Урок "Основи електробезпеки. Види ураження електричним струмом."

Основи електробезпеки. Види ураження електричним струмом

Електробезпека - це система організаційних та технічних заходів і засобів, які забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля та статичної електрики (ГОСТ 12.1.009-76).

Електричний струм, який проходить крізь живий організм, чинить термічну, електролітичну та біологічну дію. Термічна та електролітична дія властива будь-яким провідникам, а біологічна - тільки живій тканині.

Термічна (теплова) дія струму виявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, які перебувають на шляху протікання струму, що викликає серйозні функціональні розлади цих органів й організму в цілому.

Електролітична (хімічна) дія струму виражається в розкладі (електролізі) органічних рідин, в тому числі й крові, що супроводжується значними порушеннями їх фізико-хімічного складу.

Біологічна дія струму виявляється в подразненні та збудженні живих тканин організму, а також у порушенні внутрішніх біоелектричних процесів, які протікають у нормально діючому організмі й тісно пов'язані з його життєвими органами.

Подразнювальна біологічна дія на тканини організму може бути прямою, коли струм проходить безпосередньо по цих тканинах, і рефлекторною, тобто дія відбувається через центральну нервову систему, а шлях струму пролягає за межами цих тканин.

Механічна (динамічна) дія струму виявляється в розшаруванні, розриві та інших подібних пошкодженнях різних тканин організму, в тому числі м'язової тканини, стінок кровоносних судин легеневої тканини тощо внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари від перенагрітої струмом рідини тканини і крові.

Різноманітність дій електричного струму на організм людини може призвести до різних електротравм, які умовно можна звести до двох видів: місцевих електротравм, коли виникає місцеве пошкодження організму, і загальних електротравм, так званих електричних ударів, коли уражається (або створюється загроза ураження) весь організм через порушення нормальної діяльності життєво важливих органів і систем.

Приблизний розподіл нещасних випадків від електричного струму в промисловості за зазначеними видами травм такий: 20% — місцеві електротравми; 25% - електричні удари; 55% - змішані травми, тобто одночасно місцеві електротравми й удари.

Травми обох видів часто супроводжують одна одну. Але вони різні і мають розглядатися окремо. Характерні місцеві електротравми - це електричні опіки, електричні знаки, металізація шкіри, механічні пошкодження та електроофтальмія.

Електричний опік - найбільш поширена електротравма. Залежно від умов виникнення розрізняють два основних види опіків: струмовий (або контактний), який виникає в електроустановках з відносно невеликою напругою - не вище 2 кВ, при проходженні струму безпосередньо крізь тіло людини внаслідок контакту зі струмопровідною частиною. При більш високій напрузі, як правило, утворюється електрична дуга або іскра, яка й спричиняє виникнення опіку другого виду — дугового. Розрізняють чотири ступеня опіків: І - почервоніння шкіри; II - утворення пухирів; III - відмирання усієї товщі шкіри; IV— обвуглювання тканини.

Звичайно тяжкість пошкодження організму при опіках визначається не ступенем опіку, а площею поверхні тіла, ураженою опіками.

Електричні знаки, які називаються ще позначками струму, це плями сірого або блідо-жовтого кольору у вигляді подряпин, невеликих ран, бородавок, мозолей на поверхні шкіри в місцях контакту зі струмопровідними частинами. Найчастіше знаки мають круглу або овальну форму і діаметр 1-5 мм із заглибленням у центрі. Електричні знаки, як правило, є безболісними і з часом зникають.

Електрометалізація шкіри — проникнення у верхні шари шкіри дрібних частинок металу, що розплавилися під дією електричної дуги. Уражена частина шкіри має жорстку поверхню, колір якої визначається кольором сполуки металу, який потрапив у шкіру. Електрометалізація шкіри не становить небезпеки і з часом зникає, як і електричні знаки.

