Основные причины поражения человека электрическим током:
- Нарушение изоляции или потеря изолирующих свойств;
- Непосредственное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
- Несогласованность действий. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер, их несколько:
1. Термическое действие: возможны ожоги отдельных участков тела, нагрев до высоких температур кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, что вызывает в них серьезные функциональные изменения. Согласно закону Джоуля-Ленца количество выделившейся теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению тела человека и времени воздействия.
2. Электролитическое действие выражается в распаде молекул крови и лимфы на ионы. Изменяется физико-химический состав этих жидкостей, что приводит к нарушению жизненного процесса.
3. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.
4. 
Биологическое действие – возбуждение живых тканей, вызывающее судорожное сокращение и нарушение внутренних биоэлектрических процессов.
Различают два вида поражения:
ü Местные электротравмы, вызывающие локальные повреждения организма.
1. Электрический ожог – самая распространенная электротравма:
1) токовый (или контактный), возникающий при прохождении тока через тело человека в результате контакта с токоведущими частями, контактный ожог чаще всего возникает при напряжении не более 2000 Вольт;
2) дуговой ожог возможен при различном напряжении. В результате электродугового поражения при прохождении через тело человека возможен летальный исход.
2. Электрические знаки – резко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подвергшегося действию электрического тока.
3. Металлизация кожи возникает в случае проникновения в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.
4. Механические повреждения – следствие резких непроизвольных сокращений мышц под действием тока (разрыв сухожилий, кожи, сосудов, иногда возможны вывихи и переломы).
5. Электроофтальмия – воспаление роговицы и конъюнктивы глаза под действием ультрафиолетовых лучей от электрической дуги.
Общие электротравмы приводят к поражению всего организма, они делятся на четыре степени:
I – судорожные сокращения мышц;
II – судорожные сокращения мышц с потерей сознания;
III – потеря сознания с нарушением функций дыхания и сердечной деятельности;
IV – клиническая смерть (отрезок времени с момента остановки сердца и дыхания до начала гибели клеток головного мозга порядка 4 – 6 минут, в этот период человеку можно оказать помощь)
Факторы, влияющие на опасность поражения током:
1. Основным поражающим фактором является сила тока, чем больше ток, тем опаснее его воздействие.
Для характеристики воздействия установлены три пороговых значения:
ü Пороговый ощутимый ток 0,5 – 1,5 мА для переменного тока 50 Гц и 5 – 7 мА для постоянного – минимальная величина тока, вызывающего болевые ощущения (зуд, покалывание).
ü Пороговый не отпускающий 8 – 16 мА 50 Гц и 50 – 70 мА 0 Гц – минимальная величина тока, при которой судорожное сокращение мышц руки не позволяет человеку самостоятельно освободиться от токоведущих частей.
ü Пороговый фибриляционный 100 мА 50 Гц и 300 мА 0 Гц – вызывает фибрилляцию сердца – хаотические разновременные сокращения сердечной мышцы, при которых прекращается кровообращение.
2. Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и внутренних органов, при чем:
Rкожи = 3000 – 20 000 Ом,
внутренних органов Rвн = 500 – 700 Ом,
Rч = 2Rн + Rв
Сопротивление кожи зависит от ее состояния: сухая – влажная, нет ли повреждений, загрязнений, времени и плотности контакта.
3.. Длительность воздействия.
4.. Путь, род и частота тока.
5.. Индивидуальные особенности человека (возраст, психологические, физические).
6.. Условия окружающей среды.
Исход электротравмы зависит от многих факторов, основными из которых являются:
1) 
Характер тока, его величина (табл. 5.1). Переменный ток представляет более серьезную опасность для человека, чем постоянный. Однако такая тенденция наблюдается при напряжениях до 500 В.
Силу тока определяет напряжение в электрической цепи. Поражение электрическим током может произойти не только при непосредственном контакте с проводником. В случае прямой утечки электроэнергии в землю, человек, находящийся в зоне растекания тока, может оказаться под напряжением шага Uш. (рис. 5.4).
Напряжение шага - это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, находящимися друг от друга на расстоянии шага (1 м), на которых одновременно стоит человек.
Максимальное значение Uш фиксируется около точки замыкания проводника на землю, по мере удаления от которой шаговое напряжение убывает и на расстоянии около 20 м практически равно нулю.
При нарушении изоляции электрооборудования возможно замыкание электрического тока на токопроводящие части его корпуса. Если человек прикоснется в такой ситуации к корпусу, он окажется под действием напряжения прикосновения Uпр (рис. 5.5).
Напряжение прикосновения - это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, которых одновременно касается человек.
При удалении человека от заземлителя Uпр возрастает. Наиболее опасным будет прикосновение, когда человек находится на расстоянии 20 м от заземлителя.
2) Продолжительность воздействия электрического тока на организм человека. Опасной считается продолжительность свыше 1,0 с. При длительном действии тока на организм человека более частыми могут стать совпадения интервалов времени протекания тока через сердечную мышцу с интервалами наиболее уязвимой фазы кардиоцикла, когда желудочки сердца находятся в расслабленном состоя-нии, а вероятность возникновения фибрилляции сердца сильно возрастает. Продолжительность фазы около 0,2с. С увеличением продолжительности растет вероятность тяжелого или смертельного исхода.
