Электрический ток: его воздействие тока на организм человека и средства защиты

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В большинстве стран мира статистика несчастных случаев по причинам электропоражения показывает, что общее число травм, вызванных электрическим током с потерей трудоспособности, невелико и составляет приблизительно 0,5-1% (в энергетике-- 3-3,5%) от общей численности несчастных случаев на производстве. Однако со смертельным исходом такие случаи на производстве составляют 30-40%, а в энергетике до 60% . Согласно статистике, 75-80% смертельных поражений электрическим током происходит в установках до 1000 В.

Опасность поражения людей электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер безопасности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. По сравнению с другими видами производственного травматизма электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил электробезопасности происходит 75% электропоражений. Тем самым определятся актуальность выбранной темы.

Цель данной работы рассмотреть понятие и особенности электрического тока. Задачи, поставленные для выполнения цели:

1. Познакомиться с понятием электрический ток;

2. Рассмотреть основные виды поражения электрическим током;

3. Изучить средства защиты от поражения электрическим током.

1. Понятие и история возникновения электрического тока

В первую очередь, стоит выяснить, что представляет собой электрический ток. Электрический ток -- это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. Чтобы он возник, следует предварительно создать электрическое поле, под действием которого вышеупомянутые заряженные частицы придут в движение.

Первые сведения об электричестве, появившиеся много столетий назад, относились к электрическим «зарядам», полученным посредством трения. Уже в глубокой древности люди знали, что янтарь, потертый о шерсть, приобретает способность притягивать легкие предметы. Но только в конце XVI века английский врач Джильберт подробно исследовал это явление и выяснил, что точно такими же свойствами обладают и многие другие вещества. Тела, способные, подобно янтарю, после натирания притягивать легкие предметы, он назвал наэлектризованными. Это слово образовано от греческого электрон -- «янтарь». В настоящее время мы говорим, что на телах в таком состоянии имеются электрические заряды, а сами тела называются «заряженными».

Электрические заряды всегда возникают при тесном контакте различных веществ. Если тела твердые, то их тесному соприкосновению препятствуют микроскопические выступы и неровности, которые имеются на их поверхности. Сдавливая такие тела и притирая их друг к другу, мы сближаем их поверхности, которые без нажима соприкасались бы только в нескольких точках. В некоторых телах электрические заряды могут свободно перемещаться между различными частями, в других же это невозможно. В первом случае тела называют «проводники», а во втором -- «диэлектрики, или изоляторы». Проводниками являются все металлы, водные растворы солей и кислот и др. Примерами изоляторов могут служить янтарь, кварц, эбонит и все газы, находящиеся в нормальных условиях.

Тем не менее, нужно отметить, что деление тел на проводники и диэлектрики весьма условно. Все вещества в большей или меньшей степени проводят электричество. Электрические заряды бывают положительными и отрицательными. Такого рода ток просуществует недолго, потому что в наэлектризованном теле кончится заряд. Для продолжительного существования электрического тока в проводнике необходимо поддерживать электрическое поле. Для этих целей используются источники электротока. Самый простой случай возникновения электрического тока -- это когда один конец провода соединен с наэлектризованным телом, а другой -- с землей.

Электрические цепи, подводящие ток к осветительным лампочкам и электромоторам, появились лишь после изобретения батарей, которое датируется примерно 1800 годом. После этого развитие учения об электричестве пошло так быстро, что менее чем за столетие оно стало не просто частью физики, но легло в основу новой электрической цивилизации.

2. Воздействие электрического тока на организм человека

Действие электрического тока на организм в отличие от действия других материальных факторов носит своеобразный и разносторонний характер.

Проходя через организм, электрический ток, производит термическое и электролитическое действие, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; вместе с тем электрический ток производит и биологическое действие, которое является особым, специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

Термическое действие тока проявляется в ожогах в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц лёгких и мышцы сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Раздражающее действие тока на ткани организма, (а следовательно, и обусловленные им непроизвольные судорожные сокращения мышц) может быть прямым, т.е. когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и в некоторых случаях - рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.

Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы.

Электрические травмы представляют собой чётко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражение кожи, реже - других мягких тканей, а также связок и костей. В большинстве случаев электротравмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В отдельных случаях, обычно при тяжёлых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.

Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический ожог - самая распространённая электротравма: ожоги возникают у большёй части (60-65%) пострадавших от электрического тока, причём почти треть их сопровождается другими травмами.

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

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

При этом, поскольку кожа человека обладает во многом раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи вместе контакта тела с токоведущей частью.

Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения - не выше 1-2 кВ и является в большинстве случаев ожогами 1 или 2 степени, т.е. сравнительно лёгкими; иногда возникают тяжёлые ожоги.

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

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500 єС) и большой энергией.

Этот ожог возникает обычно в электроустановках высокого напряжения выше 1000 В и, как правило, носит тяжёлый характер - 3 или 4 степени.

Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела.

