Воздействие электрического тока на организм человека. Причины поражения электрическим током и пороговые токи

При воздействии эл. тока на организм человека возможны следующие явления:

1. тепловое (термическое) воздействие – происходит нагрев, ожог тканей и жидкости в организме человека.

2. электролитическое воздействие – изменяется состав жидкости в организме человека.

3. биологическое воздействие – приводит к сокращению мышц, судорогам, остановке дыхания и сердца.

В зависимости от электротехнических характеристик и длительности воздействия эл. тока в нормативных документах (ПУЭ) определены типы пороговых токов, выше которых возникает опасность электротравмы (термическое и электролитическое воздействие, электроудар). Варианты:

o ощутимый пороговый ток

o неотпускающий ток – характерны судороги той поверхности, к которой прикасается

o фибриляционный ток – приводит к остановке сердца.

Величины пороговых токов зависят от рода тока (переменный или постоянный), частоты и длительности воздействия.

При всех равных условиях и 5-10 сек. воздействия для переменного тока промышленной частоты (50 Гц) фибриляционный ток составляет 100 мА. Постоянный ток менее опасен переменного. Наиболее опасный диапазон частот 20-100 Гц.

Действие электрического тока на человека может привести к двум видам поражений: электротравме и электроудару.

Электрические травмы - это местные поражения тканей организма, которые делятся на электрические ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи и механические повреждения. Электрические ожоги возникают при прохождении через тело человека значительных (более 1 А) токов. При этом выделяется тепло, достаточное для нагрева тканей тела до температуры 60-70 градусов, при которой свертывается белок и возникает ожог. Ожоги проникают глубоко в ткани тела и требуют длительного лечения, а иногда приводят к инвалидности. При напряжении выше 1000 В ожоги могут образовываться без контакта человека с токоведущими частями при возникновении искрового разряда, переходящего в электрическую дугу. Температура дуги достигает 4000 град. От воздействия электрической дуги между токоведущими частями ожоги возможны и при напряжении до 1000 В.

Электрические знаки (метки тока) возникают при контакте с токоведущими частями и представляют собой припухлость с затвердевшей кожей серого или желтовато-бурого цвета овальной формы. Края знака очерчены серой или белой каймой. Эти знаки безболезненны, но могут привести к нарушению функции пораженного органа.

Электрометаллизация кожи - проникновение под поверхность кожи частиц металла вследствие разбрызгивания и испарения его под действием тока (дуги) или вследствие электролиза в месте соприкосновения человека с токоведущими частями.

Механические повреждения - это повреждения, полученные в результате непосредственного действия электрического тока и последующего падения или удара (потеря сознания, равновесия). Следствием падения с высоты на землю могут быть переломы костей, вывихи, ушибы тела и повреждения внутренних органов, при падении в воду пострадавший может утонуть. Иногда происходит вывих и переломы костей из-за судорожного сокращения мышц в момент электротравмы.

Электрический удар - общее поражение, представляет наибольшую опасность. Электрическим ударом называется такое действие тока на организм человека, в результате которого мышцы тела (рук, ног) начинают судорожно сокращаться. В тяжелых случаях теряется сознание и нарушается работа сердечно-сосудистой системы, что ведет к смертельному исходу.

Электрический удар наблюдается при малых (до нескольких миллиампер) токах и чаще при напряжении до 1000 В. При этом выделение тепловой энергии мало и не вызывает ожога. Ток действует на нервную систему и на мышцы, причем может возникнуть паралич поврежденных органов. Паралич дыхательных мышц, а также мышц сердца может привести к смертельному исходу.

Чаще всего у человека, пострадавшего от электричества, наблюдается одновременно несколько видов поражения.

Поражение человека эл. током возможно при:

1. включении человека в эл. цепь – однофазное или двухфазное включение (однофазное соответствует пути тока через тело человека: рука-нога). При равных условиях вариант двухточечной более опасный, т.к. линейное напряжение и более опасный путь тока (через сердце).

2. при прикосновении человека к заземленному корпусу, имеющему контакт с одной из фаз, часть тока замыкания на землю будет проходить через человека, а если корпус не заземлен, то через человека проходит весь ток замыкания на землю (однополюсное прикосновение). Наиболее опасным для человека является прикосновение к корпусу, находящемуся под напряжением и расположенному вне поля растекания.

3. пошаговое напряжение - это напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Таким образом, если человек находится на грунте вблизи заземлителя, с которого стекает ток, то часть тока может ответвляться и проходить через ноги человека по нижней петле. Наибольшее напряжение шага будет вблизи заземлителя и особенно, когда человек одной ногой стоит над заземлителем, а другой - на расстоянии шага от него. Если человек находится вне поля растекания или на одной эквипотенциальной линии, то напряжение шага равно нулю.

Также возможны: поражение атмосферным электричеством (АЭ) и опасность воздействия статического электричества (СЭ).

АЭ наиболее опасно для высотных строений. Основные технические мероприятия для предупреждения поражения АЭ людей и оборудования: подсоединение системы громоотводов к системе контурного заземления. Организация громоотводов зависит от архитектуры здания.

