Тема 8.1 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ НА ПРОИЗВОДСТВЕ
С электроэнергией в той или иной степени связаны все работающие.
При несоблюдении установленных требований или неумелом обращении электрический ток представляет серьезную специфичную опасность, поскольку ток не может быть обнаружен органами чувств человека: зрением, слухом, обонянием.
Анализ статистических данных показывает, что несчастные случаи на производстве от поражения электрическим током составляют до 3% от общего их количества, а со смертельным исходом 40% от общего количества смертельных несчастных случаев. При этом до 80% случаев со смертельным исходом — от поражения электрическим током напряжением 127 и 220 В. Тем не менее есть тысячи предприятий, на которых благодаря профилактике за многие годы не отмечено случаев электротравматизма.
Действие электрического тока на человека и виды поражений
Электрический ток при прохождении через организм человека производит термическое, электролитическое и биологическое воздействие.
Все виды действия электрического тока на организм человека можно объединить в два основных: электрические травмы и электрические удары.
Электрические травмы — это местные поражения тела: ожоги, металлизация кожи, механические повреждения организма, электроофтальмия, электрические знаки.
Ожог может быть вызван прохождением электрического тока непосредственно через тело человека (токовый ожог) или воздействием электрической дуги (дуговой). Ожоги электрической дугой наиболее опасны и имеют тяжелые последствия, поскольку температура электрической дуги превышает 3500 °С. Ожоги подразделяют на 4 степени: 1-я степень—покраснение кожи; 2-я степень — образование волдырей; 3-я степень — обугливание кожи; 4-я степень — обугливание подкожной клетчатки, мышц, костей.
Металлизация кожи возникает вследствие проникновения в ее верхние слои мельчайших частиц металла, испарившегося или расплавившегося под действием электрической дуги. Такой вид поражения возможен в результате электролитического действия тока.
Механические повреждения являются следствием непроизвольных сокращений мышц организма под действием тока. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей.
Разновидностью электротравмы является электроофтальмия — поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, в спектре которой имеются вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.
Электрические знаки — это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи.
Электрический удар вызывает возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения жизнедеятельности организма и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.
Принята следующая классификация электротравм по степени их тяжести: 1 -я степень— судорожное сокращение мышц без потери сознания; 2-я степень — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившейся легочной и сердечной или легочной деятельностью; 3-я степень — потеря сознания и нарушение сердечной или легочной деятельности; 4-я степень — клиническая смерть, характеризуемая отсутствием дыхания и кровообращения.
Клиническая смерть — это переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. Человек, находящийся в состоянии клинической смерти, не имеет никаких признаков жизни — не дышит, сердце не работает, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет, болевые раздражения не вызывают никаких реакций. Между тем в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла. Человек может находиться в состоянии клинической смерти от 4-5 до 7-8 минут в зависимости от вида тяжести поражения и индивидуальных особенностей организма. Первыми погибают клетки коры головного мозга от кислородного голодания.
Характер и последствия поражения человека электрическим током зависят от ряда факторов: электрического сопротивления тела человека, напряжения и силы тока, длительности его воздействия, рода и частоты тока, пути прохождения тока в теле человека, индивидуальных свойств организма человека, факторов окружающей среды.
Электрическое сопротивление тела человека неоднородно. Кожа, кости, жировые ткани имеют большее сопротивление, чем кровь, спинной и головной мозг, мышечная ткань. Кожа обладает наибольшим удельным сопротивлением, определяющим сопротивление всего тела человека. При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом. Сила электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, определяющим исход поражения. В данном случае электрический ток можно подразделить на пороговый ощутимый, пороговый не отпускающий, пороговый фибрилляционный. Приводимые далее величины относятся к переменному току промышленной частоты (50 Гц).
Пороговый ощутимый ток малой силы (от 0,6 до 1,5 мА), вызывает первые ощутимые воздействия, но не травмирует.
Пороговым не отпускающим считается ток величиной 10 — 15 мА. Под его воздействием практически исключается возможность самостоятельного отрыва человека от токоведущих частей установок.
Смертельно опасным считается ток 100 мА и более, который вызывает паралич органов дыхания и фибрилляцию сердца и называется пороговым фибрилляционным.
Чем дольше человек находится под воздействием тока, тем серьезнее последствия поражения. В связи с этим необходимо какможнобыстрее помочь пострадавшему освободиться от контакта с установкой, находящейся под опасным напряжением, поскольку при длительном прохождении тока 25—50 мА возможен смертельный исход. Объясняется это тем, что сопротивление тела человека при длительном прохождении тока уменьшается в результате прогрессирующего прогревания и пробивания рогового слоя кожи. Кроме того, длительное Прохождениепеременного тока нарушает ритм сердечной деятельности, вызывая трепетание желудочков сердца (фибрилляцию — хаотическое сокращение отдельных волокон сердечной мышцы). Для переменного тока частотой 50 Гц допустимым значением считается: при длительном воздействии (не ограниченном временем) 1 мА, при воздействии 0,1 с — 500 мА и 1 с — 50 мА.
Iоп=50 мА=0,05 А
Uоп=IопRч=0,05*1000=50 В
где Iоп — опасная сила тока, мА (А); Uоп — опасное напряжение. В; Rч — сопротивление тела человека. Ом.
Наиболее опасен переменный ток частотой 20—100 Гц. При частоте меньше 20 Гц и больше 100 Гц опасность снижается. Постоянный ток, одинаковый по значению с переменным, вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения и считается в 4—5 раз безопаснее.
При постоянном токе пороговые значения повышаются: для ощутимого тока до 6—7 мА, не отпускающего тока до 50—70 мА и фибрилляционного до 300 мА. Его воздействие в основном тепловое, однако ожоги могут быть очень тяжелыми и даже смертельными. Меньшая опасность постоянного тока ограничивается значением напряжения 250—300 В. При большем значении напряжения постоянный ток также становится опасным. Действующие правила устройства и эксплуатации электроустановок одинаковы как для переменного, так и для постоянного тока.
Наибольшую опасность представляет прохождение тока через жизненно важные органы: сердце, спинной мозг, органы дыхания и т. д., когда электрический ток протекает по пути "рука — ноги" или "рука — рука".