Дія електричного струму на організм людини

Лекція 3. Електробезпека

Електробезпека - система організаційних і технічних заходів і засобів, які забезпечують захист людей від шкідливої і небезпе­чної дії струму, електричної дуги, електромагнітного поля і ста­тичної електрики.

Електричний струм, який проходить через організм людини, ви­кликає термічну, електролітичну, біологічну і механічну дії.

Термічна дія електричного струму призводить до опіків шкіри, нагрівання до високої температури кров'яних судин, нервів, сер­ця, мозку та інших органів, які знаходяться на шляху струму, і викликає в них серйозні функціональні розлади. Термічна дія струму може призвести до руйнування тканин аж до їх обвуглення.

Електролітична дія електричного струму проявляється в електролізі (розкладі) рідин, в тому числі крові, що спричинює зміну їх фізико-хімічного складу і органів у цілому, а також суттєво міняє функціональний склад клітин.

Біологічна дія електричного струму проявляється в подраз­ненні та збудженні живих тканин організму, внаслідок чого спо­стерігається судомне скорочення м'язів, що може призвести до зупинки дихання, розриву тканин і органів, вивихів кінцівок, спазмів голосових зв'язок.

Механічна дія електричного струму проявляється в розшару­ванні тканин і навіть у відриві частин тіла.

Види ураження людини електричним струмом

Дія електричного струму призводить до електричних травм - місцевих електротравм і до загальних уражень - електроударів.

Електричні травми - це чітко виражені місцеві пошкоджен­ня тканин і органів людини, які виникають унаслідок дії елек­тричного струму і від електричної дуги. Електричні травми виліковуються, і працездатність людини відновлюється повністю або частково.

Найбільш поширені електричні травми - електричні опіки. Вони складають 60-65%, причому близько 1/3 їх супроводжу­ється іншими електричними травмами.

Залежно від умов виникнення розрізняють такі основні види опіків: струмовий, дуговий, змішаний (струмовий і дуговий).

Струмовий (контактний) опік виникає при проходженні че­рез тіло людини значних струмів (більше 1 А). Контактні елект- роопіки, тобто ураження тканин у місцях входу, виходу і на шляху руху електричного струму, виникають у результаті контакту лю­дини із струмоведучою частиною. Ці опіки можливі при експлуа­тації електроустановок відносно невеликої напруги (не вище 1– 2 кВ), вони порівняно легкі. Контактний опік ділянки тіла є наслідком перетворення енергії електричного струму, який про­ходить через нього, в теплову. Тому такий опік тим небезпечніший, чим більші сила струму та час його проходження і менший еле­ктричний опір ділянки тіла, який потрапив під дію струму.

Дуговий опік обумовлений дією електричної дуги, яка створює високу температуру. Виникає електрична дуга внаслідок корот­ких замикань в установках вище 1000 В і до 10 кВ або помилко­вих операцій персоналу, вимірювання переносними приладами. Електрична дуга небезпечна тим, що температура сягає від 4000 до 15000 °С і супроводжується ультрафіолетовим та інфрачерво­ним випромінюванням. Дугові опіки складають 25% від загаль­ної кількості електричних опіків.

Від дії струму опіки можуть бути І і II ступеня, які з часом проходять; від дії дуги — І, ІІ і IІІ ступенів; якщо опік від змішаної дії струму та дуги - IV ступеня. Визначити ступінь опіку можна за такими ознаками:

I ст. - почервоніння шкіри;

II ст. - утворення пухирців;

III ст. - омертвіння всієї товщі шкіри;

IV ст. - обвуглення тканин, вигорання до кісток.

Електричні мітки (знаки), які називають також знаками струму, являють собою чітко окреслені плями сірого або блідо- жовтого кольору на поверхні шкіри людини, яка опинилася під дією струму.

Металізація шкіри - проникнення у верхні шари шкіри найдрібніших частинок металу, який розплавився під дією елек­тричної дуги. Це можливо при коротких замиканнях, відключен­нях роз'ємів і рубильників під навантаженням і т.д.

Уражена ділянка шкіри має шорстку поверхню, забарвлення якої визначається кольором металу, що потрапив на шкіру.

Металізація шкіри спостерігається у 10% потерпілих.

Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей унаслідок дії потужного потоку ультрафіолетових променів, які викликають у клітинах організму хімічні зміни. Таке опромінення можливе при наявності електричної дуги (наприклад при корот­кому замиканні), яка є джерелом інтенсивного випромінювання не тільки видимого світла, але й ультрафіолетових та інфрачер­воних променів.

Електроофтальмія спостерігається приблизно у 3% потерпілих від дії електричного струму. Протягом кількох днів потерпілий не може дивитися на світло, можлива втрата зору.

