Человек и техносфера

Основными техническими характеристиками дисплея, которые напрямую связаны с удобством работы на нем и здоровьем пользователя, являются размер экрана и его разрешающая способность (разрешение экрана). Разрешающая способность экрана обозначает плотность изображения на экране. Разрешение определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Чем выше разрешающая способность дисплея, тем больше информации может быть выведено на экран Таблица11.ю Оптимальные и приемлемые разрешения для экранов разных размеров
Размер дисплея, дюйм	Разрешающая способность
	оптимальная	пригодная	нерекомендуемая
14		640 х 480	800 х 600
15	640 х 480	800 х 600	1024 х 768
17	800 х 600	1024 х 768 1152 х 768	640 х 480 1280 х 1024
19	800 х 600 1280 х1024	1024 х 768 1152x768	640 х 480 1600 х 1200
21	1024 х 768 1152 х 768 1800 х1440	1280 х 1024 1600 х 1200	640 х 480 800 х 600



В настоящее время все большее применение находят дисплеи на жидкокристаллических индикаторах (ЖКИ), которые являются более перспективной альтернативой технологии ЭЛТ для формирования изображения. У дисплеев с ЖКИ практически отсутствуют все виды электромагнитных излучений, вредных для здоровья человека.

Самый страдающий от дисплея ПК орган человека -- глаза. Существует даже понятие «синдром компьютерного зрения» (СКЗ). Основные его симптомы: глаза устают, изображение двоится, глаза слезятся, нарушается восприятие цветов, а в дальнейшем может развиться близорукость и катаракта глаз. Во всем мире СКЗ стал основным заболеванием пользователей компьютеров. По данным Американской ортометрической ассоциации, в США ежегодно около 10 млн чел. обращаются к окулистам с этим заболеванием.

Недостаточное разрешение, низкая четкость, недостаточная яркость, мерцание изображения на экране -- далеко не полный список отрицательных факторов, влияющих на зрение пользователя. Блики и отраженный свет от экрана монитора также ведут к зрительному напряжению и утомлению.

Сочетание негативных воздействий этих факторов на зрение пользователя способствует возникновению мигрени, близорукости, раздражительности, повышенной утомляемости, нервных срывов, нарушению восприятия цветов, возникновению других заболеваний или ухудшению самочувствия.

Видеотерминал компьютера не только оказывает отрицательное влияние на зрение оператора, но и представляет собой источник наиболее вредных излучений, неблагоприятно сказывающихся на его здоровье. Включенный монитор преподносит оператору целый «букет» вредных излучений и полей. Минздрав определил, что ПК и видеотерминалы на электронно-лучевых трубках являются источниками широкополосных электромагнитных излучений: мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, ближнего инфракрасного, радиочастотного, сверхвысокочастотного и инфранизкочастотного диапазонов, а также электростатических полей.

Рентгеновское излучение возникает при торможении электронного луча на внутренней поверхности кинескопа. Необходимо отметить, что по результатам замеров уровня радиоактивного излучения современных мониторов, изготовленных в соответствии с гигиеническими требованиями международных стандартов, уровень рентгеновского излучения на рабочем месте пользователя не превышает уровня естественного радиационного фона, в связи с тем что значительная часть этого излучения поглощается специальным покрытием экрана видеотерминала. Поэтому опасность рентгеновского излучения от ЭЛТ признается относительно малой для всех групп пользователей, кроме беременных женщин и женщин, кормящих грудью.

Электромагнитные поля низкой частоты, связанные с работой схем развертки электронного луча ЭЛТ-монитора, схем системного блока, а также электромагнитные поля промышленной частоты, образованные не-экранированными проводами (удлинителями) систем электрического питания ПЭВМ, являются одним из основных вредных воздействий компьютера на человека.

Систематическое воздействие ЭМП оказывает неблагоприятное воздействие, выражающееся в функциональных нарушениях нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, учащение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. Обнаружено, что электромагнитные поля с частотой порядка 60 Гц могут инициировать изменения в клетках организма (вплоть до нарушения синтеза ДНК). Кроме того, в отличие от рентгеновского излучения, опасность воздействия таких полей при снижении интенсивности излучения не уменьшается, а некоторые поля действуют на клетки тела при малой интенсивности или на конкретных частотах.