Электрические знаки, которые именуются также знаками тока или электрическими метками, представляют собой чётко очерченные пятна серого или бледно-жёлтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размеры 1-5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также может напоминать форму молнии. Поражённый участок кожи затвердевает подобно мозоли. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и поражённое место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность.

Металлизация кожи -- это выпадение мельчайших частичек расплавленного металла на открытые поверхности кожи. Обычно такое явление происходит при коротких замыканиях, производстве электросварочных работ. На пораженном участке возникает боль от ожога и наличия инородных тел. Вместе поражения кожа становится шероховатой и жёсткой. Пострадавший испытывает в этом месте напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и нередко боль от ожога за счёт тепла занесённого в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, поражённый участок приобретает нормальный вид и исчезают болезненные ощущения.

Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения.

Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитках и сборках), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем одежда работающего должна быть застёгнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застёгнуты у запястьев рук. Нередко одновременно с металлизацией кожи происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые повреждения.

Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (возникшей, например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Электроофтальмия развивается спустя 2-6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаления 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, т.е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжёлых случаях воспаляется роговая оболочка глаза с нарушением её прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Продолжительность болезни - обычно несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается, применением защитных очков с обычными стёклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения являются, как правило, серьёзными травмами требующими длительного лечения. К счастью, они возникают очень редко.

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

В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени:

1 - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

2 - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

3 - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

4 - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая (мнимая) смерть - переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и лёгких. У человека находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никакой реакции, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не все сразу и не сразу угасают функции различных органов.

В первый момент почти во всех тканях организма продолжаются обменные процессы, хотя и на очень низком уровне, резко отличающиеся от обычных, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. Эти обстоятельства позволяют, воздействуя на более стойкие жизненные функции организма, восстановить угасающие или только что угасшие функции, т.е. оживить умирающий организм.

Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга (нейроны), с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому 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 минут, а при гибели здорового человека от случайной причины, например от электрического тока 7-8 минут.

Если же смерть наступила в результате тяжёлой болезни, т.е. когда организм исчерпал значительную часть своих жизненных сил, клиническая смерть может длиться всего несколько секунд.

Биологическая (истинная) смерть - необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти.

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

Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока на человека.

Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от силы тока, напряжения, рода тока, частоты электрического тока и пути прохождения через тело человека, продолжительности воздействия и условий внешней среды.

Сила тока -- главный фактор, от которого зависит исход поражения: чем больше сила тока, тем опаснее последствия. Сила тока (в амперах) зависит от приложенного напряжения (в вольтах) и электрического сопротивления организма (в омах).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Минимальная величина, которую начинает ощущать человек при переменном токе с частотой 50 Гц, составляет 0,6-1,5 мА.

Неотпускающим считают ток, при котором непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела не позволяют пострадавшему самостоятельно оторваться от токоведущих частей (10,0-15,0 мА).

Фибрилляционный -- ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца -- быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, приводящие к его остановке (90,0-100,0 мА). Через несколько секунд происходит остановка дыхания. Чаще всего смертельные исходы наступают от напряжения 220 В и ниже. Именно низкое напряжение заставляет беспорядочно сокращаться сердечные волокна и приводит к моментальному сбою в работе желудочков сердца.

Фибрилляция - это хаотические быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестаёт работать как насос, т.е. не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате остановки или фибрилляции сердца в организме прекращается кровообращение, а, следовательно, прекращается доставка кислорода кровью из лёгких к тканям и органам, что вызывает гибель организма. Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднение дыхания уже при токе, равном 20-25 мА (50Гц), которое усиливается с ростом тока. При длительном действии такого тока - несколько минут - наступает так называемая асфиксия (удушье) - болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. При асфиксии последовательно утрачивается сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце - наступает клиническая смерть. Прекращение дыхания возможно и в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока - несколько сотен миллиампер и более, который может вызвать паралич лёгких. Электрический шок - своеобразная тяжёлая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Обычно при шоке сразу после воздействия тока наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление и т.п. Вслед за этим наступает фаза торможения и истощение нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия - угнетённое состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании.

Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток.

После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.

3. Защита от воздействия электрического тока

Для обеспечения электробезопасности необходимо точное соблюдение правил технической эксплуатации электроустановок и проведение мероприятий по защите от электротравматизма.

ГОСТ 12.1.038-82 устанавливает предельно допустимые напряжения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Для переменного тока 50 Гц допустимое значение напряжения прикосновения составляет 2 В, а силы тока -- 0,3 мА, для тока частотой 400 Гц -- соответственно 2 В и 0,4 мА; для постоянного тока -- 8В и 1,0 мА (эти данные приведены для продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки).

Мерами и способами обеспечения электробезопасности служат:

§ применение безопасного напряжения;

§ контроль изоляции электрических проводов;

§ исключение случайного прикосновения к токоведущим частям;

§ устройство защитного заземления и зануления;

§ использование средств индивидуальной защиты;

§ соблюдение организационных мер обеспечения электробезопасности.

Одним из аспектов может быть применение безопасного напряжения -- 12 и 36 В. Для его получения используют понижающие трансформаторы, которые включают в стандартную сеть с напряжением 220 или 380 В.

