Опасность поражения человека электрическим током

Введение

О том, что электрический разряд действует на человека, стало очевидным в последней четверти 18 века. Одно из первых обстоятельных описаний этого действия принадлежит Ж.Марату, видному деятелю Великой французской революции 1789-1794гг. Англичанин А. Уориш, итальянцы Л. Гальвани, А. Вольта и ряд других ученых установили, что на человека действует разряд, полученный не только от источника статистического электричества, но и от электрохимичекого элемента. Однако никто из названных исследователей не указал на опасность этого действия на человека. Впервые установил эту опасность изобретатель первого в мире электрохимического высоковольтного источника напряжения В.В. Петров.В наше время, использование электроэнергии является более широкое во всех областях деятельности человека: неуклонный рост энерговооруженности труда, резкое увеличение количества электроприборов в быту и на производстве, естественным образом повлекли за собой повышение опасности поражения человека электрическим током. Этим обусловлена актуальность работы.Целью данной работы является изучение электрического тока, его воздействия на организм человека и средства защиты от электрического тока.Для достижения цели были поставлены следующие задачи:1. Изучить опасность поражения человека электрическим током;2. Освоить воздействие электрического тока на организм человека;3. Рассмотреть средства защиты от поражения электрическим током.1. Опасность поражения человека электрическим токомПри эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводами электрического тока. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций.До момента соприкосновения с частями конструкций, находящихся под напряжением, электрический ток не воздействует на органы чувств. При соприкосновении электрический ток, протекая через тело человека, может вызвать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия воздействие на организм человека. Первое воздействие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, второе – в способности вызывать ожоги тела, третье – приводить к разрыву тканей, а четвертое – к электролизу крови.Воздействие электрического тока на организм человека может явиться причиной электротравмы. Электротравма – это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные, общие и смешанные. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электротравмы, или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем – легких (дыхания), сердца (кровообращения).Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим токПоражение человека электрическим током происходит в случаях:1. Прикосновения к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением.2. Приближения человека на опасное расстояние к токоведущим незащищенным изоляцией частям электроустановок.3. Прикосновения человека к нетоковедущим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением (из-за замыкания на их корпус).4. Ошибочного принятия находящегося под напряжением оборудования как отключенного.5. Повреждения изоляции6. Удара молнии.7. Действия электрической дуги.8. Освобождения другого человека, находящегося под напряжением.В результате возникновения токового напряжения на поверхности земли из-за замыкания фазного провода на землю, что привело к растеканию тока по земле. Оказавшийся в зоне поражения человек попадает под шаговое напряжение, которое по мере приближения к проводу принимает опасные значения. Шаговое напряжение зависит от расстояния между точками соприкосновения человека с землей. Уходить от упавшего провода следует мелкими шажками. На расстоянии более 20 м от провода напряжение уменьшается до нуля.Основными факторами, влияющие на исход поражения человека электрическим током являются: путь тока в теле человека, сила тока, вид тока (постоянный или переменный), а также время его прохождения. Наиболее опасными направлениями прохождения тока считаются «голова - руки», «голова - ноги», наиболее распространенные случаи: петли «рука- нога», «рука_- рука», т.к. при этом ток поражает органы сердца и дыхания. Опасность определяется не тем, протекает или не протекает ток через область сердца, а тем, каким участком тела касается человек токоведущих частей. Наиболее уязвимыми местами человеческого тела являются тыльная часть кисти, шея, висок; передняя часть ноги, плечо. Образование электрической цепи через уязвимые места приводит к смертельным исходам даже при очень малых токах и напряжениях.Величина токаПо величине токи подразделяются на:неощущаемые (0,6 – 1,6мА);ощущаемые (3мА);отпускающие (6мА);неотпускающие (10-15мА);удушающие (25-50мА);фибрилляционные (100-200мА);тепловые воздействия (5А и выше).Силу электрического тока, проходящего через тело человека, можно определить по закону Ома как отношение приложенного напряжения к сопротивлению тела человека. Сопротивление человека существенно зависит от состояния поверхности кожи в месте соприкосновения, общего физиологического и психологического состояния орагнизма. Оно может изменяться от нескольких сотен до десятков тысяч ом. Если кожа потная, смочена эмульсией или другими растворами, засорена токопроводящей пылью, то сопротивление резко снижается. Наиболее опасен ток промышленной частоты (50 Гц). Токи высокой частоты обычно не вызывают электрического шока, но при длительном воздействии могут привести к ожогу отдельных частей тела или их перегреву.Раздражающее действие переменного тока промышленной частоты человек начинает ощущать при токе 1.0…1,5 мА и постоянном токе 5…7мА.Эти токи называются пороговыми ощутимыми. Серьезной опасности для человека они не представляют: человек может самостоятельно отделиться от цепи. Если переменный ток достигает 5-10мА, то раздражающее усилие становится более ощутимым. Появляется боль в мышцах, которая может привести к судорогам. При переменных токах 10…15мА и постоянных токах 50…80мА боль и судороги мышц рук и ног становятся такими сильными, что человек не в состоянии разжать руку, отбросить от себя провод и отойти от места поражения. Такие токи называются пороговыми неотпускающими. При переменном токе промышленной частоты величиной 25мА и выше происходит судорожное сокращение мышц не только рук и ног, но и грудной клетки. При токе 50 мА частотой 50Гц работа органов дыхания очень затрудняется, а при токе порядка 100мА и выше и при постоянном токе 300мА за время 1…2с поражается сердце. Это проявляется в фибрилляции. Токи эти называются фибрилляционными. При фибрилляции сердце как орган перекачки крови не выполняет свои функции, в организм поступает недостаточное количество кислорода. Происходит острое кислородное голодание, сопровождающееся остановкой дыхания и наступлением клинической смерти, которая переходит в биологическую, если пострадавшему не оказана первая медицинская помощь. Длительность воздействия тока на человека является осень важным фактором, влияющим на исход поражения.2. Воздействие электрического тока на организм человекаЭлектрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие.Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связокЭлектролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подкожных тканей, вплоть до обугливания.Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.Различают два основных вида поражения организма: электрические травмы и электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно.Электрические травмы – это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение. Обычно травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.Характерные виды электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.