Специальные измерения показали, что мониторы излучают магнитные волны, по интенсивности не уступающие уровням магнитных полей, способных вызвать возникновения опухолей. Более серьезные результаты были получены при обследовании беременных женщин. Оказалось, что у тех женщин, которые проводили за дисплеями компьютеров не менее 20 ч в неделю, вероятность преждевременного прерывания беременности на 80 % выше, чем для выполняющих те же работы без применения компьютера, и в 2,5 раза выше вероятность появления на свет детей с врожденными пороками.

Электростатическое поле вызывает деионизацию атмосферы вокруг оператора, которая угнетающе действует на нервную систему, способствуя развитию депрессии и стрессовых состояний, головной боли, усталости глаз. Наличие в атмосфере большого количества положительно заряженных ионов плохо влияет на психику человека. С электростатическим полем связаны кожные заболевания лица, изменения и прерывание развития клеток, помутнение хрусталика глаза.

Синий люминофор экрана имеет частичное излучение в ультрафиолетовой области спектра. Интенсивность ультрафиолетового излучения от экрана лежит в пределах от 10 до 100 Вт/м². Это воздействие существенно при длительной работе с компьютером или заболеваниях сетчатки глаз. Выяснилось, что служащие, работающие за дисплеем по семь и более часов в день, страдают воспалениями глаз на 70 % чаще тех, кто проводит время за дисплеем меньше времени. Кроме того, УФ-излучение служит причиной быстрого старения кожи.

Инфракрасное (тепловое) излучение монитора непосредственно влияет на параметры микроклимата рабочего помещения, вызывая повышение температуры воздуха в рабочей зоне и изменение его влажности.

Наиболее сильные излучения всех видов, кроме излучения видимого спектра частот, обычно имеют боковые и задние стенки монитора.

В 1996 г. введены «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, ПЭВМ и организации работ». Следует отметить, что в ряде стран разработаны документы, в которых нормы значительно жестче, чем в России. Прежде всего, для защиты от электромагнитного излучения при использовании компьютеров (особенно ранних поколений) необходима установка защитного экрана. При индивидуальном использовании ПЭВМ или однорядном их расположении нужно устанавливать защитное покрытие и на переднюю панель и на боковые стенки монитора. При размещении рабочего места на расстоянии не более 1,5 м от задней стенки защитное покрытие необходимо и на заднюю стенку. Наиболее эффективная система защиты достигается созданием дополнительного металлического внутреннего корпуса, замыкающегося на встроенный закрытый экран. При такой конструкции удается уменьшить электрическое и электростатическое поля до фоновых значений уже на расстоянии 5--7 см от корпуса, а при компенсации магнитного поля такая конструкция обеспечивает максимально возможную в наше время безопасность.

В связи с тем что электронно-лучевые трубки мониторов персональных ЭВМ являются источниками ЭМИ весьма широкого диапазона частот, общая продолжительность работы за компьютером (учеба, работа, досуг) в течение одного дня не должна превышать 10 мин для дошкольников, 45 мин для детей 8--10 лет, 90 мин для детей 11--13 лет, 135 мин для детей 14--16 лет; 24 часа в неделю и 3 часа подряд без перерыва для взрослого человека.

3.4 Вредные вещества

Под вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья.

Источниками выделения вредных веществ в различных отраслях промышленности могут быть негерметичное оборудование, недостаточно механизированные (автоматизированные) операции загрузки сырья и выгрузки готовой продукции, ремонтные работы. Вредные вещества могут поступать в производственные помещения и через приточные вентиляционные системы в тех случаях, когда атмосферный воздух загрязнен химическими продуктами, являющимися выбросами данного производства.

Непосредственными источниками выделения вредных веществ при плохом хранении могут быть подготовительные операции: размол и просеивание материалов, транспортирование сырья, травление, сушка.

Например, на предприятиях связи в процессе монтажа, наладки, эксплуатации могут представлять опасность следующие вещества и соединения: сургуч, штемпельная краска, керосин, бензин, спирт, кислоты (серная, соляная, борная), щелочи, свинец, олово, флюсы, водород, сентабик (вместо хлорки), антисептики (уралит, триолит, фтористый натрий, креозотовое и антраценовое масло) для пропитки столбов и опор, отработанные газы в генераторных и дизельных установках.

По химическому строению вредные вещества можно разделить на следующие группы:

* органические соединения (альдегиды, спирты, кетоны);

* элементно-органические соединения (фосфорорганические, хлорорганические);

* неорганические (свинец, ртуть).

По агрегатному состоянию вредные вещества делятся на газы, пары, аэрозоли и их смеси.

По действию на организм человека вредные вещества подразделяются: а) на токсичные -- вступающие во взаимодействие с организмом человека, вызывающие различные отклонения в состоянии здоровья работающего.

