оценки параметров движения – направления, скорости и расстояния. Концентрация, превышающая 0,5 промилле, приводит к дальнейшему замедлению нервных реакций, еще большему снижению способности к принятию правильных решений. При концентрации алкоголя в крови 0,5-1 промилле время реакции на слуховые и зрительные сигналы увеличивается на 40%.
Говоря об алкоголе, прежде всего имеют в виду водку. Однако в 100-150 г вина или в 0,75 пива содержится столько же алкоголя, сколько и в 50 г водки. Но ведь чаще всего вино пьют стаканами, а пиво кружками. Вот почему все напитки, содержащие алкоголь, в равной степени вредны и их употребление следует исключить.
При несмертельной электротравме независимо от того, по какой петле проходил ток, электрокардиограмма несет на себе печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда. Эти данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями многих авторов.
Таким образом, обоснован существенный практический вывод. Человек, перенесший электротравму, даже если он чувствует себя хорошо, не может быть оставлен без наблюдения, отпущен домой (как это нередко делается), а должен быть госпитализирован минимум на трое суток, поскольку его следует считать потенциальным тяжелобольным.
Через продолжительное время после электротравмы наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидной железы, половых органов, отмечены различные болезни аллергической природы (крапивница, экзема и др.), а также стойкие органические изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.
Описаны случаи поздних осложнений в виде нервно-психических расстройств (шизофрения, психоневрозы, импотенция), развития катаракт спустя 3-6 месяцев после электротравм. У лиц, побывавших в электрической цепи, возникают в процессе лечения неожиданные кровотечения, не наблюдаемые при обычных травматических повреждениях.
Среди электромонтеров чаще, чем у лиц других профессий, отмечается раннее развитие артериосклероза, эндоартрита, вегетативных и других расстройств. Наблюдения показали, что последствия электротравмы в ряде случаев проявляются через много лет спустя с момента происшествия. Таким образом, действие электрического тока не всегда проходит бесследно и нередко ведет к понижению трудоспособности, а иногда и к хроническим заболеваниям.
Анализ статистических материалов показал, что если принять за 100% возможность возникновения тяжелых последствий, то частота этих последствий распределится в следующей закономерности: в первые десять дней – 30 %; через два месяца – 15 %; через год – 35 %; спустя более двух лет – 20 %.
Исходя из вышесказанного, можно сделать неоспоримый вывод, что руководитель любого предприятия, организации, учреждения, должен обеспечить на своем предприятии максимально эффективные мероприятия по недопущению получения работниками электротравм. Эти мероприятия должны включать в себя создание квалифицированной энергетической службы, проведение необходимых испытаний и измерений, обеспечение работников комплектом инструкций по охране труда, средствами защиты от поражения электрическим током, организацию и проведение медицинских осмотров.
