Действие электрического тока на организм человека

БЛОК 13

ТЕМА: «ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ»

Номер учебного элемента (УЭ)	Учебный материал с указанием заданий	Руководство по усвоению учебного материала
УЭ – 0	Интегрирующая цель: в процессе учебной работы вы должны дать понятие о действии тока на организм человека и факторах, влияющих на исход поражения электротоком	Тема и цель пишется на доске
УЭ – 1 Проверка изученного материала	Входной контроль (8 баллов) Цель: проверить себя как усвоил материал по теме «Основы гигиены труда. Охрана труда женщин». ЗАДАНИЕ 1 (2 балла) Что такое гигиена труда? ЗАДАНИЕ 2 (2 балла) Опишите деятельность человека с позиции безопасности труда. ЗАДАНИЕ 3 (4 балла) Что описывает Статья 262 Трудового кодекса РБ.	Работайте самостоятельно, без помощи учебной литературы и конспекта. Время выполнения 15 минут. Контроль преподавателя.
УЭ – 2 Углубление материала	Цель: углубить знания об освещении производственных помещений. ЗАДАНИЕ 1 (6 баллов) Опишите действие электрического тока на организм человека. ЗАДАНИЕ 2 (4 балла) 1.Какое воздействие на человека оказывает электрический ток проходя через организм? 2. Опишите факторы, от которых зависят параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током. ЗАДАНИЕ 3 (5 баллов) Опишите защитное заземление, его устройство и принцип действия ЗАДАНИЕ 4 (5 балла) Опишите требования к персональному обслуживающему электороустановки.	Запишите в тетрадь дату и название изучаемой темы. По ходу урока конспектируйте основные моменты вопросов; записывайте номера УЭ, номера заданий и количество заработанных баллов по каждому заданию. На выполнения задания отводится 13 минут. Проводите самоконтроль и взаимоконтроль

УЭ – 3 Закрепление углубленного материала	Выходной контроль (7 баллов) Цель: проверить усвоение углубленного материала. ЗАДАНИЕ 1 (3 балла) Опишите классификацию помещений с повышенной степенью опасности. ЗАДАНИЕ 2 (3 балла) Охарактеризуйте особо опасные помещения и помещения без повышенной опасности. ЗАДАНИЕ 3 (1 балл) Составьте вопрос по теме занятия.	Работайте индивидуально 20 минут, после чего произведите взаимоконтроль.
УЭ - 4	РЕЗЮМЕ (4 балла) Цель: проверить усвоение изученного материала по теме занятия. ЗАДАНИЕ 1 (2 балла) На какие степени делятся электрические удары в зависимости от поражения электрическим током? ЗАДАНИЕ 2 (2 балла) Что используется в качестве средств защиты от поражения током	2–3 минуты фронтальный опрос
УЭ - 5	РЕФЛЕКСИЯ Усвоил материал (+) Усвоил частично (±) Не усвоил (-)	2–3 минуты

Количество баллов за правильные ответы	Оценка	Отметка
39-33	Отлично, превосходно	10-9
32-29	Молодец, хорошо	8-7
28-23	Удовлетворительно	6-5
	Могло быть и лучше
Менее 21	К сожалению, вы недостаточно усвоили тему урока. Вам необходимо дополнительно поработать над вопросами блока	3-2-1

ТЕМА 3.1 «ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ»

Действие электрического тока на организм человека.

2. Виды поражения: термическое, электролитическое, биологическое.

3. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током. Условия и основные причины поражения человека электрическим током. Явления при стекании тока на землю: напряжения прикосновения и шага

Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

Обеспечение электробезопасности конструкций электроустановок техническими способами и средствами защиты, а также организационными и техническими мероприятиями

Требования к персоналу, обслуживающему электроустановки

Действие электрического тока на организм человека.

Электрический ток оказывает отрицательное воздействие на человека и является опасным производственным фактором.

При этом возможны следующие виды электротравм:

· электрический ожог;

· электрические знаки - возникают в местах контакта человека с токоведущими частями;

· металлизация кожи - проникновение в кожу мельчайших частиц металла;

· электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз;

· электрический удар - электротравма, вызванная реакцией нервной системы на раздражение электрическим током.

В сухих помещениях для жизни человека опасно напряжение свыше 42 В,в сырых и особо влажных помещениях, в котлах, стальных и железобетонных резервуарах, колодцах и на земле - свыше 12 В.

Если человек попадает под напряжение, то через его тело протекает электрический ток. Действие электрического тока на человека зависит от многих факторов: от рода тока (переменный или постоянный); при переменном токе - от его частоты; от величины тока (или напряжения); длительности протекания тока; от пути прохождения тока через тело человека; физического и психического состояния человека.