Условно по физиологическому воздействию на человека токсичные вещества могут быть разделены на четыре группы:

* раздражающие -- действующие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз (сернистый газ, хлор, аммиак, фтористый и хлористый водород, формальдегид, окислы азота);

* удушающие -- нарушающие процесс усвоения кислорода тканями: оксид углерода, хлор, сероводород и др.;

* наркотические -- азот под давлением, трихлорэтилен, бензил, дихлорэтан, ацитилен, ацетон, фенол, четыреххлористый углерод;

* соматические -- вызывающие нарушение деятельности организма или его отдельных систем: свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения, метиловый спирт;

б) сенсибилизирующие -- вызывающие нейроэндокринные нарушения, сопровождающиеся гнездковой плешивостью, депигментацией кожи;

в) канцерогенные -- вызывающие рост раковых клеток (от греческого «канцеро» -- краб, в виде которого представляли раковые опухоли);

г) генеративные -- гонадотропные (действующие на половую сферу), эмбриотропные (действующие на эмбрионы), мутагенные (действующие на наследственность);

д) аллергены -- вызывающие различные аллергические реакции.

По степени опасности для организма человека все вредные вещества разделены на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.007--76): 1-й класс -- чрезвычайно опасные; 2-й класс -- высокоопасные; 3-й класс -- умеренно опасные; 4-й класс -- малоопасные.

Для воздуха рабочей зоны производственных помещений устанавливается предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, аэрозолей и пыли, представляющих собой массу вредного вещества, содержащегося в 1 м³ воздуха (мг/м³).

ПДК -- концентрация, которая при ежедневной работе в течение 8 ч (40 ч в неделю) за время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами медицинских исследований, в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Степень и характер вызываемых вредным веществом нарушений нормальной работы организма зависит от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.

Следствием действия вредных веществ на организм могут быть анатомические повреждения, постоянные или временные расстройства и комбинированные последствия. Многие сильнодействующие вредные вещества вызывают в организме расстройство нормальной физиологической деятельности без заметных анатомических повреждений, воздействий на работу нервной и сердечно-сосудистой систем, на общий обмен веществ и т. п.

Вредные вещества попадают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и через кожный покров. Наиболее вероятно проникновение в организм веществ в виде газа, пара и пыли через органы дыхания (около 95 % всех отравлений).

Выделение вредных веществ в воздушную среду возможно при проведении технологических процессов и производстве работ, связанных с применением, хранением, транспортированием химических веществ и материалов, их добычей и изготовлением.

Наибольший вред человеческому организму наносят яды.

Яды -- вещества, которые, попадая в организм в небольших количествах, вступают в нем в химическое или физико-химическое взаимодействие с тканями и при определенных условиях вызывают нарушение здоровья. Хотя ядовитые свойства могут проявить практически все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении, к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

Производственными (промышленными) называются яды, которые влияют на человека в условиях трудовой деятельности и вызывают ухудшение работоспособности или нарушение здоровья -- профессиональные или производственные отравления.

Бытовыми ядами называют вещества, воздействующие на человека в быту. Это вещества, содержащиеся в препаратах бытовой химии, косметике.

Действие ядов может быть общим или местным. Общее действие развивается в результате всасывания ядов в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы, например, нервная система при отравлении марганцем, органы кроветворения -- при отравлении бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновений их с ядом: явление раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов -- чаще всего при контакте со щелочными и кислотными растворами и парами. Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада тканей и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний.

Производственные отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острые отравления чаще бывают групповыми и возникают в случаях аварий.

Эти отравления характеризуются:

* кратковременностью действия яда -- не более чем в течение одной смены;

* поступлением в организм яда в относительно больших количествах;

* при высоких концентрациях в воздухе, ошибочном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов;

* яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент действия яда или через относительно небольшой -- обычно несколько часов -- скрытый (латентный) период.

В развитии острого отравления, как правило, имеются две фазы: первая -- неспецифические проявления (головная боль, слабость, тошнота) и вторая -- специфические (например, отек легких при отравлении окислами азота).

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются вследствие накопления самого яда в организме или вызываемых им изменений. Поражаемые органы и системы в организме при хроническом и остром отравлениях одним и тем же ядом могут отличаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система и наблюдается наркотическое действие, при хроническом -- система кроветворения.

Наряду с острыми и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые хотя и сходны по условиям возникновения и проявления с острыми отравлениями, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение.

