Чинники, що впливають на небезпеку ураження людини електричним струмом. Причини та види ураження електричним струмом, основні фактори, що вражають Фактори, що визначають небезпеку ураження електрострумом
Для персоналу, що працює з електроустановками, пріоритетне завдання – виключити травматизм. Особливістю ураження електрострумом вважають нездатність людьми дистанційно, візуально, за запахом чи іншими ознаками визначити загрозу. Використання спеціальних приладів дозволяє ефективно це зробити, але не завжди. Деякі небезпеки не можуть передбачити навіть досвідчені фахівці. Для запобігання травматизму розроблені спеціальні правила охорони праці, за дотримання яких ймовірність травматизму суттєво знижується.
Результати термічного та механічного ураження
Причини травматизму від електроструму
- Випадковий дотик, через неуважність до оголених струмоведучих елементів електроустановок під напругою. Це можуть бути оголені проводи, у процесі ремонту контакти побутової чи промислової техніки, на рубильниках чи патронах для ламп освітлення.
- При експлуатації в результаті механічних пошкоджень деталі електроустановок можуть пошкодити ізоляційний шар струмопровідних проводів і виявитися під небезпечною напругою.
- Часто причиною ураження струмом буває наближення по вологому грунту до обірваного високовольтного проводу ЛЕП, що впав на землю.
- При наближенні до струмоведучих елементів під напругою вище 1000В, ураження електрострумом може бути через пробій повітряного простору.
- Причиною ураження бувають сирі стіни будівель, споруд, усередині яких проходять дроти з ненадійною ізоляцією та заземлені елементи металевих конструкцій.
- Трапляються випадки травматизму внаслідок поганої організації заходів з охорони праці, при несанкціонованому підключенні до мережі живлення, коли працює ремонтний персонал. Робота без попередньої перевірки виконання заходів безпеки, а також відсутності напруги, наявності блокувальних пристроїв, плакатів попередження та інших елементів, що запобігають травмам.
Вражаючі фактори
Тривалість впливу електричного струму на організм, величина струму ураження, площа дотику та багато інших факторів визначають характер травми та ступінь впливу:
- механічні дії - розшаровування, обрив тканин;
- термічні – опіки, руйнація кровоносної структури судин (рис. вище);
- електролітичний вплив – розпад органіки у плоті людини, включаючи кров;
- біологічний вплив - порушення роботи природних біострумів, що викликає мимовільне, судомне стискання окремих м'язів.
Види травматизму
Розрізняють такі основні види ураження електричним струмом.
Електрична травма
Характеризується ураженням окремих органів, фрагментів тканин. Це може бути знаки, залишені електричним розрядом, металізація шкірного покриву. Електрична дуга викликає набряк поверхні очного яблука, випаровування у ньому слизової оболонки. можливо механічний вплив, що веде до таких ушкоджень, як забиті місця, переломи.
- Електроопік –це руйнування окремих органів, ділянок шкірного покриву внаслідок впливу тканини струму чи електричної дуги. Опіки, отримані внаслідок дії електричного струму, можуть бути різного виду:
- Опік струмомпри контакті вологого (потного) тіла з струмопровідними елементами, відбувається нагрівання та закипання рідин на поверхні і всередині тканин. Цей процес залежить від опору ділянки ураження та сили струму. Виділена теплова енергія викликає опіки. Такі травми виникають на електроустановках із потужністю до 2 кВт, викликаючи опіки першого чи другого ступеня.
- Опік електричною дугоювиходить на ділянці тіла людини під впливом великої теплової енергії, якою володіє дуга (температура до 350 С). Опіки третього та четвертого ступеня відбуваються в електроустановках з напругою 6-10 кВт.
- шкірного покриву виходить при КЗ (короткому замиканні) або дуговому розряді, при розмиканні електричного ланцюгаз великим навантаженням. В результаті плавлення металу при високих температурах він розбризкується, потрапляє на поверхню шкіри.
Бризки розплавленого металу при короткому замиканні
Дрібні металеві фрагменти від струмопровідних контактів (мідь, алюміній або сталь) прилипають до шкіри і проникають усередину тканини, пробиваючи та пропалюючи шкіру. Такі ділянки ураження приймають шорсткий металевий покрив. Надалі на ураженому ділянці шкірний покрив відшаровується разом із сторонніми тілами, рани гояться.
Приклад електричної металізації шкірного покриву
- – результат прямого дотику з струмопровідними елементами. Контури їх контурів відображають поверхню елементів, з якими був контакт, зазвичай це коло або еліпс, від клем і проводів. Розміри відбитків до 10 мм, матеріал струмопровідних частин визначає колір знаків, вони можуть вийти жовтими від міді, латуні, сірими від сталі та білими від алюмінію. Результат визначає хімічний, механічний вплив струму. Пухлина під цими знаками не має запалень і швидко гоїться. При великих площах поразки бувають оніміння, втрата чутливості.