Наиболее опасным для человека является переменный ток с частотой 50... 500 Гц. Способность самостоятельного освобождения от тока такой частоты у большинства людей сохраняется при очень малой величине тока (до 10 мА). Величина тока, проходящего через попавшего под напряжение человека, зависит от величины напряжения установки и сопротивления всех элементов цепи, по которым протекает ток.

Сопротивление тела человека слагается из внешнего сопротивления - сопротивления кожи - и сопротивления внутренних органов. Сухая кожа человека имеет сопротивление около 100000 Ом, влажная - около 1000 Ом, а сопротивление внутренних органов примерно 500... 1000 Ом. Однако расчетное сопротивление принимается в 1000 Ом.

Известно, что при протекании тока сопротивление кожи падает, а клетки внутренних органов перерождаются, поэтому чем дольше человек находится под воздействием тока, тем сильнее и серьезнее последствия поражения.

Время действия тока, с ………………… 0,2 0,3 0,5 0,7 1,0

Допустимый ток, мА ………………………... 280 185 100 75 65

Смертельное поражение человека электрическим током может наступить в результате прекращения работы сердца или остановки дыхания. При длительном действии тока (от нескольких секунд до нескольких минут) возможны одновременное прекращение работы сердца и органов дыхания. В результате воздействия на сердце электрического тока с частотой 50 Гц возникает хаотическое сокращение отдельных волокон сердечной мышцы, так называемая фuбрuлляцuя. При наступлении фибрилляции работа сердца прекращается, что приводит к остановке кровотока и быстрому наступлению смерти. В настоящее время за величину тока, вызывающую смертельный исход, принят ток в 100 мА, действующий на человека более 1... 2с. Степень воздействия тока на организм человека приведена в табл.1.

Таблица 1. Характер воздействия тока на организм человека

Сила тока,	Переменный ток	Постоянный
МА	ток
До 1	Не ощущается
1... 8	Ощущения безболезненны. Управление	Легкий зуд
	мышцами не yтpачено. Возможно само-
	стоятельное освобождение от контакта
	с частями, находящимися под напряжением
8... 15	Ощущения болезненны. Управление мышцами	Ощущение
	еще не yrpачено и возможно самостоятельное	тепла
	освобождение от действия тока
20... 50	Ощущения тока очень болезненны. Сильные
	сокращения мышц. Дыхание затруднено.	Сокращение
	Невозможно самостоятельно освободиться	мышц рук
	от действия тока
50... 100	Возможна фибрилляция сердца, немедленно	Паралич
	приводящая к смерти	дыхания
100... 200	Возникновение фибрилляции сердца

Наибольшей опасности человек подвергается тогда, когда ток проходит по жизненно важным органам (сердце, легкие) или клеткам центральной нервной системы. Однако смертельный исход возможен при малых напряжениях (12... 36 В) в результате соприкосновения токоведущих частей с наиболее уязвимыми частями тела - тыльная сторона ладони, щека, шея, голень, плечо.

Если выключить электрический ток, то нормальная работа сердца сама по себе не восстановится. Однако прекращение видимых признаков жизни - дыхательного движения и сердцебиения еще не означает действительного наступления смерти. Во-первых, такими явлениями сопровождается тяжелая форма шока, во-вторых, даже при прекращении дыхания и сердцебиения, т. е. при наступлении так называемой клинической смерти, человека еще можно спасти путем искусственного дыхания и непрямого массажа сердца, если их начать немедленно. У здорового человека период клинической смерти продолжается до 7... 8 мин.

Установлено, что в момент поражения электрическим током большое значение имеет физическое и психическое состояние человека. Если человек голоден, утомлен, опьянен или нездоров, то сопротивление его организма снижается, т. е. вероятность тяжелого поражения возрастает. При соблюдении правил безопасности, т. е. при внимательной и осторожной работе, вероятность поражения электрическим током уменьшается.

Иногда создается обманчивое представление о безопасности прикосновения к токоведущим частям напряжением до 220В, основанное на фактах, когда человек, прикоснувшись к токоведущим частям, не пострадал. Действительно, подобные случаи возможны, если прикоснувшийся был хорошо изолирован от земли, находился в сухом помещении. Но практически в условиях эксплуатации всегда имеется ряд неблагоприятных обстоятельств, увеличивающих опасность прикосновения. К ним относятся сырость, высокая температура в помещении, влажная кожа тела, наличие токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных), деревянных полов, увлажненных или загрязненных эмульсией с металлической стружкой. Человек, привыкший безнаказанно прикасаться к токоведущим частям в благоприятных условиях, может быть смертельно поражен при наличии одного из неблагоприятных факторов. Статистика показывает, что число несчастных случаев, в том числе со смертельным исходом, при напряжениях 120... 380В составляет более половины от всех несчастных случаев.