3) Путь тока через тело человека. Пути тока через тело человека (петли) могут быть самыми разнообразными. Наибольшую опасность представляют петли тока, проходящие через сердце, головной мозг, легкие: голова-руки, голова-ноги, рука-рука, руки-ноги (рис. 5.6: 2-6, 9,10,12).
4) Индивидуальные свойства человека. Определяющим исход поражения является физическое и психологическое состояние человека, влияющие на величину сопротивления тела. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие 
болезнями кожи, щитовидной железы, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, лёгких, нервными болезнями. Утомление, расслабление или напряжение, алкоголь, снижая внимательность, не только увеличивают вероятность поражения током, но и могут усугубить его тяжесть.
5) Условия внешней среды. Например, такие факторы, как повышенная влажность, повышенная концентрация в воздухе углекислого газа, пониженное атмосферное давление, перегрев повышают чувствительность организма к электрическому току.
3. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.
Безопасность обслуживания электрооборудования зависит от факторов окружающей его среды.
С учетом этих факторов все помещения делятся на три класса:
-
.Первый – без повышенной опасности (сухие, без пыли, с нормальной температурой, с изолирующими полами, влажность до 70%). Примеры: офисные помещения, диспетчерские, подсобные комнаты, центры вычислительной техники, кабинеты администраций и аппаратов управления.
-
Второй – помещения с повышенной опасностью характеризуются одним из следующих признаков: относительная влажность > 75%, наличие токопроводящей 3 пыли, наличие токопроводящих полов, высокая температура воздуха (> 30, периодически > 35 и кратковременно > 40), возможность одновременного прикосновения человека к металлическим частям электроустановок и к металлоконструкциям, соединенным с землей. Примеры: зоны обслуживания транспортных средств, неотапливаемые чердаки и подвалы, помещения для сварочных и термических работ, ремонтные цеха, угольные мельницы и т. д.
-
Третий – помещения особо опасные: наличие влажности близкой к 100%, наличие химической агрессивной среды, наличие одновременно двух и более признаков помещений с повышенной опасностью. Примеры: производственные цеха металлургических заводов, объектов нефтехимической промышленности, фабрики по переработке сырья, промывочные камеры, аккумуляторные отделения, складские помещения особо опасных материалов, горючих веществ, и др.
Особо сырые помещения (цеха) – те, влажность которых при производственном процессе, достигает 100%. Помещения (цеха) с токопроводящей пылью – зоны в которых во время работы накапливается токопроводящая пыль (угольные мельницы, цеха обработки металлов и т. д.). Наличие вредного фактора снижает свойства изоляционных покровов электроустановок и сопротивление тела человека. Жаркие зоны (помещения) характеризуются производственными процессами, протекающими при высоких температурах. Различают жаркие (30..35 °С) и особо жаркие (с температурой рабочего процесса выше 35 °С). Цеха с едкими парами (аэрозолями). В эту группу выделяют производственные помещения, в воздухе которых присутствуют газовые смеси и пары жидкостей, разрушающие защитные оболочки оборудования. В таких зонах применяют дополнительные меры изоляции поверхностей электроустановок. Пожароопасные помещения. К этой категории относят производственные цеха и территории, в которых обрабатываются и постоянно или временно хранятся легковоспламеняющееся сырье (пары, сжиженные газы, жидкости, пыль, готовые изделия). Взрывоопасными цехами (помещениями) называют такие, в которых образовываются или хранятся при производстве взрывоопасные вещества, согласно ПУЭ. Примером являются площадки нефтеперерабатывающих заводов, предприятия военной промышленности. Открытые площадки предприятий, на которых содержатся электроустановки, согласно ПУЭ, распространяется классификация помещений по электробезопасности. Зона может быть как открытой, так закрытой. Мерой защиты людей от поражения электрическим током является строительство ограждений.
Электроустановки классифицируют по напряжению на две группы:
I. Электроустановки с номинальным напряжением до 1000 В.
II. Электроустановки с напряжением свыше1000 В.
Электротехнические изделия по способу защиты человека от поражения электрическим током делят на пять классов: 0; 01; I; II, III.
Класс 0 – изделия с номинальным напряжением более 42 В с рабочей изоляцией и не имеющие приспособлений для заземления или зануления (бытовые приборы).
Класс 01 – изделия с рабочей изоляцией и элементом заземления (зануления).
Класс I – изделия с рабочей изоляцией, элементом заземления и проводом питания с заземляющей (зануляющей) шиной.
Класс II – изделия, имеющие у всех доступных прикосновению частей двойную или усиленную изоляцию.
Класс III – изделия без внутренних и внешних электрических цепей с напряжением выше 42 В.
Поражение током является следствием одновременного прикосновения человека к двум точкам электрической цепи, между которыми существует разность потенциалов. Опасность такого прикосновения зависит от особенностей цепи и схемы включения в нее человека, определив силу тока с учетом этих факторов, можно с большой степенью точности выбрать защитные меры.