Производственные яды могут быть причиной не только специфических, острых, подострых и хронических отравлений, но и других отрицательных последствий. Они могут снижать иммунобиологическую сопротивляемость организма, способствовать развитию таких болезней, как катар верхних дыхательных путей, туберкулез, заболевания почек, сердечно-сосудистой системы, ВИЧ-инфекция и др. Имеются производственные яды, вызывающие аллергические заболевания (бронхиальная астма, экзема и др.) и ряд отдельных последствий. Например, некоторые яды влияют на генеративную функцию, поражая гонады, оказывая эмбриотоксическое действие, вызывая развитие уродств. Среди ядов имеются и способствующие развитию опухолей -- так называемые канцерогены, к которым относятся ароматические амины, полициклические углеводы.

Реакция организма на яд зависит:

* от пола, возраста, индивидуальной чувствительности;

* химической структуры и физических свойств яда;

* количества попавшего вещества, длительности и непрерывности его поступления;

* окружающей среды -- шума, вибрации, температуры, относительной влажности помещения, пыли.

Пыль, наряду с ядами, также наносит большой вред человеческому организму.

Пыль является наиболее распространенным неблагоприятным фактором производственной среды. Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли. Ее воздействию могут подвергаться большие контингента работающих.

Пыли -- это тонкодисперсионные частицы, которые образуются при различных производственных процессах -- дроблении, размалывании и обработке твердых тел, при просеивании и транспортировке сыпучих материалов и т. п. Пыли, взвешенные в воздухе, называются аэрозолями, скопление осевших пылей -- аэрогелями.

Промышленная пыль бывает органическая (древесная, торфяная, угольная) и неорганическая (металлическая, минеральная).

По степени токсичности пыли делятся на ядовитые и неядовитые. Вредность воздействия зависит от количества вдыхаемой пыли, степени ее дисперсионности, от химического состава и растворимости.

Глубоко в легкие проникают пылинки размером от 1 до 10 микрон. Более мелкие выдыхаются обратно, а более крупные задерживаются в носоглотке. Нетоксичные пыли, кроме того, могут адсорбировать ядовитые и радиоактивные вещества, приобретать электрический заряд, что увеличивает их вредное действие.

От электрических свойств пылевых частиц в ряде случаев зависит процесс осаждения, а следовательно, и время нахождения их в воздухе. При разноименном заряде пылинки притягиваются друг к другу и быстро оседают. При одинаковом заряде пылинки, отталкиваясь одна от другой, могут долго находиться в воздухе.

Пыль может быть носителем микробов, клещей, яиц гельминтов и др. Основой проведения мероприятий по борьбе с вредными веществами является гигиеническое нормирование, т. е. ограничение содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых концентраций. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены ГОСТ 12.1.005--88.

Снижение уровня воздействия на работающих вредных веществ и его полное устранение достигается путем проведения организационных, технологических, технических, санитарно-гигиенических мероприятий и применением средств индивидуальной защиты.

К организационным мероприятиям относятся предварительные и периодические медицинские осмотры, сокращенный рабочий день, предоставление дополнительных отпусков, учет и регистрация профессиональных заболеваний и отравлений, запрет на работу с вредными веществами для подростков и женщин.

К технологическим мероприятиям относятся такие, как внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление, замена опасных технологических процессов и операций менее опасными и безопасными.

Технические мероприятия: установка систем вентиляции и кондиционирования воздуха, герметизация оборудования, сигнализация и др.

Когда организационные, технологические и технические меры не исключают наличие вредных веществ в воздушной среде, проводятся санитарно-гигиенические мероприятия: дыхательная гимнастика, обеспечение лечебно-профилактическим питанием и молоком и др.

Наряду с мерами защиты используются и средства индивидуальной защиты (фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы, защитные очки, специальная одежда).

3.5 Электрический ток

Работа с электрическим током требует особой осторожности. Электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока. Причины поражения электрическим током:

* прикосновение к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам электроприборов, рубильников, ламповых патронов, предохранителей, находящихся под напряжением;

* прикосновение к частям электрооборудования, металлическим конструкциям сооружений и т. п., формально не находящимся под напряжением, но в результате повреждения (пробоя) изоляции оказавшимся под напряжением;

* нахождение в непосредственной близости от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000 В;

* прикосновение к токоведущей части и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей;

* одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, которые находятся под напряжением;

* несогласованные и ошибочные действия персонала (подача напряжения на установку, где работают люди; оставление установки под напряжением без надзора; допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т. д.);

* возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек, в результате: замыкания фазы на землю; выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом; неисправностей в устройстве защитного заземления и др.