Такі знаки можуть залишати електричний розряд.
- Механічні пошкодження -результати миттєвого стиснення м'язів, рвуться елементи системи кровопостачання, судини, шкірний покрив. Бувають переломи кінцівок, ушкодження суглобів.
- Електроофтальмія -вплив великої потужності ультрафіолетового випромінювання на очні яблука. Виникаюча дуга має широкий спектр світлових променів, серед яких є інфрачервоний, видимі кольори та ультрафіолетовий. Останній завдає опіків на поверхні очей.
Електричний шок
Нервова система людини миттєво реагує сильний зовнішній подразник. Можливий підвищений тиск, порушення функціонування кровопостачання, органів дихання. Є кілька фаз, що йдуть за електричним шоком:
- збуджуюча фаза;
- настає виснаження і загальмованість нервової системи, що постраждав залишається у свідомості, але з'являється повна байдужість до того, що відбувається навколо нього. Слабшає дихання, збільшується частота биття пульсу, це може тривати до 20 годин, потім серце зупиняється, і людина вмирає.
Електричний удар
Проходячи людськими тканинами, електрика викликає судомне, мимовільне стиснення м'язів. Ступінь травми залежить від сили струму та тривалості контакту з струмопровідною поверхнею. Малі струми викликають легкий свербіж і поколювання, при 10-15 мА, виникають неконтрольовані судоми.
Великий струм паралізує нервову систему, потерпілий не може самостійно звільнитися від контакту з провідниками струму, що продовжує час впливу факторів, що вражають. Струми в 20-25 мА/50 Гц збивають ритмічність серцебиття, параліч органів дихання призводить до смерті.
Струм у 50-80 мА створює фібриляцію м'язових серцевих тканин, серце та потоки крові зупиняються. Струми більше 100 мА однозначно вбивають людину за 2-3 секунди на організм. Помічено, що напруга до 100В негаразд небезпечна при постійному струмі, як із змінним струмом, особливо згубно з частотою 50 Гц, близька до частоти биття серця, тому його вплив моментально викликає аритмію.
Струми при 20-100 Гц становлять найбільшу небезпеку. Імовірність ураження внутрішніх тканин менша, коли частота збільшується.
Струми з частотою сотні кГц не руйнують внутрішні органи, можуть викликати лише опіки лежить на поверхні тіла. Змінні та постійні струми з напругою 500В мають однаково небезпечні вражаючі фактори. Напруга 600В з постійним струмом стає згубнішою для людини, ніж зі змінним струмом.
Удари електрострумом поділяють за ступенем тяжкості:
- I – судомні скорочення м'язів, причому людина перебуває у свідомості;
- II – потерпілий непритомний, функціонує серце та органи дихання;
- III – потерпілий непритомний, є порушення ритмічності роботи серця та збої функціонування органів дихання;
- IV – дихання та потоки кровообігу зупиняються, настає смерть (клінічна).
Клінічна смерть -немає дихання не чути ударів серця, больові подразники людина не відчуває, широкі зіниці, що не реагують на зміни інтенсивності світла. Перехід до смерті супроводжується відсутністю надходження кисню до структур головного мозку.
Тривалість відсутності кисню у мозку допускається на 4 хвилини, максимум на 8 хвилин, після чого настають незворотні руйнівні наслідки.
Зупинка серця викликається різким скороченням м'язів у сфері ураження, на ділянках проходження, зокрема і серцевих. Рефлекторні скорочення серця, коли струм протікає, минаючи серцеві м'язи, створюють умови для фібриляції та зупинки серця. У цих випадках струми називають фібриляційними, вони перешкоджають диханню при протіканні по м'язах грудної клітки, які задіяні у дихальному процесі.
При короткочасному дотику до струмопровідних елементів у здорової людини зупинки серця не відбувається, м'яз скорочується, з пропаданням струму він розслабляється, і серце продовжує функціонувати. Коли відбувається параліч серця чи дихання, можливі одночасно обидва випадки, працездатність органів спонтанно не відновлюється, серцю потрібен терміновий примусовий масаж разом із штучним диханням.
Шляхи електроструму по тілу
Маршрут багато чому визначає ступінь тяжкості поразки, різні органи мають неоднорідні структури, опори яких відрізняються.
Струми проходять маршрутами з меншим опором, з більш високою провідністю. Основними провідниками є великі елементи кровоносної системи. У цих судинах багато рідини, кров має добрі властивості провідника.
Найімовірніші маршрути:
- рука – через грудну ділянку – друга рука;
- ліва чи права рука – через тулуб – ноги;
- голова – через шию – руки;
- голова – через тулуб – ноги;
- нога – через пахвинну область тулуба – друга нога.
