Дія електричного струму на організм людини і основні види ураження електричним струмом
Правила безпеки при експлуатації електричних приладів, установок, генераторів, машин і двигунів внутрішнього згорання
Життя і діяльність людини неможливо уявити без використання електричного струму. А тому правила електробезпеки повинні знати всі громадяни без винятку, починаючи з малолітніх дітей. Звичайно, певна категорія працівників, які займаються використанням електричної енергії і дії електричного струму на професійному рівні, знають і повинні знати правила електробезпеки більше від громадян, які ознайомлені з електробезпекою на побутовому рівні.
Електрична енергія є чинником підвищеної небезпеки. Необережне поводження при її використанні може мати тяжкі наслідки.
Небезпека електричного струму відзначається швидкоплинністю ураження, а також тим, що людина неспроможна без спеціальних пристроїв виявити напругу на відстані. Дуже часто дія електричного струму є несподіваною і проявляється після того як людина вже уражена.
Ураження людини електричним струмом відбувається за таких причин:
- при безпосередньому торканні до струмоведучих частин електроустановки, що знаходиться під напругою;
- при торканні до металевих конструктивних частин механізмів, на яких внаслідок короткого замикання електропровідників на масу корпусу з’явилась небезпечна напруга;
- ураження, викликане «кроковою напругою», яка виникає в місці розтікання струму в землі (при обриві дротів повітряних ліній, пошкодженні ізоляції електричного кабелю, прокладеного в траншеї, замикання на землю дротів ЛЕП через наближення до них металевих частин конструкцій кранів, бурових щогл, високотонажних автомобілів, інших великогабаритних механізмів). Така дія також можлива на електророзвідувальних роботах навколо електродів живлення у випадку глибокого зондування земної кори потужним електричним струмом, а також від електрозварювального струму.
Чим довше знаходиться людина під дією електричного струму, тим тяжкіші наслідки електротравми. Така залежність викликана і тим, що за перші 30 секунд перебування людини під дією струму, опір її тіла зменшується на 25% від попереднього, а через 90 секунд - на 70% .
Основною причиною нещасних випадків при роботі з електричним струмом є погане заземлення електрообладнання, пошкодження ізоляції провідників і як наслідок їх замикання, несправності вимикачів, розеток, подовжувачів, переносних ламп, перевантаження електричної мережі. Загалом же причини електротравм можна поділити на технічні, організаційно-технічні, організаційні, соціальні.
Наслідки електротравм, в основному, залежать від:
- величини вражаючої напруги;
- величини струму, що протікає через організм людини (5 – 100 мА і більше);
- роду, частоти, тривалості дії електроструму;
- чинника раптовості;
- шляху проходження струму через тіло людини;
- власного електричного опору тіла людини (1000 – 50000 Ом);
- стану здоров’я організму людини і умов навколишнього середовища – його вологості і температури.
В залежності від величини електричного струму можна визначити як:
- до 5 мА - безпечний;
- 5 – 20 мА - викликає легкі травми (опіки І ступеня – почервоніння шкіри, скорочення м’язів з можливістю самостійного вивільнення, інші незначні ушкодження);
- 20 – 50 мА – середні травми (струм невідпускання з неможливістю самостійного вивільнення, опіки ІІ ступеня – пухирі, можлива зупинка серця);
- 50 – 100 мА – тяжкі травми, часто навіть несумісні з життям, обвуглення значних ділянок тіла, кісток, м’язів;
- понад 100 мА – безумовна смерть.
На ступінь небезпеки від величини електричного струму впливає також тривалість його ураження.
Величина електричного струму залежить не тільки розміру напруги в місці контакту але й від електричного власного опору людини. На розмір власного опору впливають:
- стан тіла людини – сухе вологе, чисте, спітніле, забруднене;
- стан одягу – сухий, чистий, забруднений, вологий, неструмопровідний, з металевими струмопровідними елементами;
- стан рук і стан ніг – сухі, чисті, забруднені, зволожені, спітнілі, з порізами;
- стан організму – здоровий, стомлений, інфікований;
- настрій – гарний, без настрою, депресивний;
- зв’язок з алкоголем і наркотиками – тверезий, у стані сп’яніння.