СЭ:

o Опасность воздействия на оборудование.

o Даже при небольших величинах электрозарядов СЭ повышает ионизацию окружающего воздуха и токопроводимость окружающей атмосферы.

Для снятия отрицательного воздействия СЭ предусматривается дополнительное заземление соответствующего оборудования, работы с антиэлектростатическим инструментом, уменьшение запыленности помещения, применение специальных материалов с повышенными антистатическими свойствами.

Классификация помещений по электроопасности:

Сухими помещениями называются такие помещения, в которых относительная влажность воздуха не превышает 60 %.

Влажными помещениями называются помещения, в которых относительная влажность воздуха больше 60 %, но не пре­вышает 75 %. В таких помещениях возможно кратковременное вы­деление паров и конденсирующейся влаги в небольших коли­чествах.

Сырыми помещениями называются такие помещения, в которых относительная влажность воздуха длительное время пре­вышает 75 %, но не достигает 100 %. Помещения, в которых отно­сительная влажность воздуха близка к 100 % (стены, пол, потолок и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), называются особо сырыми.

Повышенная температура ускоряет старение изоляции, что при­водит к снижению ее сопротивления и даже к разрушению. При повы­шенной температуре воздуха снижается сопротивление тела человека вследствие смачивания кожи выделяющимся потом. По этим причи­нам при повышенной температуре воздуха снижается безопасность эксплуатации электрооборудования.

Помещения, в которых температура воздуха длительно превы­шает 30°С, называются жаркими помещениями.

Токопроводящий пол (металлический, земляной, железобетонный, кирпичный, ксилолитовый и т. п.), на котором стоит человек, касаю­щийся частей, находящихся под напряжением, резко уменьшает сопротивление цепи человека. То же самое наблюдается при одновре­менном прикосновении к имеющим связь с землей корпусам техноло­гического оборудования (металлическим конструкциям зданий и соо­ружений) и к частям электрооборудования, нормально или случайно находящимся под напряжением.

Наличие проводящей пыли в количествах, достаточных для того, чтобы она проникала под кожухи электрооборудования и оседала на проводах, приводит к тому, что по осевшей пыли проходит ток, создавая утечки и замыкания на землю, а также между фазами.

Помещения, в которых выделяется технологическая пыль в таких количествах, что она может проникать под кожухи и оседать на про­водах, называются пыльными помещениями. Пыльные помещения подразделяют на помещения с проводящей пылью и непро­водящей.

Газы, пары или отложения на проводах разрушают изоляцию, снижают ее сопротивление, а также увеличивают опасность пораже­ния током. Помещения, в воздухе которых содержатся газы или пары или образуются отложения, разрушающие изоляцию или токоведущие части оборудования, называются помещениями с хи­мически активной средой. Можно выделить следующие признаки повышенной опасности:

1. наличие токопроводящих полов;

2. наличие сырости (относительная влажность воздуха выше 75 %) или прово­дящей пыли;

3. повышенная температура воздуха – более +30°С;

4. возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей корпусам технологического оборудования, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования или токоведущим частям, с другой,

Признаки особой опасности:

1. наличие особой сырости (относительная влажность воздуха приближается к 100%);

2. наличие химически активной среды.

По этим признакам помещения разделяются на:

1. помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют признаки как повышенной, так и особой опасности;

2. помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием только одного признака повышенной опасности;

3. особо опасные помещения, характеризующиеся наличием хотя бы одного признака особой опасности или одновременно двух или более признаков повышенной опасности.

Открытые или наружные электроустановки, которые эксплуатируются на от­крытом воздухе, следует приравнивать к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных помещениях, так как в зависимости от погоды возможны повышен­ная температура, проводящий «пол» (открытый сырой грунт) и особая сырость,

Кроме того, по доступности электрооборудования следует различать:

1. замкнутые электротехнические помещения, в которых установлено электро­оборудование, не требующее постоянного надзора и поэтому находящееся под зам­ком. В этих помещениях лишь для кратковременного осмотра и ремонта бывают лица, имеющие электротехническую квалификацию. Внимание персонала, находящегося в таких помещениях в течение короткого времени, не должно быть ослаблено;

2. электротехнические помещения – помещения или отгороженные части помещения, доступные только для обслуживающего электротехнического персонала, в которых установлено электрооборудование, требующее постоянного присутствия обслуживающего персонала. Так как люди находятся в этих помещениях длительно, возможна потеря внимания;

3. производственные помещения, в которых длительный контакт с электрообо­рудованием (электроприводами станков, осветительными установками и т. п.) имеют лица неэлектротехнических специальностей, не имеющие достаточного понятия о безопасности при работе с электрооборудованием.

Бытовые помещения – это конторские, жилые, столовые и т. п.

В зависимости от вида электроустановки, номинального напряжения, режима нейтрали, условий среды помещения и доступности электрооборудования необходимо применять определенный комплекс необходимых защитных мер, обеспечивающих достаточную безопасность, которая редко может быть обеспечена единственной мерой