Напряжение на теле человека при положении ног в точках растекания тока замыкания на землю называется напряжением шага (шаговым напряжением). Максимальное напряжение возникает в месте соприкосновения проводника с землей, а по мере удаления от него оно снижается. Считают, что на расстоянии 20 м от места замыкания потенциал равен нулю.

Напряжение шага всегда меньше напряжения прикосновения. Однако в практике немало случаев поражения людей при воздействии напряжения шага. Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть на землю. При этом он одновременно касается земли руками и ногами, расстояние между которыми больше, чем длина шага, поэтому действующее напряжение увеличивается. Кроме того, в таком положении человека образуется новый путь прохождения тока, затрагивающий жизненно важные органы и создается реальная угроза смертельного поражения.

При уменьшении длины шага напряжение шага снижается. Поэтому, для того чтобы выбраться из зоны действия шагового напряжения, следует передвигаться прыжками на одной ноге или на двух сомкнутых ногах, или как можно более короткими шагами.

Опасность поражения электрическим током отличается от других производственных опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии, как, например, движущиеся части машин. Часто эта опасность обнаруживается слишком поздно, когда человек уже оказался под напряжением.

3.5.1 Поражающее действие электрического тока

Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т. п. Электролитическое действие проявляется в разложении органической жидкости, в том числе крови, что вызывает нарушение ее состава, а также ткани в целом. Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов. Например, взаимодействуя с биотоками организма, внешний ток может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и вызвать непроизвольные сокращения мышц и даже прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

Основных видов поражения электрическим током три: электрические травмы, электрические удары, электрический шок.

Электрическая травма представляет собой местное поражение тканей и органов электрическим током: ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия, механические повреждения.

Электрический ожог -- это повреждения поверхности тела или внутренних органов под действием электрической дуги или больших токов, проходящих через тело человека.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновений к токоведущей части. Токовый ожог -- следствие преобразования электрической энергии в тепловую; как правило, это ожог кожи, так как кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела.

Токовые ожоги возникают при работе на электроустановках относительно небольшого напряжения (не выше 1--2 кВ) и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени; впрочем, иногда возникают и тяжелые ожоги.

При напряжениях более высоких между токоведущей частью и телом человека или между токоведущими частями образуется электрическая дуга, которая и вызывает возникновение ожога другого вида -- дугового.

Дуговой ожог обусловлен действием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500 °С) и большой энергией. Такой ожог возникает обычно при электроустановках высокого напряжения и носит тяжелый характер -- III или IV степени.

Состояние пострадавшего зависит не столько от степени ожога, сколько от площади поверхности тела, пораженной ожогом.

Электрические знаки -- это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями диаметром 5--10 мм. Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются спустя некоторое время после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Металлизация кожи -- это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения. Исход поражения зависит от площади пораженного тела. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и следов не остается.

Металлизация может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой.

Электроофтальмия -- это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (короткое замыкание), которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Электроофтальмия обнаруживается спустя 2--6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом наблюдаются покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, возникает так называемая светобоязнь.

В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза и нарушается ее прозрачность, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Болезнь продолжается обычно несколько дней.

Защита от электроофтальмии достигается применением защитных очков, которые не пропускают ультрафиолетовые лучи и защищают глаза от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Электрический удар -- это возбуждение живых тканей организма проходящим через них электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от исхода поражения электрические удары могут быть условно разделены на четыре степени, из которых каждая характеризуется определенными проявлениями:

I. Судорожное сокращение мышц без потери сознания.

II. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца.

III. Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе).

IV. Клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая смерть -- это переходный период от жизни к смерти, наступающий в момент прекращения деятельности сердца и легких. 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.

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 иногда может быть и 7--8 мин. Если вовремя не оказать пострадавшему соответствующую помощь, то наступает биологическая смерть -- необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях и распадом белковых структур.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Работа сердца может прекратиться в результате или прямого воздействия тока на мышцу сердца, или рефлекторного действия, когда сердце не лежит на пути тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, т. е. беспорядочное сокращение и расслабление мышечных волокон сердца.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляционными, а наименьший из них -- пороговым фибрилляционным током.

Фибрилляция обычно продолжается очень недолго и сменяется полной остановкой сердца.

Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. При длительном действии тока наступает так называемая асфиксия (удушье) -- болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме. При асфиксии утрачивается сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце -- наступает клиническая смерть.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, в этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.