Электрические ожоги - наиболее распространенные электротравмы. Они составляют 60-65 %, причем 1/3 их сопровождается другими электротравмами.Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин, небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму морщин. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока.Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. Пораженный участок имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего под кожу: зеленая - при контакте с медью, серая - с алюминием, сине-зеленая - с латунью, желто-серая - со свинцом. Обычно с течением времени больная кожа сходит и поражённый участок приобретает нормальный вид. Вместе с тем исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой. Металлизация кожи наблюдается примерно у каждого десятого из пострадавших. Причём в большинстве случаев одновременно с металлизацией происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые поражения.Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, вызывающих в клетках организма химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия возникает сравнительно редко (у 1-2 % пострадавших), чаще всего при проведении электросварочных работ.Механические повреждения являются следствием резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Эти повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длительного лечения. К счастью они возникают редко – не более чем у 3 % пострадавших от тока.Электрический удар – это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.Развитие техники изменяет условия труда человека, но не делает их безопаснее, напротив – в процессе эксплуатации новой техники зачастую проявляются неизвестные ранее опасные факторы. Современное производство немыслимо без широкого применения электроэнергетики. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток.В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.Клиническая (или «мнимая») смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности и лёгких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни, он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не сразу и не сразу угасают функции различных органов. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга, с деятельностью которого связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например, от электрического тока, - 7-8 мин.Биологическая (или истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти. Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок. Прекращение сердечной деятельности является следствием воздействия тока на мышцу сердца. Такое воздействие может быть прямым, когда ток протекает непосредственно в области сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, то есть хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение. Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднения дыхания уже при токе 20-25 мА (50 Гц), усиливающееся с ростом тока. При длительном действии тока может наступить асфиксия – удушье в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.Электрический шок – своеобразная тяжёлая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.Негативные для здоровья человека последствия, выявляющиеся в ходе эксплуатации технологического оборудования, выдвинули в настоящее время обеспечение производственной безопасности на производстве в число острейших технических и социально-экономических проблем. Наиболее страшное последствие удара электрическим током – смерть. К счастью, она случается в этом случае довольно редко. Для недопущения электропоражения и обеспечения электробезопасности на производстве применяют: изолирование проводов и других компонентов электрических цепей, приборов и машин; защитное заземление; зануление, аварийное отключение напряжения; индивидуальные средства защиты и некоторые другие меры. К сожалению, повсеместное старение производственных фондов, вешание помещений отрицательно сказывается и на качестве электропроводки. Пробои в электропроводке ведут не только к ударам током, но и являются одной из основных причин пожаров.3. Средства защиты от поражения электрическим токомК основным мерам защиты относятся:1. Средства коллективной защиты.2. Защитное заземление, зануление, отключение.3. Использование малых напряжений.4. Применение изоляции.Средства коллективной защиты, заключающиеся в обеспечении недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением. Это применение оградительных, блокировочных, сигнализирующих устройств, знаков безопасности. Для исключения опасности прикосновения к токоведущим частям электрооборудования необходимо обеспечить их недоступность. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.Поражение электрическим током может происходить от прямого прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки, а также при прикосновении к открытым токоведущим частям (к металлическим частям электроустановки) в случаях повреждения изоляции. Для защиты от поражения электрическим током от прямого прикосновения к токоведущим частям применяются по отдельности или в сочетании следующие меры защиты:основная изоляция токоведущих частей;ограждения и оболочки;установка барьеров;размещение токоведущих частей вне зоны досягаемости;применение сверхнизкого (малого) напряжения – не превышающее 50В переменного тока и 120 постоянного тока.Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции применяются следующие меры защиты при косвенном прикосновении:защитное заземление;защитное автоматическое отключение питания (в том числе с использованием защитного зануления, устройств защитного отключения);уравнивание потенциалов;выравнивание потенциалов;двойная или усиленная изоляциясверхнизкое (малое) напряжениезащитное электрическое разделение сетей;изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25В переменного тока или 60В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6В переменного тока или 15В постоянного тока – во всех случаях. Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановках превышает 50В переменного тока и 120В постоянного тока. В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться и при более низких напряжениях.Условия применения мер защиты предусмотрены с учетом ГОСТ Р 50571.3-94. Забота о человеке труда постоянно находится в центре внимания правительства Российской Федерации. Проводимая огромная работа по экономическому реформированию страны, техническому перевооружению экономики направлена не только на подъем уровня производства и повышение производительности труда, но и на дальнейшее улучшение условий труда россиян, на охрану их здоровья.Так к организационным мероприятиям обеспечения электробезопасности относятся:-медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж, проверка знаний правил безопасности и инструкций;-допуск к проведению работ с электроустановками с оформлением наряда-допуска, распоряжения или перечня работ в порядке текущей эксплуатации;- проведение работ под контролем ответственного лица.Технические мероприятия при проведении работ с отключением напряжения в действующих электроустановках или вблизи них заключаются в запирании приводов, снятии предохранителей, отсоединении концов питающих линий, установке ограждений и знаков безопасности, наложении заземлений. При работах на токоведущих частях, находящихся под напряжением, или вблизи них технические мероприятия вклю чают в себя выполнение работ не менее чем двумя лицами, ограждение опасных зон (для установок напряжением до 1000В расстояние, ограничивающее опасную зону, составляет не менее 1,5 м от электроустановки), применение электрозащитных средств, знаков безопасности и предупредительных плакатов.