Електроофтальмія - запалення зовнішньої оболонки ока, роговиці та кон'юнктиви (слизової оболонки, яка покриває очне яблуко), що виникає у разі дії потужного потоку ультрафіолетових променів, які енергійно поглинаються клітинами організму і викликають у них фізичні зміни. Таке можливе при появі електричної дуги - джерела інтенсивного випромінювання не тільки видимого світла, а й ультрафіолетових та інфрачервоних променів. Звичайно хвороба триває кілька днів. У разі ураження рогової оболонки лікування є складнішим і довготривалішим.

Електричний удар - електротравма, зумовлена рефлекторною дією електричного струму (який діє через нервову систему), внаслідок чого починаються спазми м'язів або інших тканин, порушується серцево-судинна діяльність. Залежно від виду ураження електричні удари поділяються на чотири групи (ступеня):

І - спазматичне скорочення м'язів без утрати свідомості;

П - спазматичне скорочення м'язів зі втратою свідомості, але з працюючим серцем та системою дихання;

III - втрата свідомості з порушенням серцевої діяльності або дихання (або того й іншого разом);

IV - клінічна смерть. Відсутність дихання та кровообігу.

Клінічна смерть - короткочасний перехідний стан від життя до смерті, який наступає з моменту припинення діяльності серця та легенів. У людини, яка перебуває у стадії клінічної смерті, відсутні усі ознаки життя: вона не дихає, серце не працює, больові подразнення не викликають ніякої реакції, зіниці ока дуже розширені й не реагують на світло. Тривалість клінічної смерті визначається з моменту припинення серцевої діяльності та дихання до початку загибелі клітин кори головного мозку, у більшості випадків вона триває 4-6 хвилин. При загибелі здорової людини від випадкової причини, наприклад, від електричного струму, тривалість клінічної смерті може становити 7—8 хвилин, а в разі смерті людини через тяжку хворобу серця, легень тощо лише кілька секунд. Проте якщо в цей період надати постраждалому допомогу, тобто штучним диханням забезпечити збагачення його крові киснем, а непрямим масажем серця налагодити в організмі штучний кровообіг і тим самим забезпечити клітини організму киснем, то розвиток смерті можна буде припинити, а життя повернути.

Біологічна, або істинна, смерть - необоротне явище, яке характеризується зупинкою біологічних процесів у клітинах та тканинах і розкладом білкових структур. Вона починається після закінчення періоду клінічної смерті.

Вібрація – це коливання твердих тіл, яке виникає при зсуві центру ваги тіла, що рухається, обертається або при періодичній зміні форми тіла порівняно зі статичним станом цього тіла. Вібрація характеризується частотою (Гц), амплітудою зсуву, тобто розміром найбільшого відхилення точки, що коливається від положення рівноваги (м), коливальною швидкістю (м/с) та коливальним прискоренням (а/с2). Ступінь і характер впливу на людину залежить від амплітуди і частоти коливань. Так, власні частоти внутрішніх органів знаходяться в області 6 – 9 Гц. Отже, вібрація машин, площадок, ручних інструментів і т. д. особливо небезпечна при частотах 8 – 12; 17 – 25 Гц і т. д., тому що вони можуть бути резонансними для органів. При роботі з ручними машинами (їхня вібрація знаходиться в області 100 Гц) виникають судинні розлади. Загальна вібрація, що має широкий спектр частоти, справляє несприятливий вплив на центральну нервову систему, вестибулярний апарат, шлунково-кишковий тракт, викликає запаморочення, оніміння кінцівок, захворювання суглобів. Тривалий вплив вібрації викликає фахове захворювання – вібраційну хворобу.
Методи боротьби з вібрацією зводяться в основному до демпфірування установок, машин, механізмів, використання різноманітного роду амортизаторів, вібропоглинання.

Часто вібрації супроводжуються почутим шумом.

Вібрація впливає на

О центральну нервову систему

О шлунково-кишковий тракт

О вестибулярний апарат

О викликає запаморочення, оніміння кінцівок

О захворювання суглобів

Тривалий вплив вібрації викликає фахове захворювання — вібраційну хворобу.