Величина власного опору організму людини:
- близько 50000 Ом або 50 кОм при збігу всіх сприятливих умовах (всі частини тіла, одяг, взуття чисті, сухі, підошва взуття виготовлена із ізоляційного матеріалу, в одязі немає металічний вставок, відсутні порізи кінцівок,стан здоров’я нормальний, настрій бадьорий, тверезий);
- близько 1000 Ом або 1 кОм – при збігу всіх несприятливих умов.
Загалом же в залежності від індивідуальних особливостей організму і з врахуванням умов електроопір тіла може коливатися в межах від 100000 до 200 Ом. При розрахунках береться показник рівний 1000 Ом.
Розмір напруги має вирішальне значення на ступінь ураження людини (з урахуванням величини власного електроопору). Для сприятливих умов:
42 В змінного струму і 110 В постійного струму, адже:
І = U/R = 42/50000 = 0,84 мА, а це менше 5 мА;
І = U/R = 110/50000 = 2,24 мА, це також менше 5 мА (безпечний струм).
За несприятливих умов:
Для змінного струму: І = U/R = 42/1000 = 42 мА, а це небезпечно, оскільки показник перевищує 5 мА.
Для постійного струму: І = U/R = 110/1000 = 110 мА величина перевищує 100 мА, а значить є смертельною.
Для несприятливих умов граничною величиною безпечної напруги може бути 5 В, адже: 5мА (0,005А) × 1000 Ом = 5 В
Дія електричного струму на організм людини може бути термічною, біологічною і електролітичною.
Відповідно за дією і наслідками електротравми поділяються на види:
Загальні електротравми (електричні удари):
- судомні скорочення м’язів без втрати свідомості;
- судомні скорочення м’язів із втратою свідомості без порушення дихання і кровообігу;
- втрата свідомості з порушенням серцевої діяльності чи дихання або серцевої діяльності і дихання разом;
- психофізичний шок;
- клінічна смерть.
Місцеві електротравми:
- електричні опіки (опіки шкіри, м’язів, кровоносних судин, інших органів);
- електричні знаки - проявляються в загрубінні шкіри у місцях проходження електричного струму крізь поверхневий шар шкіри людини;
- «металізація» шкіри – проникнення часток розплавленого металу в поверхню шкіри, що обумовлює втрату електричного опору відповідними частинами тіла;
- електроофтальмічне ураження (ушкодження очей від ультрафіолетового випромінювання електричної дуги під час електрозварювання чи інших процесів. Проявляється в пошкодженні сітківки очей з частковою або повною втратою зору тимчасово, а можливо на все життя.
- механічні ушкодження.
Термічна дія струму класифікується за чотирма ступенями:
І – почервоніння шкіри потерпілого;
ІІ – пухирі;
ІІІ – значні опіки з ушкодженням 30% поверхні;
ІV – значні опіки великих ділянок тіла в поєднанні з вигорянням м’язів та кісток.
Під час дії електричного струму на тіло людини відбувається скорочення м’язів рук, ніг і всього тіла. В залежності від обставин, можливе самостійне звільнення від дії електричного струму. При несприятливих умовах його дії самостійне вивільнення неможливе. Людина потребує сторонньої допомоги.
При проходженні струму по шляху рука-рука, рука-голова, голова-нога, нога-рука можливе скорочення м’язів легенів, серця, язика, закриття дихальних шляхів, кисневе голодування, пошкодження клітин головного мозку.
Протікання електричного струму через організм людини викликає іонізацію – утворення позитивних і негативних іонів від розкладання молекул живої тканини. Іонізація призводить до руйнації клітин внутрішніх органів. Наслідком можуть бути захворювання у формі гастритів, колітів, виразок шлунку і дванадцятипалої кишки, цирозу печінки, лейкозів, серцевої недостатності тощо.