Приклад маршруту електроструму по тілу людини права рука – через тулуб – ноги
Найнебезпечнішими маршрутами вважаються:
- рука – через серце – нога;
- по голові;
- по спинному мозку.
Не виключені випадки загибелі потерпілого, коли струми проходять від однієї ноги в іншу або через руку в іншу руку.
Шлях електричного струму тілом людини від однієї руки до іншої
Основним небезпечним вважається випадок проходження струму від лівої руки в ноги, але за статистикою травматизму найбільший відсоток смертельних випадків виявляється при маршруті через праву руку в ноги.
Можливо, що під час роботи частіше використовується права рука, тому частіше травмується. Значення струму між точками, де він протікає, залежить від напруги та тканин на його шляху з різним опором:
Iп =U\ Rт, де
- Iп – струми ураження;
- U – напруга між контактом потерпілого з провідником та точкою виходу струму;
- Rт - опір тканин.
Rт кожної людини відрізняється, це визначає шкірний покрив, який може бути вологим, пошкодженим, у цих випадках воно буде меншим. Струм відповідно збільшиться, поразка буде важчою. Рогова оболонка шкірного покриву має найбільший опір. Коли поверхня суха, на непошкодженій шкірі опір може становити від 10 до 100 кОм. Волога шкіра має опір 1000 Ом на пошкодженій шкірі, з порізами, потертостями 500-800 Ом.
На внутрішніх тканинах в діапазоні 300-500 Ом, практика показує, що напруга 50-200В вже пробиває роговий шар. Різницю напруги пробою визначають певні умови:
- товщина рогового шару;
- щільність розподілу та заповнення судин кров'ю;
- повнота заповнення та розподілу по поверхні потових залоз.
Виходячи з цих умов, опір на різних ділянках відрізняється.
На ступінь тяжкості травми впливають навколишні умови, вологе повітря. Високі температури сприяють підвищенню провідності.
Чинники, що визначають ступінь ураження електричним струмом
Що небезпечно. Відео
Про наслідки ураження електричним струмом можна дізнатись з відео нижче.
Важливо враховувати стан людини, що отримала травму, вік, психологічні особливості. Люди з хворим серцем, при фізичних навантаженнях швидше і рясніші, алкоголь зменшує опір тканин організму. Все це необхідно знати, щоб вчасно вжити заходів щодо запобігання травматизму, зробити працю безпечнішою, а при необхідності грамотно визначити ступінь поразки та надати першу медичну допомогу.
Характер та наслідки впливу на людину електричного струму залежать від наступних факторів:
· Значення струму, що проходить через організм людини;
· Електричного опору людини;
· рівня прикладеного до людини напруги;
· Тривалості впливу електричного струму;
· Шляхи струму через тіло людини;
· Роду та частоти електричного струму;
· Умов довкілля та інших факторів.
Електричний опір тіла людини. Тіло людини є провідником електричного струму, але неоднорідним за опором. Найбільшим опором
має шкіра. Верхній роговий шар шкіри в сухому та незабрудненому стані може вважатися діелектриком, його опір. Опір тіла при сухій та чистій шкірі від 3 до 100 кОм, внутрішніх органів 300-500 Ом. Зазвичай нехтують ємнісним опір, який незначний, і вважають опір людини суто активним та незмінним. за розрахункову величину приймають 1000 Ом. У реальних умовах опір людини перестав бути постійної величиною залежить від низки чинників. Опір знижують такі:
· Пошкодження рогового шару (порізи, подряпини та ін);
· Зволоження шкіри водою або потім;
· Забруднення шкідливими речовинами, що проводять електричний струм;
· Збільшення струму і час його проходження;
· Зростання напруги прикладеного до тіла струму;
· Збільшення частоти струму;
На опір тіла також впливає площа контакту та місце торкання, тому що опір шкіри на різних ділянках неоднаковий.
Величина струму та напруга.
Відчутний струм - електричний струм, що викликає при проходженні через організм відчутні подразнення (порогові відчутні струми). Змінний струм силою чи постійний викликають такі відчуття.
Невідпускаючий струм - електричний струм, що викликає при проходженні через людину непереборні судомні скорочення м'язів руки, в якій провідник затиснутий. Пороговий струм, що не відпускає, становить змінного струму і постійного. Людина не може самостійно розтиснути руку, потрібна допомога.
Фібриляційний струм - електричний струм, що викликає проходження через організм фібриляцію серця. Пороговий струм фібриляції становить змінного струму і постійного струму при тривалості дії 1-2с. При струмі більше відбувається миттєва зупинка серця.