Для защиты от случайного прикосновения человека к токоведущим частям электроустановок используют ограждения в виде переносных щитов, стенок, экранов.

Защитное заземление -- это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом (металлоконструкция зданий и др.) металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления -- устранение опасности поражения человека электрическим током в случае прикосновения его к металлическому корпусу электрооборудования, который в результате нарушения изоляции оказался под напряжением.

Зануление -- преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник -- это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или его эквивалентом.

Защитное отключение -- это система защиты, обеспечивающая безопасность путем быстрого автоматического отключения электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Продолжительность срабатывания защитного отключения составляет 0,1- 0,2 с. Данный способ защиты используют как единственную защиту или в сочетании с защитным заземлением и занулением. Применение малых напряжений. К малым относят напряжение до 42В, его применяют при работе с переносными электроинструментами, использовании переносных светильников.

Контроль изоляции. Изоляция проводов со временем теряет свои диэлектрические свойства. Поэтому необходимо периодически проводить контроль сопротивления изоляции проводов с целью обеспечения их электробезопасности.

Средства индивидуальной защиты -- подразделяются на изолирующие, вспомогательные, ограждающие. Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным изолирующим средствам в электроустановках до 1000 В относят диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками. К дополнительным средствам -- диэлектрические галоши, коврики, диэлектрические подставки.

Применяемые изолирующие защитные средства от поражения электрическим током должны соответствовать государственным и отраслевым стандартам (ГОСТ, ОСТ), техническим условиям (ТУ), техническим описаниям (ТО). При проведении работ с использованием изолирующих защитных средств от поражения электрическим током должны строго соблюдаться правила Техники безопасности.

Галоши и боты диэлектрические являются дополнительным средством защиты от поражения электрическим током при работе в закрытых электроустановках, а также в открытых - при отсутствии дождя и мокрого снега. Галоши разрешается применять при напряжении до 1 кВ и температурах от -30° до +50° С, боты применяют при напряжении более 1 кВ и в том же интервале температур.

Перчатки являются дополнительным изолирующим средством при работах на установках напряжением, превышающим 250 В, и основным изолирующим средством на установках напряжением, не превышающим 250 В. Изготавливаются методом штанцевания (вырубания) одного размера раздельно на правую и левую руку.

Ковры предназначены для защиты работающих от поражения электрическим током. Они являются дополнительным защитным средством при работе на электроустановках напряжением до 1 кВ. Применяются при температуре от -15° до +40° С. Ковры представляют собой резиновую пластину с рифленой лицевой поверхностью

На каждом изделии среди других данных проставляются даты изготовления и испытания, которые указывают на эксплуатационную пригодность средств индивидуальной защиты. Диэлектрические свойства перчаток, бот и галош ухудшаются по мере их хранения и эксплуатации. Необходимо периодически через 6 месяцев проводить их испытания на диэлектрические свойства независимо от того, были они в эксплуатации или нет.

При использовании средства индивидуальной защиты от поражения электрическим током они должны быть сухими и оберегаться от механических повреждений. Каждый раз перед применением они должны подвергаться тщательному внешнему осмотру и в случае обнаружения каких -либо повреждений должны быть изъяты.

Диэлектрические боты, галоши, перчатки и ковры должны храниться в закрытых помещениях на расстоянии не менее 0,5 м . от отопительных приборов. При хранении необходимо защищать их от прямого воздействия солнечных лучей и не допускать соприкосновения их с маслами, бензином, керосином, кислотами, щелочами и другими веществами, разрушающими резину.

Заключение

электробезопасность зануление защитный

По итогам проделанной работы хотелось бы выделить основные особенности поражения электрическим током:

- отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука - ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.

- тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12-16% всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.

- токи промышленной частоты 10--25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т.е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.

- воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.

- специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности.

Литература

1. Арустамов Э.А. Безопасность жизнедеятельности: учебник / Э.А. Арустамов. - М.: Дашков и К, 2009. - 452с.

2. Буралев Ю.В., Павлова Е.И. Безопасность жизнедеятельности на транспорте: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1999.

3. «Действие электрического тока на человека и первая помощь пострадавшему ». - П.А. Долин.

4. Захарова Т.И., Корсакова А.А., Исаева О.А. Основы безопасности труда. Учебно-методический комплекс / Т.И. Захарова, А.А. Корсакова, О.А. Исаева. - М.: Изд-во ЕАОИ, 2008. - 227с.

5. Карнаух Н.Н. Охрана труда. Учебник / Н.Н. Карнаух. - М.: ЮРАЙТ, 2010. - 381с.

6. Лобачев А.И. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / А.И. Лобачев. М.: Юрайт, 2009. - 367с.

7. Нейман Л.А. Безопасность жизнедеятельности: теория, вопросы и ответы: Учеб. пос. М.: Вузовская книга, 1997. 142с.

8. Осетров Г.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. / Г.В. Осетров. - М.: Книжный мир, 2011. - 232с.

Размещено на Allbest.ru