Механічні пошкодження (від біологічної дії струму) виника­ють в результаті різких, довільних, судомних скорочень м'язів під дією струму, який проходить через тіло людини. При цьому можливі розриви шкіри, кров'яних судин і нервових тканин, а також вивихи суглобів і переломи костей.

Електричні удари - це своєрідна реакція організму людини на дію електричного струму. Під електричним ударом слід ро­зуміти збудження живих клітин організму електричним стру­мом, який протікає через нього і супроводжується судомним ско­роченням різних м'язів тіла.

Електричний удар може призвести до порушення і навіть по­вної зупинки роботи легень і серця. При цьому зовнішніх місцевих пошкоджень, тобто електричних травм, людина може й не мати.

Розрізняють 4 ступені електричного удару:

1 ст. - судомне скорочення м'язів без втрати свідомості (без порушення серцебиття і дихання).

2 ст. - судомне скорочення м'язів із втратою свідомості, але без порушення дихання і серцебиття (перша допомога - привес­ти до пам'яті за допомогою води, нашатирного спирту).

3 ст. - втрата свідомості і порушення серцебиття або дихання, або дихання і серцебиття (перша допомога - штучне дихання).

4 ст. - клінічна смерть - короткочасний перехідний стан від життя до смерті, який настає з моменту припинення діяльності серця і легень.

Клінічна смерть триває у молодих здорових людей 5-7 хв. Далі через відсутність постачання кисню клітини кори головно­го мозку, з діяльністю яких пов'язані свідомість і мислення, відмирають і не відновлюються. Діти та люди старшого віку можуть бути без кисню декілька секунд. Після клінічної смерті настає біологічна (істинна) смерть - незворотне явище, при яко­му припиняються біологічні процеси в клітинах і тканинах і відбувається розпад білкових структур.

Причинами смерті від електричного струму при електричному ударі може бути:

• Припинення роботи серця

• Припинення дихання (параліч дихання) відбувається звичайно внаслідок безпосередньої дії струму на м'язи грудної клітки, які беруть участь у процесі дихання.

• Електричний шок - своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму у відповідь на надмірне подразнення елект­ричним струмом, яке супроводжується глибоким розладом кровообігу, дихання, обміну речовин.

Розрізняють три фази шоку. Безпосередньо після дії струму настає короткочасна фаза збудження, коли потерпілий реагує на виникнення болю, у нього підвищується кров'яний тиск; потім настає фаза гальмування і виснаження нервової систе­ми, коли різко знижується кров'яний тиск, падає і збільшується частота пульсу, слабне дихання, виникає депресія, яка може тривати від декількох десятків хвилин до декількох діб. Тре­тя фаза (стадія) - людина або помирає в результаті повного згасання життєво важливих функцій, або відбувається виздо- ровлення як результат своєчасного ефективного лікування.

Опір тіла людини

При сухій, чистій непошкодженій шкірі опір тіла, виміряний при напрузі до 15-20 В, коливається в межах близько 3-100 кОм, а деколи і в більш широких межах. Якщо на ділянках шкіри, де прикладаються електроди, зішкребти роговий шар, то опір тіла знизиться до 1-5 кОм, а при видаленні всьо­го зовнішнього шару шкіри (епідерміса) - до 500-700 Ом. Якщо ж під електродами повністю видалити шкіру, то опір підшкірних тканин тіла, який у всіх людей практично однаковий, становити­ме 300-500 Ом. При розрахунках приймають опір людини рівним 1000 Ом.

Найменший опір має шкіра об­личчя, шиї, зап'ястків, особливо з внутрішнього боку, під пахва­ми, з верхнього боку кистей рук

Основні чинники, що визначають результат ураження людини електричним струмом

При ураженні людини електричним струмом основним уражаю­чим чинником є величина струму, який проходить через її тіло. Ступінь негативної дії струму на організм людини збільшується зі збільшенням сили струму. Результат ураження визначається також тривалістю проходження струму, його частотою, шляхом струму, індивідуальними властивостями людини.

Перший чинник — величина струму. За силою та можливим ураженням людини струми поділяються на відчутний, невідпускаючий, фібриляційний.

Відчутний струм. Електричний струм, який викликає при проходжені через організм відчутні подразнення, називається відчутним струмом, а найменше значення цього струму назива­ється пороговим відчутним струмом.

При змінному струмі порогове значення відчутного струму становить 0,5-1,5 мА (легке пощипування, свербіння шкіри); при постійному струмі порогове значення відчутного струму дорі­внює 5-7 мА, відбувається відчутне нагрівання шкіри людини, яка торкнулась струмоведучої частини.

Найменше значення струму (при постійному струмі), яке відчувається язиком, складає 40 мкА.

Безпечні струми, які тривалий час можуть проходити через людину і не зашкодити їй, становлять 50-75 мкА при 50 Гц і 100-125 мкА при постійному струмі.