Тривалість дії. Вплив тривалості проходження струму через тіло людини на результат ураження можна оцінити емпіричною формулою: , де - струм, що проходить через тіло людини, мА; - тривалість проходження струму, с. Ця формула дійсна не більше 0,1-1,0с. Її використовують визначення гранично допустимих струмів, які проходять через людини по дорозі рука – ноги, необхідні розрахунку захисних пристроїв.
Шлях струму через тіло людини. Можливі шляхи струму в тілі людини називають петлями струму. Найчастіше зустрічаються петлі: рука-рука, рука – ноги та нога – нога. Найбільш небезпечні петлі голова – руки та голова – ноги, але ці петлі зустрічаються відносно рідко.
Рід та частота електричного струму. Для напруги 250-300В постійний струмприблизно в 4-5-раз безпечніше змінного. При більш високих напругах постійний струм більш небезпечний, ніж змінний (з частотою 50Гц). для змінного струму відіграє роль та його частота. Зі збільшенням частоти змінного струму повний опір тіла людини зменшується, отже підвищується небезпека ураження. Найбільшу небезпеку
представляє струм частотою від 50 до 100Гц; при подальшому підвищенні частоти небезпека ураження зменшується та повністю зникає при частоті 45-50кГц. Ці струми зберігають небезпеку опіків. Зниження небезпеки струму стає помітним при частоті 1-2кГц.
індивідуальні властивості людини. Фізично здорові та міцні люди легше переносять електричні удари. Підвищеною сприйнятливістю до електричного струму відрізняються люди, які страждають на хвороби шкіри, серцево-судинної системи, легені, нервові хвороби та інші. Такі люди не допускаються до роботи на електроустановках.
Умови довкілля.
«Правила влаштування електроустановок» ділять усі приміщення щодо небезпеки ураження людей електричним струмом на наступні класи:
1. Приміщення без підвищеної небезпеки характеризуються відсутністю умов, що утворюють підвищену чи особливу небезпеку.
2. Приміщення з підвищеною небезпекою характеризуються наявністю однієї з таких умов, що створюють підвищену небезпеку: а) вогкості (відносна вологість повітря тривало перевищує 75%); б) високої температури (понад 35); в) струмопровідного пилу; г) струмопровідних підлог (металеві, земляні, залізобетонні, цегляні та ін); д) можливості одночасного дотику людини до металоконструкцій будівлі, технологічних апаратів, механізмів тощо, що мають з'єднання з землею, з одного боку, і металевих корпусів електрообладнання - з іншого.
3. Особливо небезпечні характеризуються наявністю однієї з наступних умов: а) особливої вогкості (відносна вологість близька до 100%): стеля, тіни, під та предмети в приміщенні покриті вологою0; б) хімічно активного або органічного середовища (що руйнує ізоляцію та струмопровідні частини електроустаткування); в) одночасно двох або більше умов підвищеної небезпеки.
Заходи щодо дотримання правил техніки безпеки під час виконання робіт, пов'язаних з електрикою
При розробці заходів щодо захисту від ураження електричним струмом та високочастотним випромінюванням необхідно суворо керуватися правилами безпеки при експлуатації електростанцій, електромереж
З метою недопущення випадків електротравматизму забороняється:
проводити всілякі роботи на електролінії під напругою;
виконувати монтажно-ремонтні роботи на електролініях, на радіостанціях без захисних засобів (діелектричних килимків, рукавичок, фартухів, калош) навіть за умови відключення струмоприймачів від електромережі;
допускати до експлуатації та виконання робіт на електромережах, джерелах електроенергії та електрообладнанні осіб, які не мають спеціальної підготовки та допуску;
включати та вимикати живлення електроліній, прокладених у районах цілей, без розпорядження керівника польотами або начальника авіаційного полігону.
Особи, які працюють зі струмом, повинні регулярно проводитись заняття з техніки безпеки, на яких пояснюється неприпустимість безтурботного та необережного поводження з джерелами електроенергії, електромережами та електрообладнанням.
З особами, які працюють на верстатному устаткуванні, лісопильних рамах, циркулярних пилках та іншому обладнанні організує заняття з техніки безпеки та систематичну перевірку знання ними правил техніки безпеки.
У майстерні, у гаражах, на електростанціях, на радіолокаційних станціях та інших об'єктах мають бути затверджені начальником авіаційного полігону інструкції щодо дотримання правил охорони праці.
Допускається до роботи з електроустаткуванням після здачі заліків зі знання охорони праці.
34 Вібрація
Вібрація – це рух точки чи механічної системи, у якому відбувається послідовне зростання і спадання зазвичай у часі значень будь-якої величини, її характеризує.
За механізмом генерації розрізняють вібрації з силовим, кінематичним та параметричним збудженням.
Силове збудження – це збудження вібрації системи силами, що змушують, і (або) моментами.
Кінематичне збудження – збудження вібрації системи повідомленням будь-яким її точкам заданих рухів, які від стану системи.