Электрический шок -- своеобразная реакция нервной системы организма в ответ на сильное раздражение электрическим током: расстройство кровообращения, дыхания, повышение кровяного давления. Шок имеет две фазы: I -- фаза возбуждения, II -- фаза торможения и истощения нервной системы.

Во второй фазе учащается пульс, ослабевает дыхание, возникают угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего возможно выздоровление как результат своевременного медицинского вмешательства или гибель организма.

3.5.2 Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

Исход поражения электрическим током зависит от следующих факторов: электрического сопротивления тела человека, силы протекающего через тело тока, времени воздействия тока, пути протекания тока, частоты и рода тока, индивидуальных особенностей организма человека, условий внешней (окружающей) среды и других факторов.

Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения прикосновения U и сопротивления тела человека R.

Сопротивление тела человека, величина нелинейная, зависящая от многих факторов: сопротивления кожи и ее состояния; от величины тока и приложенного напряжения; от длительности протекания тока.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи. В сухом и незагрязненном состоянии его можно рассматривать как диэлектрик: удельное сопротивление рогового слоя достигает 10⁵--10⁶ Ом * м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже колеблется от 1000 до 100 000 Ом, а сопротивление слоев тела составляет всего 500--700 Ом.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты сопротивление тела человека (R₄) принимается равным 1000 Ом. В реальных условиях сопротивление тела человека -- величина непостоянная и зависит от ряда факторов.

С ростом тока, проходящего через тело человека, его сопротивление уменьшается, так как при этом увеличивается нагрев кожи и растет потоотделение. По этой же причине снижается R₄ с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток человека /_ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.

С ростом напряжения сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, а следовательно, уменьшается и сопротивление тела в целом; оно приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т. е. к своему наименьшему значению (300--500 Ом). Это можно объяснить электрическим пробоем слоя кожи, который происходит при напряжении 50--200 В.

Загрязнение кожи различными веществами, в особенности хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т. п.), снижает ее сопротивление.

Основной поражающий фактор электрического тока -- сила тока, проходящего через тело человека. Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, больших 10--15 мА, человек не способен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При токе, равном 20--25 мА (50 Гц), человек начинает испытывать затруднение дыхания, которое усиливается с ростом тока. При действии такого тока в течение нескольких минут наступает удушье. При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15--20 с могут наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50--80 мА приводят к фибрилляции сердца, которая заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается. Действие тока величиной 100 мА в течение 2--3 с приводит к смерти (смертельный ток).

При невысоких напряжениях (до 100 В) постоянный ток примерно в 3--4 раза менее опасен, чем переменный частотой 50 Гц; при напряжениях 400--500 В опасность их сравнивается, а при более высоких напряжениях постоянный ток даже опаснее переменного.

Наиболее опасен ток промышленной частоты (20--100 Гц). Снижение опасности действия тока на живой организм заметно сказывается при частоте 1000 Гц и выше. Токи высокой частоты, начиная от сотен килогерц, вызывают только ожоги, не поражая внутренних органов. Это объясняется тем, что такие токи не способны вызывать возбуждение нервных и мышечных тканей.

Существенную роль в исходе поражения играет путь прохождения электрического тока через тело человека. Опасность поражения электрическим током сильно увеличивается при прохождении его через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг. Однако рефлекторное воздействие тока на них происходит и при иных путях его прохождения, хотя опасность поражения при этом резко снижается. К наиболее опасным таким путям относят петли «голова -- руки» и «голова -- ноги», к наименее -- петля «нога -- нога». Однако известны смертельные поражения, когда ток проходил по пути нога -- нога или рука -- рука.

Психическое и физическое состояние человека также оказывает влияние на тяжесть поражения электрическим током. При заболеваниях сердца, щитовидной железы и т. п. человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, так как в этом случае уменьшаются электрическое сопротивление тела человека и общая сопротивляемость организма внешним раздражениям. Отмечено, например, что для женщин пороговые значения токов примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин. При применении спиртных напитков сопротивление тела человека падает, уменьшаются сопротивляемость организма человека и внимание. При собранном внимании сопротивление организма повышается.

На исход поражения электрическим током влияют условия внешней среды (температура, влажность) и окружающая обстановка (наличие токопроводящей пыли, едких паров и газов). Повышенная температура, влажность повышают опасность поражения электрическим током. Чем ниже атмосферное давление, тем выше опасность поражения. Сырость, едкие пары и газы разрушающе действуют на изоляцию электроустановок.