Действие на человека электрических и электромагнитных полей

Электрическое поле тока промышленной частоты. В электроустановках высокого напряжения под проводами линий электропередач создается поле переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Такое переменное электрическое поле при напряжении 330 кВ и выше неблагоприятно влияет на центральную нервную систему человека, вызывая снижение его работоспособности: повышаются частота пульса, кровяное давление, температура тела, к концу рабочего дня человек становится вялым, сонливым, быстро устает. Все эти отклонения являются нестойкими и после отдыха обычно исчезают.

Человек, находясь в переменном электрическом поле, подвергается действию переменного потенциала поля, под влиянием которого через его тело протекает емкостный ток. Величина емкостного тока определяется напряженностью электрического поля, сопротивлением тела человека, обуви и удельным сопротивлением поверхностного слоя земли, по которому этот ток растекается. Величина напряженности поля определяется расстоянием от токоведущих частей установки до места нахождения человека: чем больше расстояние, тем меньше напряженность поля.

В распределительном устройстве напряжением 500 кВ емкостный ток, протекающий через тело человека, может достигать величины 0,4... 0,52 мА. Прикосновение человека, находящегося в электрическом поле, к заземленным конструкциям сопровождается искровым разрядом. Через человека проходит ток, вызывающий неприятные, а иногда болезненные ощущения покалывания.

Для защиты от действия электрического поля тока промышленной частоты при работах в электроустановках напряжением 330... 500 кВ и выше применяют защитный костюм. Этот костюм выполняется из металлизированной ткани и соединяется с землей для отвода емкостных токов. Защитный костюм может полностью экранировать тело, при этом обеспечивается полная защита от емкостного тока, но создается неудобство при передвижении и затрудняется терморегуляция тела. Защитный костюм с полным экранированием сделан в виде комбинезона с откидным капюшоном, надеваемого на верхнюю одежду, и специальной обуви, имеющей токопроводящую подошву.

Экспериментальная проверка эффективности защиты, осуществляемой с помощью костюмов без капюшонов, показала, что ток через человека даже при самых больших сопротивлениях заземления костюма снижается в 16 раз по сравнению с током, протекающим через человека без защитного костюма. Если заземлить костюм через общую сеть заземления, то ток через человека уменьшается в 26 раз. Это обеспечивает полную безопасность работающего.

Электромагнитное поле токов высокой и сверхвысокой частоты.

Электромагнитное поле токов высокой частоты (ВЧ) или сверхвысокой частоты (СВЧ) может создаваться в зоне расположения радиотехнических установок или промышленных установок высокой частоты.

Биологическое действие на человека переменных электромагнитных полей ВЧ и СВЧ тем значительнее, чем больше их напряженность, частота тока и время действия. Влияние поля высокой и сверхвысокой частоты на человека проявляется в расстройстве его нервной системы, головных болях, усилении потливости, быстром утомлении во время работы, сонливости. При достаточно большой мощности поля возможно выпадение волос и помутнение хрусталиков глаз. Нарушения и изменения в организме человека, вызванные электромагнитным полем, способны накапливаться, хотя некоторые расстройства после прекращения действия поля быстро исчезают.

Основным методом защиты является уменьшение напряженности и потока мощности электромагнитных полей ВЧ и СВЧ, воздействующих на человека, до значений, не превышающих предельно допустимые. Защита состоит в экранировании излучателя, рабочего места или самого работающего металлическими листами или сетками.

2.Виды поражения: термический, электрическое, биологическое.

Проходя через организм, электрический ток оказывает следующие воздействия:

термическое (нагревает ткани, кровеносные сосуды, нервные волокна и внутренние органы вплоть до ожогов отдельных участков тела);
электролитическое (разлагает кровь, плазму);
биологическое (раздражает и возбуждает живые ткани организма, нарушает внутренние биологические процессы).

Электрический удар - поражение организма человека, вызванное возбуждением живых тканей тела электрическим током и сопровождающееся судорожным сокращением мышц.

В зависимости от возникающих последствий электрические удары делятся на четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого);
IV - состояние клинической смерти.

Различают два вида поражения электрическим током:

общее
местное

Общее травматическое действие тока (электрический удар) возникает при прохождении тока недопустимых величин через организм человека и характеризуется возбуждением живых тканей организма, непроизвольным сокращением различных мышц тела, сердца, лег-ких, других органов и систем, при этом происходит нарушение их работы или полная остановка.
К местным электротравмам относят локальные нарушения целостности тканей организма.