Параметричне збудження – це збудження вібрації системи не залежить від стану системи зміною у часі однієї чи кількох її параметрів (маси, моменту інерції, коефіцієнтів жорсткості та опору)
За способом передачі на людину вібрацію ділять на 2 групи:
1. Загальна, яка діє на тіло людини, що сидить або стоїть, і оцінюється в октавних смугах f = 2, 4, 8, 16, 31,5; 63 Гц.
2.Локальна, яка передається через руки на частотах f = 8, 16, 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.
За джерелом виникнення вібрацію ділять на три категорії:
1.Транспортна (рухливі машини біля).
2.Транспортно-технологічна
(Крани, навантажувачі).
3. Технологічна (робочі місця).
За часом дії вібрацію поділяють такі категорії.
1.Постійна. Тут величина контрольованого параметра під час спостереження змінюється лише вдвічі;
2.Непостійна. Тут величина контрольованого параметра змінюється більш ніж 2 рази під час спостереження щонайменше 10 хв при вимірі з постійної часу 1 з.
Непостійна вібрація може бути коливається, переривчастою та імпульсною.
Електричний струм
Згідно з сучасними уявленнями, електрика - це сукупність явищ, зумовлених існуванням, рухом та взаємодією електрично заряджених тіл або частинок (електронів, іонів, молекул, їх комплексів тощо), а електричний струм - упорядкований та спрямований рух електронів, іонів. Відповідно, електричний струм не можна побачити, але можна побачити, відчути результати перетворення електроенергії на інші види енергії: світло, тепло, механічну енергію та ін., які можуть приносити не тільки користь, але й завдати непоправної шкоди внаслідок порушення правил використання цього виду енергії та у випадках надзвичайних ситуацій природного та (або) техногенного (антропогенного) характеру.
Фізичні параметри електричного струму визначаються силою струму, його частотою та родом – змінний або постійний.
Чинники, що визначають результат ураження електричним струмом
1. Величина струму та напруги.Електричний струм як вражаючий фактор визначає ступінь фізіологічного на людини. Напругу слід розглядати лише як фактор, що зумовлює перебіг того чи іншого струму в конкретних умовах, - чим більше напругадотику, тим більше вражає струм.
За ступенем фізіологічного впливу можна виділити такі вражаючі струми:
- 0,8-1,2 мА - пороговий відчутний струм (тобто найменше значення струму, яке людина починає відчувати);
- 10-16 мА - пороговий струм, що не відпускає (приковує), коли через судомне скорочення рук людина самостійно не може звільнитися від струмонесучих частин; може викликати електричну асфіксію - судомне скорочення дихальної мускулатури у фазі видиху;
- 100 мА – викликає фібриляцію шлуночків серця. При цьому необхідно мати на увазі, що ймовірність ураження таким струмом дорівнює 50% за тривалості його впливу не менше 0,5 с.
Змінний струм від 100 мА до 5 А при частоті 50 Гц і постійний струм від 300 мА до 5 А діють безпосередньо на м'яз серця, що дуже небезпечно для життя, оскільки через одну-дві секунди з моменту замикання ланцюга цього струму через людину може настати фібриляція - розрізнені, аритмічні та некоординовані скорочення окремих груп м'язових волокон шлуночків серця з частотою понад 300 скорочень за хвилину. При цьому стані серце перестає виконувати свої насосні функції і припиняється кровопостачання всього організму.
Струм більше 5 А, як правило, фібриляцію серця не викликає. При подальшому збільшенні сили струму він набуває властивостей, що дефібрилюють, але викликає порушення функцій ЦПС і зупинку дихання центрального генезу.
- 2. Тривалість дії струму.Встановлено, що ураження електричним струмом можливе лише у стані повного спокою серця людини, коли відсутнє стиснення (систола) або розслаблення (діастола) шлуночків серця та передсердь. Тому при малому часі впливу струму може не збігатися з фазою повного розслаблення, проте все, що збільшує темп роботи серця, сприяє збільшенню ймовірності зупинки серця при ударі струмом будь-якої тривалості. До таких причин слід віднести: втому, збудження, голод, спрагу, переляк, вживання алкоголю, наркотиків, деяких ліків, куріння, хвороби тощо.
- 3. Опір тіла.Величина непостійна, залежить від конкретних умов, змінюється в межах від декількох сотень до кількох мегаом. При дії напруги промислової частоти 50 Гц опір тіла людини є активною величиною, що складається з внутрішньої та зовнішньої складових. Внутрішній опір у всіх людей приблизно однаковий і становить 600-800 Ом. Різні частини тіла і тканини людини мають різний опір струму: кістки -
- 200 000 Ом; хрящі – 50 000 Ом; м'язи – 1500 Ом; печінка – 900 Ом; слизові оболонки – 100 Ом.