Электроустановки классифицируют по напряжению: с номинальным напряжением до 1000 В и свыше 1000 В. Безопасность обслуживания электрооборудования также зависит от факторов окружающей среды.

В зависимости от наличия условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения по опасности поражения людей электрическим током делят на следующие классы:

* первый -- помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную и особую опасность;

* второй -- помещения с повышенной опасностью, характеризуются наличием в них хотя бы одного из перечисленных признаков: сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %); высокой температуры (выше + 35 °С); токопроводящей пыли; токопроводящих полов; возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, с одной стороны, и металлическим корпусам электрооборудования -- с другой;

* третий -- помещения особо опасные, характеризующиеся следующими признаками: относительной влажностью воздуха, близкой к 100 % (визуально определяют наличием конденсата на внутренней поверхности строительных конструкций зданий и помещений); химически агрессивной средой; наличием одновременно двух или более признаков помещений с повышенной опасностью; а также территории размещения наружных электроустановок. По способу защиты человека от поражения электрическим током электротехнические изделия делят на пять классов: 0, 01,1, II, III.

К классу 0 относят изделия с номинальным напряжением более 42 В с рабочей изоляцией и не имеющих приспособлений для заземления. Бытовые приборы изготавливают по классу 0, так как они предназначены для работы в помещениях без повышенной опасности.

Класс 01 включает в себя изделия с рабочей изоляцией, элементом заземления. У провода для присоединения к источнику питания нет заземляющей жилы.

Класс I включает в себя изделия с рабочей изоляцией, элементом для заземления и проводом питания с заземляющей (зануляющей) жилой и штепсельной вилкой с заземляющим контактом.

К классу П относят изделия, имеющие у всех доступных прикосновению частей двойную или усиленную изоляцию относительно частей, нормально находящихся под напряжением, и не имеющие элементов заземления.

Класс III представляет собой изделия без внутренних и внешних электрических цепей с напряжением не выше 42 В.



3.5.3 Защитные меры в электроустановках

Электрические сети и установки должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведущих частей достигается путем их надежной изоляции, применения защитных ограждений (кожухов, крышек, сеток и т. д.), расположения токоведущих частей на недоступной высоте.

В установках напряжением до 1000 В достаточную защиту обеспечивает применение изолированных проводов.

Надежность и безопасность работы электрооборудования в значительной мере зависят и от состояния изоляции токоведущих частей. Повреждение ее является основной причиной многих несчастных случаев. Поэтому большое внимание уделяется контролю состояния изоляции.

Контроль изоляции -- это измерение ее активного или омического сопротивления с целью обнаружить дефекты и предупредить замыкания на землю и короткие замыкания.

Существует два вида контроля: периодический и постоянный.

Постоянный контроль -- это наблюдение за сопротивлением изоляции под рабочим напряжением в течение всего времени работы электроустановки без автоматического отключения.

Периодический контроль состояния изоляции электроустановок напряжением до 1000 В производится не реже одного раза в три года. Состояние изоляции проверяется также перед вводом электроустановок в эксплуатацию и после длительного пребывания в нерабочем положении.

Измерение сопротивления изоляции производят при помощи омметра или мегомметра.

Одним из способов снижения опасности поражения электрическим током является применение малых напряжений 12, 36 и 42 В для ручного электрифицированного инструмента, ручных переносных ламп и ламп местного освещения.

Электрическое разделение сети также уменьшает опасность поражения человека электрическим током. Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную электрическую емкость. В этом случае даже прикосновение к одной фазе является очень опасным. Если сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, которые будут обладать небольшой емкостью и высоким сопротивлением изоляции, то опасность поражения значительно снижается. Обычно электрическое разделение сетей осуществляется путем подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Область применения защитного разделения сетей -- электроустановки до 1000 В.

Во многих элементах электроустановок (например, кабельные вводы, распределительные устройства, провода воздушных линий и т. д.) средой, изолирующей человека от токоведущих частей, является воздух. В подобных случаях безопасность обеспечивается организационными мероприятиями, жестко регламентирующими приближение человека на опасные для него расстояния к токоведущим частям, а также путем расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте.

К специальным защитным мерам от воздействия электрического тока относятся: защитное заземление, защитное зануление, защитное отключение, блокировка, сигнализация и маркировка, использование изолирующих и ограждающих электрозащитных средств.

Защитное заземление -- преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления -- снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие, ток, проходящий через человека, при прикосновении к корпусам.

Применяется также заземление для защиты от действия атмосферного электричества электрооборудования, зданий и сооружений.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше -- с любым режимом нейтрали.

