Вентиляция и освещение производственных помещений Обеспечение электробезопасности на производстве (стр. 6 из 10)
Рис. 12. Расположение светильников
3. Обеспечение электробезопасности на производстве
Действие электрического тока на организм человека
В последние годы существенно возросла актуальность проблемы электробезопасности. По статистике 3% от общего числа травм приходится на электротравмы, в среднем по отраслям промышленности и хозяйства – 12% смертельных электротравм от числа смертельных случаев. Причины этого очевидны: особо опасные условия труда, обилие электромеханизмов, низкая квалификация кадров.
О том, что электрический разряд действует на человека, стало очевидным в последней четверти 18-го века. Англичанин А. Уориш, итальянцы Л. Гальвани, А. Вольта и ряд других ученых установили, что на человека действует разряд, но никто из них не указал на опасность этого действия на человека. Впервые это сделал изобретатель высоковольтного источника напряжения В.В. Петров, который и начал разработку мероприятий по защите человека от тока.
Начало ХХ века было временем широких, массовых исследований действия электрического тока на живые организмы, которое носит многообразный характер. Проходя через тело человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое действие.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови.
Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие электрического тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе легких и сердца человека. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания. Эти действия тока на организм человека могут привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическому удару.
Электрические травмы – это четко выраженные повреждения тканей организма. Различают следующие электрические травмы:
Электрические ожоги могут быть вызваны протеканием тока через тело человека и бывают токовые (или контактные) и дуговые. В первом случае ожог возникает как следствие преобразования энергии электрического тока в тепловую и является сравнительно легким. Различают четыре степени ожогов:
I – покраснение кожи;
II – образование пузырей;
III – омертвение всей толщи кожи;
IV – обугливание тканей.
Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1–2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I и II степени. Дуговой ожог возникает при более высоких напряжениях, когда между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга (температура дуги выше 3500°С). Дуговые ожоги, как правило, тяжелые – III и IV степени.
Электрические знаки – это четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1–5 мм на поверхности кожи человека. Электрические знаки безболезненны и бывают также в виде царапин, ран, порезов, ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу, мозолей.
Металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключении рубильников под нагрузкой. Металлизация кожи сопровождается ожогом, вызываемым нагретым металлом.
Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызванные падением человека с высоты, ударами о предметы в результате непроизвольных судорожных движений или потери сознания при воздействии тока.
Электроофтальмия – это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Обычно болезнь продолжается несколько дней. В случае серьезного поражения роговой оболочки глаз лечение оказывается более сложным и длительным.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают четыре степени ударов:
I – судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II – судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранены дыхание и работа сердца;
III – потеря сознания, нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая смерть («мнимая») – переходный процесс от жизни к смерти, наступающий с момента 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 расширены и не реагируют на свет. В этот период жизнь в организме еще не угасла, во всех тканях продолжаются обменные процессы на очень низком уровне, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. Эти обстоятельства позволяют иногда восстановить угасающие функции и оживить организм.
Что первично поражаемо – кровообращение или дыхание?
Системы дыхания и кровообращения являются в норме единым функциональным блоком или замкнутой автоматической системой регулирования. Сердце получает стимулирующие его импульсы опосредованно через дыхательный центр, а последний, как и вся система дыхания в целом, может работать, выполняя свою сложнейшую функцию, только в условиях нормального кровоснабжения. Когда же наступает поражение, вызванное появлением электрической цепи через тело человека, и последнее поглощает значительное количество электрической энергии, то этот обычно четко действующий функциональный блок выходит из строя. В каком бы из звеньев этого блока ни произошел разрыв, «замыкание» осуществляется обязательно на сердце. Прекращением сердцебиения заканчивается процесс воздействия поражающих факторов – наступает биологическая смерть. Погиб человек от фибрилляции сердечной мышцы (сердечная смерть) или от поражения системы управления дыханием (дыхательная смерть), определить крайне просто: при гибели живого организма по сердечному механизму кровь при вскрытии ало-красная, по механизму дыхания – кровь бурая и даже синяя. Статистика показывает, что на 100 погибших: 7 случаев – поражение, вызванное фибрилляцией сердца, 93 случая – поражение системы дыхания.
Электрический ток – очень опасный и коварный поражающий производственный и бытовой фактор. Без приборов человек не способен заблаговременно обнаружить его наличие, поэтому поражение электрическим током наступает, как правило, внезапно. Рассмотрим основные факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током человека.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током человека
ВЕЛИЧИНА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. Электрический ток как поражающий фактор определяет степень физиологического воздействия на человека. Напряжение же следует рассматривать как фактор, обусловливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях. Можно привести примеры гибели человека от напряжения 5–12В и примеры «непоражения» человека от напряжения 6–10кВ. Всё зависит от конкретных условий, при которых произошло поражение человека электрическим током – психологическая готовность человека, кратковременность воздействия тока, своевременная и грамотно оказанная помощь пострадавшему и т.д. Налицо факт: сколько условий, столько может быть и поражений и «непоражений».
По степени физиологического воздействия можно выделить следующие токи:
0,6–1,5 мА (переменный) – пороговый ощутимый ток, т.е. наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать. Для постоянного тока эти цифры равны – 5–7 мА.
10–15 мА – пороговый неотпускающий («приковывающий») ток, когда из-за судорожного сокращения мышц рук человек самостоятельно не может освободиться от токоведущих частей. Для постоянного тока эта цифра равна 50–60 мА.
100 мА – пороговый фибрилляционный ток. Эта величина является расчетной для поражающего тока. Отечественным ученым А.П. Киселевым экспериментально было получено соотношение для расчета «безусловно поражающего» тока человека:
Iпор = 1,2 (3 + 3,7Gт),
где Gт – масса тела человека. Для постоянного тока эта цифра равна 300 мА.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКА. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда и смертельным поражениям. Установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в состоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствуют сжатие (систола) или расслабление (диастола) желудочков сердца и предсердий. Поэтому при малом времени воздействие тока может не совпасть с фазой полного расслабления. Если же длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75 – 1 с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца, что весьма опасно для организма.
Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой
I = 5 t, (16)
где I – ток, проходящий через тело человека, мА; t – продолжительность прохождения тока, с.
Эту формулу используют для определения предельно допустимых токов, проходящих через человека, необходимых для расчета защитных устройств.
ПЕТЛЯ («ПУТЬ») ТОКА ЧЕРЕЗ ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА. Путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и другие. При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего выясняется, по какому пути протекал ток. Возможных путей тока в теле человека, которые называются также петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука – рука, рука – ноги, нога – нога (табл. 19). Наиболее опасны петли: голова – руки и голова – ноги.