Великим опором має шкіра – 10 000-20 000 Ом, особливо товста та суха шкіра на долонях та підошвах – 2 МОм.
З цього можна зробити висновок, що результат травми за інших рівних умов залежить від місця застосування струму.
Опір тіла не є постійною величиною: в умовах підвищеної вологості воно знижується у 12 разів, у воді – у 25 разів, різко знижує його вживання алкоголю.
4. Сила струму.Сила струму визначається співвідношенням напруги та опору тіла, через яке він проходить (/ = U/R).
Суха шкіра має опір 0,1-2 МОм, а волога 1 кОм. Таким чином, струм однакової напруги, наприклад, у 127 В, може в одних умовах (суха шкіра) не завдати серйозного пошкодження (легке поколювання), а в інших (мокра шкіра, сира підлога) - призвести до смерті від фібриляції шлуночків. Сила струму в нервовому випадку дорівнюватиме 1,27 мА, а в другому - 127 мА.
При підвищенні напруги більше 500 В величина опору шкіри вже не має значення, так як у місці контакту відбувається «пробою» шкіри, виникають «мітки» струму.
Поширений у промисловості та в побуті змінний струм із частотою 50 Гц небезпечніший, ніж постійний струм тієї ж напруги. Це положення стосується струму напругою до 500 В. При даній напрузі небезпека обох пологів струму вирівнюється, а при напрузі вище 500 В постійний струм небезпечніший, ніж змінний.
Шлях («петля») струму через тіло людини.При розслідуванні нещасних випадків, пов'язаних з впливом електричного струму, насамперед з'ясовується, яким шляхом протікав струм. Струм при вході в організм розгалужується, основна кількість електрики спрямовується по прямій лінії від анода до катода. Людина може торкнутися струмопровідних частин (або металевих нетковедущих частин, які можуть опинитися під напругою) різними частинами тіла. Звідси спостерігається різноманітність можливих шляхів струму. Найбільш ймовірними шляхами визнано такі:
- «рука – рука» (40% випадків ураження);
- «права рука – ноги» (20%);
- "ліва рука - ноги" (17%);
- «обидві руки – ноги» (12%);
- "нога - нога" (6%);
- "Голова - ноги" (5%).
Всі петлі, крім петлі «нога – нога», називаються «великими», або «повними» петлями, оскільки струм захоплює область серця. У цих випадках через серце протікає 8-12% повного значення струму. Петля "нога - нога" називається "малою", через серце протікає всього 0,4% від повного струму. Ця петля виникає, коли людина опиняється у зоні розтікання струму, потрапляючи під крокову напругу.
Кроковим називається напруга між двома точками землі, обумовлена розтіканням струму в землі, при одночасному торканні їх ногами людини. При цьому чим ширший крок, тим більший струм протікає через ноги. Такий шлях струму не несе прямої небезпеки життя, проте під його впливом людина може впасти і шлях перебігу струму стане небезпечним для життя. Для захисту від крокової напруги є додаткові засоби захисту - діелектричні боти, діелектричні килимки. У разі коли використання цих засобів не є можливим, слід залишати зону розтікання так, щоб відстань між ногами, що стояли на землі, була мінімальною - короткими кроками. Безпечне також пересування по сухій дошці та іншим сухим предметам, що не проводять струм.
1. Величина струму - Головний фактор, що характеризує ступінь тяжкості електричної травми. У Додаток Мнаведено відомості про вплив на організм людини струмів різної величини. Для характеристики такого впливу використовують граничні величини:
- поріг чутливості- Мінімальна сила струму, яку відчуває людина. Він становить 0,6...1,5 мА для змінного (частота 50 Гц) та 5...7 мА для постійного струму. Такий струм є безпечним для людини;
- пороговий струм, що не відпускає- Мінімальна сила струму, при якій людина не може самостійно відірвати руки від струмовідних частин. За величиною такий струм не є небезпечним для людини, проте при тривалому впливі може призвести до тяжких наслідків і навіть смерті. При постійному струмі людина може самостійно відірвати руку від провідника за будь-якої сили струму, однак у момент відриву виникають хворобливі скорочення м'язів, аналогічні таким, що виникають при змінному струмі. Людина здатна витримати біль при відриві від струмовідних частин при силі струму трохи більше 50 – 80 мА.
- пороговий фібриляційний струм- Мінімальна сила струму, при якій відбувається фібриляція серцевої діяльності потерпілого. Викликає смерть потерпілого, якщо час проходження струму перевищує 1, становить 100 мА для змінного струму при 50 Гц і 300 мА для постійного струму. Струм силою більше 5 А викликає негайну зупинку серця, минаючи стан фібриляції.