При збільшенні струму настає момент, коли людина не може самостійно відірватися від струмоведучих частин.

Невідпускаючий струм. Електричний струм, який при прохо­дженні через людину викликає судомні скорочення м'язів рук, що затискають провідник, які подолати людина не може, назива­ється невідпускаючим струмом, а найменше значення його - пороговим невідпускаючим струмом.

Порогове значення невідпускаючого струму можна умовно назвати безпечним для людини, оскільки він не викликає негай­ного її ураження. Однак при тривалому проходженні сила стру­му зростає внаслідок зменшення опору тіла, в результаті чого посилюється біль, можуть виникнути серйозні порушення роботи легень і серця, а в деяких випадках настає смерть.

Порогове значення невідпускаючого змінного струму стано­вить 10-15 мА.

Невідпускаючих струмів при постійному струмі немає, тому що людина може при будь-яких значеннях струму самостійно розціпити руку, в якій затиснуто провідник, і таким чином відірватися від струмоведучої частини. Але в момент відриву ви­никають больові скорочення м'язів, аналогічні за характером больовими відчуттями, які спостерігаються при такому ж зна­ченні змінного струму (50 Гц). Найбільший постійний струм, при якому людина ще в змозі витримати біль, що виникає в момент відриву рук від електродів, складає 50-80 мА.

Фібриляційний струм. Електричний струм, який викликає при проходженні через організм людини фібриляцію серця, назива­ється фібриляційним струмом, а найменше його значення - по- роговим фібриляційним струмом.

Середнє порогове значення фібриляційного струму складає 100 мА при змінному струмі та 300 мА при постійному струмі

Якщо час проходження фібриляційного струму перевищує 1 с, як правило, настає смерть.Струм, більший 5 А - як змінний так і постійний, - викликає негайну зупинку серця, минуючи стан фібриляції.

Другий чинник — тривалість проходження струму. Чим біль­ша тривалість, тим більша ймовірність важкого або смертельного наслідку.

Третій чинник - шлях струму. Якщо на шляху струму опи­няються життєво важливі органи - серце, легені, головний мозок, то небезпека ураження дуже велика, оскільки струм діє безпосе­редньо на ці органи. Якщо ж струм проходить іншими шляха­ми, то дія його на життєво важливі органи може бути лише рефлекторною, а не безпосередньою. При цьому небезпека важко­го ураження хоча й зберігається, але ймовірність її різко зменшу­ється. Крім цього, оскільки шлях струму визначається місцем прикладання струмоведучих частин (електродів) до тіла по­терпілого, його вплив на результат ураження зумовлюється ще й різним опором шкіри на різних ділянках тіла.

Можливих шляхів струму в тілі людини багато, на практиці зустрічається 15 петель.

Найбільш поширеними є петля «рука - рука» (40% випадків), «права рука - ноги» (20% випадків).

Найбільш небезпечні петлі «голова - руки» і «голова - ноги», тоді струм може проходити через головний і спинний мозок. Ці петлі на практиці виникають не часто. Дуже небезпечним є шлях «права рука - ноги». Найменш небезпечний шлях «нога - нога», який називається нижньою петлею і виникає при дії на людину напруги кроку.

Четвертий чинник — вплив частоти і роду струму. Оскільки опір тіла людини має ємнісну складову, збільшення частоти при­кладеної напруги супроводжується зменшенням повного опору тіла і збільшенням струму, який проходить через людину.

Тому логічно було б очікувати, що збільшення частоти при­зведе до підвищення цієї небезпеки. А насправді це справедливо лише для частоти в діапазоні 0-50 Гц, подальше підвищення частоти, незважаючи на збільшення сили струму, супроводжуєть­ся зниженням небезпеки ураження, яка повністю зникає при час­тоті 450-500 кГц (не може викликати смертельного ураження внаслідок припинення роботи серця або легень). Але ці струми зберігають небезпеку опіків.

Постійний струм приблизно в 4-5 разів безпечніший змінного з частотою 50 Гц. Порівняння небезпеки постійного і змінного струмів справедливе лише для напруги до 500 В. Вважається, що при більш високих напругах постійний струм стає небезпечнішим від змінного з частотою 50 Гц.

П'ятий чинник — індивідуальні властивості людини. Здорові й фізично міцні люди легше переносять електричні удари, ніж хворі і слабкі. Підвищену сприйнятність до електричного струму мають люди із захворюваннями шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легень, з нервовими хворобами. На­пруження фізичне та емоційне зменшує небезпеку ураження лю­дини електричним струмом.

Шостий чинник — чинник уваги. Чинник уваги підвищує опір тіла людини. 85% випадків ураження електричним струмом трапляються при відсутності чинника уваги.

Дата добавления: 2014-01-04