Возможные схемы включения человека в электрическую цепь:
- Двухфазное включение – более опасное, чем однофазное, т.к. к телу прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное: J = Uл/Rч,
где Uл – линейное напряжение (В);
Rч – сопротивление тела человека (Ом), при расчетах принимают 1000 Ом.
- Однофазное включение – на ток, проходящий через человека, влияют различные факторы, что снижает опасность поражения: Jч = U/(2Rч + r),
где U – напряжение в сети (В);
r – сопротивление изоляции (Ом).
Или: Jч = U/R0; R0 – сопротивление обуви; сопротивление пола; сопротивление изоляции проводов; сопротивление тела человека.
Напряжение прикосновения – возникает в результате касания находящихся под напряжением электроустановок.
Uпр = 
,
где 
– сила тока замыкания на землю (А);
ρ – удельное сопротивление основания пола (Ом * м);
l и d – длина и диаметр заземлителя (м); x – расстояние от человека до точки заземления (м);
α – коэффициент напряжения прикосновения.
Шаговое напряжение – напряжение на тело человека при положении ног в точках поля растекания тока с заземлителем или от упавшего на землю провода.
При движении человека к источнику электрического поля или от него длину шага принимают в расчетах равную 0,8 м.
Максимальное значение напряжения в точке замыкания электрического тока на землю и по мере удаления от нее снижается. Считается, что на расстоянии 20 м от места замыкания потенциал равен нулю.
Uш = 
X – расстояние человека от точки замыкания;
a – длина шага;
ρ – удельное сопротивление грунта.
Следовательно, выходить из зоны действия напряжения необходимо как можно более короткими шагами.
 |
4. Защитные меры от поражения электрическим током:
1) Организационные мероприятия
ü Подбор персонала;
ü Обучение правилам электробезопасности, проведение аттестаций; - Назначение ответственных лиц;
ü Проведение периодических осмотров, измерений и испытаний электрооборудования.
2) Применение индивидуальных защитных средств
ü Основные изолирующие защитные средства (диэлектрические перчатки, изолированный инструмент); -
ü Дополнительные защитные средства (диэлектрические коврики и подставки); - Вспомогательные приспособления (экраны, монтерские и т.д.).
3) Технические мероприятия
ü Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.
По правилам заземляют все электроустановки, работающие при номинальном напряжении переменного тока более 50 В и постоянного более 120 В (кроме светильников, подвешенных в помещении без повышенной опасности на высоте не менее 2 м).
В качестве искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю стальные трубы, уголки, штыри. К естественным можно отнести уложенные в землю водопроводные и канализационные трубы, кабели с металлической оболочкой.
Принцип действия заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения или шага в случае замыкания тока на металлические корпуса электрооборудования.
Учитывая, что сопротивление тела человека намного больше сопротивления заземляющего устройства, основной ток в случае замыкания пройдет через заземлитель.
Есть недостатки:
· Часть тока пройдет через тело человека.
· В случае нарушения в цепи заземляющего устройства опасность поражения током резко возрастает. По нормам сопротивление заземляющего устройства проверяют не реже 1 раза в год, в особо опасных помещениях – не реже 1 раза в квартал.
Зануление – это преднамеренное соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением.
Принцип действия защитного зануления заключается в превращении замыкания на корпус в однофазное замыкание (между фазным и нулевым защитным проводником) с целью создания большого тока, способного обеспечить срабатывание защитного отключающего устройства (предохранители, магнитные пускатели с тепловой защитой и пр.).
Для обеспечения автоматического отключения аварийного оборудования сопротивление сети короткого замыкания должно быть небольшим (около 2 ом).
Недостатки – лишение защиты электропотребителей при обрыве нулевого провода.
Защитное отключение – быстродействующее отключение электроустановок (до 1000 В) при возникновении в ней опасного поражения электрическим током.
Время срабатывания УЗО не превышает 0,03 … 0,04 с.
При уменьшении времени протекания тока через человека снижается опасность.
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. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток.
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, ветшание помещений отрицательно сказывается и на качестве электропроводки. Пробои в электропроводке ведут не только к ударам током, но и являются одной из основных причин пожаров.
Список литературы
1. Безопасность труда. Производственная безопасность: учеб. пособие / Л.Л. Никифоров, В.В. Персиянов. – М.: МГУПБ, 2006. – 257 с.
2. Охрана труда в энергетике. Под ред. Б.А. Князевского. М., «Энергоатомиздат», 1985.
3. Учеб. пособие для вузов / В.Е. Анофриков, С.А. Бобок, М.Н. Дудко, Г.Д. Елистратов / ГУУ. М., ЗАО «Финстатинформ», 1999.
4. Охрана труда. Под ред. Б.А. Князевского. М., «Высшая школа», 1972.
5. Охрана труда в строительстве. Инженерные решения: Справочник / В.И.Русин, Г.Г.Орлов, Н.М.Неделько и др. К., «Будивэльнык», 1990.