Розрізняють загальну і локальну вібрації. Локальна вібрація зумовлена коливаннями інструмента й устаткування, що передаються до окремих частин тіла. При загальній вібрації коливання передаються всьому тілу від механізмів через підлогу, сидіння або робочий майданчик. Найбільш небезпечна частота загальної вібрації 6—9 Гц, оскільки вона збігається з власною частотою коливань внутрішніх органів людини. В результаті цього може виникнути резонанс, це призводить до переміщень і механічних ушкоджень внутрішніх органів. Резонансна частота серця, живота і груд­ної клітки — 5 Гц, голови — 20 Гц, центральної нервової системи — 250 Гц. Частоти сидячих людей становлять від 3 до 8 Гц.

Основними параметрами, що характеризують вібрацію, є: частота/ (Гц); амплітуда зсуву А (м) (розмір найбільшого відхилення точки, що коливається, від положення рівноваги); коливальна швидкість v (м/с); коливальне прискорення а (м/с2).

У виробничих умовах припустимі рівні шуму і вібрації регламенту­ються відповідними нормативними документами.

Зниження впливу шуму і вібрації на організм людини досягається такими методами: .

• зменшенням шуму і вібрації у джерелах їхнього утворення;

• ізоляцією джерел шуму і вібрації засобами звуко- і віброізоляції;

• звуко- і вібропоглинання;

• архітектурно-планувальними рішеннями, що передбачають ра­ціональне розміщення технологічного устаткування, машин і механізмів;

• акустичним опрацюванням помешкань; застосуванням засобів індивідуального захисту.

Параметри вібрації

Параметрами вібрації, які виміряють для визначення негативного впливу на організм людини є такими:

1. Частота, Гц

2. Амплітуда А, м.

3. Середнє квадратичне значення віброшвидкості Vt, м/с.

4. Середнє квадратичнє віброприскорення wt, м/с.

5. Відносний показник віброскорості Lv, Дб.

6. Відносний показник віброприскорення Lw, Дб.

Людина є замкнутою системою з частотою коливань 5-9 Гц. Якщо підвести зовнішні коливання з тієї ж частотою – резонансом, то великою мірою можливе повне припинення роботи серця.

Нормування вібрацій визначається їх нормативними характеристиками.

Нормативними характеристиками, що служать для оцінки впливу вібрацій на людину є:

Середньоквадратичні значення віброшвидкості і виброприскорения та їхні показники. Понад 10 Гц - нормуються Vt і wt. Менше 10 - Lw Lv.

По способу передачі на людину вібрація вимірюється в 3 ортогональних осях: x, y, z. Нормування здійснюється в різних інтервалах частот:

Для загальної вібрації - 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц

Для локальної - 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Для вимірювання сили вібрації використовують різні прилади і в тому числі віброскоп.

Шум – це хаотична сукупність різних за силою і частотою звуків, що заважають сприйняттю корисних сигналів і негативно впливають на людину. Фізична сутність звуку – це механічні коливання пружного середовища (повітря, рідини). Під час звукових коливань утворюються області зниженого і підвищеного тиску, що діють на слуховий аналізатор (мембрану вуха). 
Основними фізичними характеристиками звуку є: частота f (Гц), звуковий тиск Р (Па), інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2), звукова потужність (Вт) тощо. Швидкість поширення звукових хвиль в атмосфері при 20о С складає 344 м/с. Як було сказано раніше у розділі 2, органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 до 20 000 Гц. Але деякі із звуків не сприймаються органами слуху людини: коливання з частотою нижче 16 Гц – інфразвуки, з частотою вище 20 000 Гц – ультразвуки. 
      Мінімальна інтенсивність звуку, яку людина відчуває, називається порогом чутливості. У різних людей він різний, і тому умовно за поріг чутливості приймають звуковий тиск, який дорівнює 2 ґ 10-5 Н/м2 (ньютон на метр квадратний) при стандартній частоті 1 000 Гц. При цій частоті поріг чутливості Іо = 10 – 12 Вт/м2, а відповідний йому тиск Ро = 2 ґ 10-5 Па. Максимальна інтенсивність звуку, при якій вухо починає відчувати болючі відчуття, називається порогом болісного відчуття, рівним 102 Вт/м2, а відповідний йому звуковий тиск Р = 2 ґ 102 Па.
     Зміни інтенсивності звуку і звукового тиску, що чує людина, величезні і складають відповідно 1014 і 107 разів, тому оперувати такими великими числами незручно. Таким чином, для оцінки шуму прийнято вимірювати його інтенсивність і звуковий тиск не абсолютними фізичними величинами, а логарифмами відношень цих розмірів до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості стандартного тону, частотою 1 000 Гц. Ці логарифми відношень називають рівнями інтенсивності і звукового тиску, виражені в белах (Б). Одиниця виміру “бел” названа іменем винахідника телефону А. Белла (1847–1922). Оскільки орган слуху людини спроможний розрізняти зміни рівня інтенсивності звуку на 0,1 Б, то для практичного використання більш зручнішою є одиниця в 10 разів менше – децибел (дБ).
Якщо значення гучності звуку (інтенсивності) перевищує 60 – 80 дБ, то такий шум уже може шкідливо впливати на здоров’я людини: підвищувати кров’яний тиск, викликати порушення ритму серця, створювати значне навантаження на нервову систему, впливати на психічний стан особи. Дуже сильний шум (понад 140 – 180 дБ) може викликати розірвання барабанної перетинки.