К местным электротравмам относятся:

электрический ожог (токовый и дуговой) - токовый ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно невысоких напряжениях электрической сети); дуговой ожог возникает при высоких напряжениях электрической сети между проводником тока и телом человека, когда образуется электрическая дуга;
электрические знаки - пятна серого или бледно-желтого цвета овальной формы, диаметром 1--5 мм на поверхности кожи человека, образующиеся в месте контакта с проводником тока. Эта травма не представляет серьезной опасности и быстро проходит;
металлизация кожи - проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. В зависимости от места поражения эта травма может быть очень болезненной, с течением времени пораженная кожа сходит, а если поражены глаза, то возможно ухудшение или потеря зрения;
электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз под действием потока ультрафиолетовых лучей, испускаемых электрической дугой; по этой причине нельзя смотреть на сварочную электродугу. Травма сопровождается сильной болью и резью в глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении потребуется сложное и длительное лечение. Нельзя смотреть на электрическую дугу без специальных защитных очков.

Механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений мышц, под действием проходящего через тело человека тока (расслаивает, разрывает различные ткани, стенки кровеносных и легочных сосудов; возможны вывихи суставов, разрывы связок и даже переломы костей; кроме того, в состоянии испуга и шока человек может упасть с высоты и получить травму).

Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током, зависят от ряда факторов, основными из которых являются:

величина электрического тока и длительность его воздействия на организм;
величина напряжения, воздействующего на организм;
род и частота тока;
путь протекания тока в теле человека;
электрическое сопротивление тела человека;
психофизиологическое состояние организма, его индивидуальные свойства;
состояние и характеристика окружающей среды (температура воздуха, влажность, загазованность, запыленность) и др.

Основными причинами поражения электрическим током являются:

нарушение правил технической эксплуатации электроустановок; прикосновение к токоведущим частям;

прикосновение к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за неисправности изоляции или заземляющих устройств.

Сила тока зависит от напряжения, приложенного к человеку, и сопротивления тела. Чем выше напряжение и меньше сопротивление, тем больше сила тока.

Частота тока. Наиболее опасен ток промышленной частоты - 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опасен, и пороговые значения для него больше.

При напряжении до 500 В более опасен переменный ток. Это подтверждается тем, что одинаковые с постоянным током воздействия на организм человека он вызывает при силе тока в 4-5 раз меньшей.

При напряжении свыше 500 В более опасен постоянный ток.

Время воздействия электрического тока. С увеличением длительности воздействия тока растет вероятность тяжелого или смертельного исхода. Наиболее опасная продолжительность действия тока - 1 с и более, т.е. не менее периода сердечного цикла (0,75...1 с).

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов и неодинакова в различных ситуациях. Известны случаи гибели людей от слабых токов при напряжении 12 В и благополучного исхода при действии напряжением 1000 В и более. Это зависит от состояния нервной системы, физического развития человека. Для женщин, например, пороговые значения силы тока примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин.

На исход поражения сильно влияет сопротивление тела человека, которое изменяется в очень больших пределах. Наибольшим сопротивлением обладает верхний слой кожи толщиной около 0,2 мм, состоящий из мертвых ороговевших клеток. Общее электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже, измеренное при напряжении 15...20 В, находится примерно в пределах 3...1000 кОм и больше; сопротивление внутренних тканей тела - 300...500 Ом. Поэтому люди с нежной, влажной и потной кожей, а также с повреждениями и ссадинами на коже более уязвимы для электрического тока.

При различных расчетах, связанных с обеспечением электробезопасности и расследованием электротравм, сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 кОм и более.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния - сухие или мокрые. Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва - 0,5 кОм; из резины - соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый - 0,8 кОм; бетонный - соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный - 30 и 0,3 кОм; земляной - 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки - 25 и 0,3 кОм. Очевидно, что при влажных и мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электробезопасность.

Напряжение прикосновения U, В - разность электрических потенциалов между двумя точками тела человека, возникающая при его прикосновении к токоведущим частям, корпусу электроустановки или нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением.

Напряжение шага возникает, когда человек находится в зоне растекания электрического тока в основании или земле. Если ноги человека удалены на различное расстояние от точки стекания тока (как правило на размер шага), то они будут находиться под разными потенциалами. В результате возникает напряжение шага, равное разности потенциалов, между точками земли или другой поверхности на которой стоит человек обеими ногами.