- гранично допустимий струм– максимальна сила струму, яка не викликає електричної травми за будь-якої тривалості дії.
2.Рід та частота струму - Опір тіла людини має ємнісну складову, тому зміна частоти прикладеної напруги призводить до зміни повного опору тіла і збільшення сили струму, що проходить.
Збільшення частоти струму від 0 до 200 Гц призводить до збільшення небезпеки ураження. При частоті струму 100 кГц і від існує лише небезпека опіків. Подальше підвищення частоти знижує небезпеку ураження змінним струмом, що взагалі зникає при частоті 450 кГц. При напрузі до 500 В постійний струм безпечніший (у 4-5 разів), вище 500 В – постійний струм більш небезпечний. Найбільш небезпечним для людини є змінний струм частоти 50 Гц при напрузі 220 В. Орієнтовні значення граничних величин такого струму наведені в табл. 6.1
Таблиця 6.1. Порогові значення змінного струму частоти 50 Гц
3. Електричний опір тіла людини визначається опором рогового шару шкіри та залежить від прикладеної напруги. Суха непошкоджена шкіра має опір 500...500000 Ом. Волога забруднена шкіра має значно менший опір, що обумовлено проходом струму через потові залози та підшкірну ділянку. Опір тіла людини змінному струму частоти 50 Гц приймають рівним 1000 Ом.
Живий організм складається з різних клітин та розчинів солей, що обумовлює різний електричний опір різних частин тіла. Крім того, опір шкіри в різних місцях людського організму сильно відрізняється, тому тяжкість електричної травми не востаннє залежить від місця ураження. Фактор уваги підвищує опір тіла людини та зменшує ймовірність ураження. Відомо, що близько 85% електричних травм виникають наприкінці робочої зміни через послаблення уваги працівників.
4.Тривалість дії струму – при проходженні струму різко зменшується опір шкіри, що призводить до більш важких електричних травм: через 30 с опір тіла зменшується на 25%, а через 90 с – на 70%. У табл. 6.2 наведено залежність гранично допустимої сили струму від тривалості його дії.
Таблиця 6.2 – Гранично допустимі значення сили струму (~50 Гц)
Крім цього, в організмі накопичуються наслідки впливу струму і підвищується ймовірність збігу моменту проходження струму з вразливою Т-фазою серцевого циклу (з періодом 0,15 - 0,20 с, протягом якого закінчується скорочення шлуночків серця і вони переходять у розслаблений стан) . Ось чому при наданні допомоги по-перше, потрібно припинити дію струму.
5.Напрямок проходження струму – якщо шляху струму виявляються життєво важливі органи (серце, легені, мозку, то небезпека поразки дуже велика. За інших напрямків проходження струму тяжкість ураження значно зменшується. Насправді зустрічається 15 можливих шляхів проходження струму в тілі людини, найпоширенішими є напрями «рука – рука» (40% випадків) і «права рука – ноги» (20% випадків). Найбільш небезпечні шляхи – «голова – руки» та «голова – ноги», які практично реалізуються досить рідко. Найменш небезпечним є шлях "нога - нога" (нижня петля), який виникає при впливі на людину напруження кроку.
6.Схема включення в електричний ланцюг - людина може доторкнутися одночасно до двох фазних дротів мережі змінного струму (двофазний дотик), до одного фазного дроту (однофазний дотик), наблизитися на небезпечну відстань до неізольованих струмоведучих частин, торкнутися корпусу електричного обладнання, оказа дії крокової напруги.
5.Індивідуальні властивості людини – фізично здорові люди легше переносять електричні удари, ніж хворі та слабкі. Найменш стійкими до дії електричного струму є люди з нервовими захворюваннями, захворюваннями шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легенів. Фізична та емоційна напруга підвищує небезпеку ураження людини електричним струмом.
Основними факторами, що визначають ступінь ураження електричним струмом, є:
- шлях струму через тіло людини. Найбільш небезпечними шляхами є - "голова - ноги" - варіанти 11, 12, 14 і 15, "голова - руки" - варіанти 10, 12, і 13, і, "рука - нога" - варіанти - 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Шляхи струму через тіло людини показані малюнку;
Рис. 15. Характеристика шляху струму в організмі людини
- - сила струму (А). Людина починає відчувати електричний струм при силі 0,6 – 1,5 мА (мА – міліампер = 0,001А). При силі струму 20 – 25 мА порушується робота легень та серця. При силі струму 100мА відбувається фібриляція – судомне неритмічне скорочення серцевого м'яза. Величина сили електричного струму має визначальну роль у поразці людини. Поразка електричним струмом виникає тоді, коли створюється замкнутий електричний ланцюг, в який виявляється включений і людина. За законом Ома сила струму I дорівнює електричному напрузі U, поділеному на опір електричного ланцюга R:
Тому, що більше напруга, то більше і небезпечніший електричний струм. Чим більший електричний опір ланцюга, тим менший струм і небезпека ураження людини. Електричний опір ланцюга дорівнює сумі опорів усіх ділянок, що становлять ланцюг (провідників, статі, взуття, тіла людини тощо);
- електричний опір тіла людини. Чиста суха неушкоджена шкіра людини має великий опір – кілька сотень тисяч Ом. При ушкодженій (рани, подряпини), а також ніжній та тонкій шкірі (у жінок та дітей) опір менший; при грубій мозолистій шкірі рук (у чоловіків) опір більший. Тому ступінь впливу електричного струму різний у різних людей. У розрахунках на електробезпеку зазвичай приймають величину опору тіла людини = 1000 Ом (1 кіло Ом). Опір внутрішніх органів людини невеликий і тому значення майже не має.