Заключение

Развитие техники изменяет условия труда человека, но не делает их безопаснее, напротив – в процессе эксплуатации новой техники зачастую проявляются неизвестные ранее опасные факторы. Современное производство немыслимо без широкого применения электроэнергетики. Сейчас нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток. Анализ несчастных случаев при поражении электрическим током показывает, что исход поражения связан с медико-биологическими особенностями человека, состоянием его здоровья. Физически здоровые и крепкие люди легче переносят электротравмы, нежели больные и слабые. Люди, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистыми, нервными заболеваниями, более восприимчивы к электрическому току. Поэтому правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривают медицинский отбор персонала для обслуживания электроустановок. Отбор осуществляется при поступлении на работу, периодические осмотры в сроки, устанавливаемые Минздравом в соответствии со списком болезней и расстройств, препятствующих допуску к работе. Отбор преследует и другую цель: не допустить к обслуживанию электроустановок людей с заболеваниями, которые могут мешать их производственной работе или служить причиной ошибочных действий, опасных для других лиц (неразличение цвета сигнала из-за порока зрения, невозможность подать четкую команду из-за болезни горла или заикания и т. п.). Кроме того, правила техники безопасности не допускают к обслуживанию электроустановок лиц моложе 18 лет и не имеющих определенных знаний в области электробезопасности, соответствующих объему и условиям выполняемых ими работ.

Список использованных источников

Айзман Р.И. Основы безопасности жизнедеятельности [Электронный ресурс] : учебное пособие / Р.И. Айзман, Н.С. Шуленина, В.М. Ширшова. — Электрон. текстовые данные. — Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2017. — 247 c.Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности: учебник / Э.А. Арустамов. - М.: Дашков и К, 2017. - 452с.Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды», 4-е издание, учебник для бакалавров, «Юрайт», 2017.Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие. Калининград: КГТУ, 2018 - 232с.Долин М.Н. Основы техники безопасности в электроустановках: [Учебное пособие для вузов]. М., 2017. -439 сМамот Б.А. Защита от электрического тока и электромагнитных полей: Учебное пособие. - Хабаровск: ДВГУПС, 2018.