Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей.
Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, что вызывает значительные нарушения их физико-химических составов.
Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма (что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц), а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями. В результате могут возникнуть различные нарушения, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и рефлекторным, т.е. когда путь тока лежит через центральную нервную систему, вне этих тканей.
Это многообразие действий электрического тока нередко приводит к различным видам электротравм, которые условно можно свести к двум: местным и общим (электрическим ударам).
Местные электротравмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают следующие местные электротравмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Различают следующие четыре степени ударов: I – судорожное сокращение мышц без потери сознания; II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся 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.
Исход поражения зависит от ряда факторов, в том числе от значения и длительности протекания через тело человека тока, рода и частоты тока и индивидуальных свойств человека. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, определяя значение тока, проходящего через тело человека.
Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей.
Верхний слой кожи, эпидермис, имеющий толщину до 0,2 мм и состоящий в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое и определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей человека незначительно. При сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется в пределах от 2 тыс. до 2 млн Ом. При увлажнении и загрязнении кожи, а также при повреждении кожи сопротивление тела оказывается наименьшим – около 500 Ом, т.е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей тела. При расчетах сопротивление тела человека принимается обычно равным 1000 Ом.
Значение тока, протекающего через тело человека, является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий через него ток промышленной частоты (50 Гц) относительно малого значения: 0,6-1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током.
Ток 10-15 мА (при 50 Гц) вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук, которые человек преодолеть не в состоянии, т.е. он не может разжать руку, которой касается токоведущей части, не может отбросить от себя провод и оказывается, как бы, прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым не отпускающим.
При 25-50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии этого тока – в течение нескольких минут – может наступить смерть вследствие прекращения работы легких.
При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние также и на мышцу сердца; при длительности протекания более 0,5 с такой ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, т.е. быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос. В результате в организме прекращается кровообращение и наступает смерть. Этот ток называется фибрилляционным.
Длительность протекания тока через тело человека влияет на исход поражения вследствие того, что со временем резко повышается ток за счет уменьшения сопротивления тела и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм.
Род и частота тока в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20-100 Гц. При частоте меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения током заметно снижается.
Токи частотой свыше 500 000 Гц не оказывают раздражающего действия на ткани и поэтому не вызывают электрического удара. Однако они могут вызвать термические ожоги.
При постоянном токе пороговый ощутимый ток повышается до 6-7 мА, пороговый не отпускающий ток – до 50-70 мА, а фибрилляционный при длительности воздействия более 0,5 с – до 300 мА.
Индивидуальные свойства человека: возраст, состояние здоровья, подготовленность к работе и другие факторы – также имеют значение для исхода поражения. Поэтому особое внимание при обслуживание электроустановок должно уделяться медицинским осмотрам и специальному обучению.
3.2 Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
Для защиты от поражения человека электрическим током при устройстве помещений необходимо предусматривать те или иные меры обеспечения безопасности. С целью их оптимального выбора разработана классификация помещений по опасности поражения электрическим током. Все помещения делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.
Помещения без повышенной опасности – это сухие, беспыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами (например, конторские помещения, инструментальные кладовые, лаборатории, а также некоторые производственные помещения, в том числе цеха приборных заводов, размещенных в сухих, беспыльных помещениях с изолирующими полами и нормальной температурой).
Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих пяти условий, создающих повышенную опасность:
-относительной влажности воздуха, которая длительно превышает 75%;
-высокой температуры (температура воздуха длительно (свыше суток) превышает +35°С);
-токопроводящей пыли, которая образуется в процессе производства в помещениях (например, угольная, металлическая и т.п.) в таком количестве, что оседает на проводах, проникает внутрь машин, аппаратов и т.п.;
-токопроводящих полов — металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т.п.;
– возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п. и к металлическим корпусам электрооборудования.
Примером помещения с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки с проводящими полами, складские не отапливаемые помещения (даже если они размещены в зданиях с изолирующими полами и деревянными стеллажами) и т.п.
Помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающих особую опасность:
-относительной влажности воздуха близкой к 100% (стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой);
- химически активной или органической среды, т.е. помещения, в которых постоянно или в течение длительного времени содержатся агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования;
– одновременного наличия двух и более условий, свойственных помещениям с повышенной опасностью.
Особо опасными помещениями является большая часть производственных помещений, в том числе все цеха машиностроительных заводов, испытательные станции, гальванические цеха, мастерские и т.п. К таким же помещениям относятся и участки работ на земле под открытым небом или под навесом.
3.3 Причины поражения электрическим током
и основные меры защиты
Наибольшее применение в настоящий момент получили трехфазные трехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью и трехфазные четырехпроводные сети с изолированной нейтралью трансформатора или генератора.
Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству.
Изолированная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству.
Для обеспечения безопасности существует разделение работы электроустановок (электрических сетей) на два режима:
– нормальный режим, когда обеспечиваются заданные значения параметров её работы (замыканий на землю нет);
-аварийный режим при однофазном замыкании на землю.
В нормальном режиме работы наименее опасной для человека является сеть с изолированной нейтралью, но она становится наиболее опасной в аварийном режиме. Поэтому с точки зрения электробезопасности предпочтительнее является сеть с изолированной нейтралью при условии поддержания высокого уровня изоляции фаз и предупреждения работы в аварийном режиме.
В сети с глухозаземленной нейтралью не требуется поддерживать высокий уровень изоляции фаз. В аварийном режиме такая сеть менее опасна, чем сеть с изолированной нейтралью. Сеть с глухозаземленной нейтралью является предпочтительнее с технологической точки зрения, так как позволяет одновременно получать два напряжения: фазное, например, 220 В, и линейное, например, 380 В. В сети с изолированной нейтралью можно получить только одно напряжение – линейное. В связи с этим при напряжениях до 1000 В чаще применяют сети с глухозаземленной нейтралью.