Заходи та засоби захисту від ураження електричним струмом
Електричні установки, До яких відноситься практично все обладнання ЕОМ, представляють для людини велику потенційну небезпеку, так як у процесі експлуатації або проведенні профілактичних робіт людина може торкнутися частин, що знаходяться під напругою. Специфічна небезпека електроустановок – струмопровідні провідники, корпуси ЕОМ та іншого обладнання, що опинилося під напругою внаслідок пошкодження (пробою) ізоляції.
Важливим заходом для запобігання електротравматизму має правильна організація обслуговування діючих ПЕОМ, проведення ремонтних, монтажних та профілактичних робіт.
Для забезпечення електробезпеки слід застосовувати окремо або в поєднанні один з одним наступні технічні способита засоби захисту:
- ізоляція струмопровідних частин (Робоча, додаткова, посилена подвійна). Справна ізоляція є основною умовою, що забезпечує безпеку експлуатації електроустановок. Основними причинами порушення ізоляції та погіршення її якостей є:
Нагрівання, наприклад струмами короткого замикання, а також теплом сторонніх джерел;
Динамічні зусилля (зміщення, стирання, механічні ушкодження);
Вплив забруднення (масел, бензину, вологи, хімічних речовин).
Стан ізоляції перевіряється перед введенням електроустановки в експлуатацію, після її ремонту, а також після тривалого перебування в неробочому положенні;
- захист від дотику до струмоведучих частинам виконується у вигляді огороджувальних пристроїв . Вони виконуються з негорючого або важко пального матеріалу у вигляді кожухів, кришок, ящиків, сіток і повинні мати достатню механічну міцність і мати таке конструктивне виконання, щоб зняття або відкривання їх було можливе лише за допомогою спеціальних інструментів або ключів та працівниками, яким це доручено.
- попереджувальна сигналізація . Для запобігання нещасним випадкам при експлуатації електрообладнання важлива роль належить маркуванню, написам, що вказують стан обладнання, назву та призначення приєднань. За відсутності маркування та написів обслуговуючий персонал може під час ремонтів, оглядів та експлуатації електрообладнання переплутати призначення дротів, рубильників, вимикачів тощо. , "Вимкнути", "зменшити").
- мала напруга (42 вольти і нижче). Використання таких напруг різко знижує небезпеку за всіх умов ураження;
- захисне заземлення . Це навмисне електричне з'єднання з землею металевих невід'ємних частин електроустаткування, які можуть опинитися під напругою випадково. Для захисного заземлення використовують штучні та природні заземлювальні пристрої: металеві труби, арматуру, куточки, фундаменти будівель тощо. Заземлювальні пристрої повинні розташовуватися на певній глибині в землі – глибше за рівень замерзання ґрунту взимку (в Удмуртії – близько 2 метрів);
- захисне відключення обладнання. Це швидкодіюче автоматичне вимкненняелектроустановки у разі виникнення небезпеки. Існує кілька типів пристроїв захисного вимкнення. Наприклад – прилад захисного відключення та автоматичний вимикач;
- засоби індивідуального захисту . Вони поділяються на основні та додаткові. Основні засоби захисту витримують тривалу робочу напругу в електроустановках. До основних засобів захисту відносяться ізолюючі шланги, ізолюючі ручки електровимірювальних та електромонтажних інструментів (викруток тощо), діелектричні рукавички, покажчики напруги. Додаткові засоби захисту не витримують тривалого впливу напруги. До додаткових засобів захисту відносяться діелектричні калоші, килимки, підставки (дерев'яні). Усі засоби захисту повинні мати маркування із зазначенням напруги, на яку вони розраховані.
В галузі електробезпеки діють такі державні нормативні документи:
- ГОСТ Р 50571.1-93 Електроустановки будівель. Основні положення.
ГОСТ МЕК 60536-04. Класифікація електротехнічного та електронного обладнання за способом захисту від ураження електричним струмом.