Заземляющее устройство -- это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Различают естественные и искусственные заземлители.

Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители: водопроводные трубы, проложенные в земле; металлические конструкции здании и сооружении, имеющие надежное соединение с землей; металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых); обсадные трубы артезианских скважин.

В качестве искусственных заземлителей применяют: стальные трубы, уголки, штыри или полосы.

Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.

Зануление -- преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Зануление применяется в трехфазных четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью. В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, установленные для защиты от токов коротких замыканий; магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой; контакторы с тепловым реле и другие приборы.

При пробое фазы на корпус ток идет по пути: корпус -- нулевой провод -- обмотки трансформатора -- фазный провод -- предохранители. Ввиду того что сопротивление при коротком замыкании мало, сила тока достигает больших величин и предохранители срабатывают.

Назначение нулевого провода в электрической сети -- обеспечить необходимую для отключения электроустановки величину тока короткого замыкания путем создания для этого Тока цепи с малым сопротивлением.

Защитное отключение является частным случаем защитного зануления. В отличие от зануления, защитное отключение может применяться в любых сетях независимо от принятого режима нейтрали, величины напряжения и наличия в них нулевого провода.

Защитное отключение -- это система защиты, автоматически отключающая электроустановку при возникновении опасности поражения человека электрическим током (при замыкании на землю, снижении сопротивления изоляции, неисправности заземления или зануления). Защитное отключение применяется тогда, когда трудно выполнить заземление или зануление, а также в дополнение к нему в некоторых случаях.

Различают несколько типов устройств защитного отключения (УЗО) в зависимости от входных величин, на которые они реагируют. К таким величинам относят: напряжение корпуса относительно земли; ток замыкания на землю; напряжение или ток нулевой последовательности; напряжение фазы относительно земли; постоянный и переменный оперативные токи.

Защитное отключение осуществляется при помощи автоматических выключателей, снабженных специальным реле защитного отключения. Время срабатывания современных УЗО не превышает 0,03--0,04 с.



3.5.4 Блокировка, сигнализация и маркировка

Анализ электротравматизма показывает, что большинство несчастных случаев с персоналом, обслуживающим электроустановки, происходит в результате потери им ориентировки при осмотрах, ремонтах и испытании. Блокировка, сигнализация и маркировка различных частей электроустановок, кабелей и проводов предупреждают неправильные действия работников.

Блокировочные устройства являются наиболее надежным средством защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Они препятствуют доступу работающих к токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением.

В электроустановках и радиоустройствах широко применяются электрическая и механическая блокировки. Так, по действующим правилам техники безопасности все радиопередатчики должны иметь две блокировки: электрическую и механическую.

Электрическая блокировка воздействует только на контакты электрической цепи. Она может применяться при любых расстояниях от защищаемого объекта. Принцип действия электрической блокировки состоит в том, что открытие дверей шкафов или ограждения электроустановки или кожухов электрооборудования сопровождается разрывом электрической цепи и автоматическим отключением электроустановки или другого электрооборудования от источника тока. В другом случае блокировка делает возможным открыть двери шкафа или ограждения электроустановки или снять кожух электрооборудования только после предварительного отключения источника тока.

Недостатком электрической блокировки является ее зависимость от исправности электрической цепи, например, из-за возможного пригорания контактов нельзя открыть двери ограждения передатчика или двери лифта, что может привести к несчастному случаю.

Действие механической блокировки заключается в том, что открыть двери шкафов или ограждений возможно только при предварительном выключении рубильника, т. е. подаче электропитания на установку, и, наоборот, включить рубильник можно только при закрытых дверях или надетых на электроустановки кожухах.

Используются жезловые и рычажные системы механической блокировки.

При жезловой системе все двери шкафов или ограждений имеют специальные замки, которые открываются одним ключом. Конструкция замка такова, что повернуть ключ и вынуть его из замка можно, только выключив предварительно рубильник, снимающий высокое напряжение. Конструкция дверных замков не позволяет вынуть ключ, если дверь не закрыта. Включить рубильник можно только в том случае, если дверь ограждения будет закрыта и заперта. При рычажной системе ручка управления рубильником механически связана с дверным заслоном замка. При выключении рубильника одновременно выдвигается заслон замка, и только после этого можно открыть дверь шкафа или ограждения. При открытой двери конструкция замка не позволяет задвинуть заслон замка обратно и, следовательно, не допускает включения рубильника, когда за ограждением работает обслуживающий персонал.

...