4. Вплив електромагнітного поля і випромінювання на живі організми.

Законом РФ про охорону навколишнього природного середовища (1991р.) передбачені заходищодо запобігання та усунення шкідливих фізичних впливів, включаючи йелектромагнітні поля.
Протягом мільярдів років есте6ственное магнітне поле землі, будучипервинним періодичним екологічним фактором, постійно впливало настан екосистем. Під час еволюційного розвитку структурно -функціональна організація екосистем адаптувалася до природного фону.
Деякі відхилення спостерігаються лише в періоди сонячної активності, колипід впливом потужного корпускулярного потоку магнітне поле землі відчуваєкороткочасні різкі зміни своїх основних характеристик. Цейявище, що отримало назву магнітних бур, несприятливо позначається настан всіх екосистем, включаючи і організм людини. У цей періодвідзначається погіршення стан хворих, що страждають серцево-судинними,нервово-соматичними та іншими захворюваннями. Чи впливає магнітне поле і натварин, особливо на птахів і комах.
На нинішньому етапі розвитку науково-технічного прогресу людина вноситьістотні зміни в природне магнітне поле, надаючигеофізичних факторів нові напрямки і різко підвищуючи інтенсивністьсвого впливу. Основні джерела цього впливу - електромагнітніполя від ліній електропередачі (ЛЕП) і електромагнітні поля відрадіотелевізійних та радіолокаційних станцій.
На території СНД загальна протяжність тільки ЛЕП-500 кВ перевищує 20000 км
(крім ЛЕП-150 ЛЕП-300 ЛЕП-750). Лінії електропередачі і деякі іншіенергетичні установки створюють електромагнітні поля промислових частот
(50 Гц) у сотні разів вище середнього рівня природних полів. Напруженістьполя під ЛЕП може досягати десятків тисяч В/М.
Найбільша напруженість поля спостерігається в місці максимального провисанняпроводів, в точці проекції крайніх проводів на землю і в п'яти метрах від неїназовні від поздовжньої осі траси: для ЛЕП-330 кВ - 3,5 - 5,0 кВ/м, для ЛЕП
- 500 кВ - 7,6 - 8 кв/м, для ЛЕП-750 кВ - 10,0 - 15,0 кВ/м.
Негативний вплив електромагнітних полів на людину і на ті чиінші компоненти екосистем прямо пропорційно потужності поля і часуопромінення. Несприятливий вплив електромагнітного поля, створюваного
ЛЕП, проявляється вже при напруженості поля, що дорівнює 1000 В/м. У людинипорушуються ендокринна система, обмінні процеси, функції головного іспинного мозку та ін
Вплив неіонізуючих електромагнітних випромінювань від радіотелевізійнихі радіолокаційних станцій на середовище проживання людини пов'язано зформуванням високочастотної енергії. Японськими вченими виявлено, що врайонах, розташованих поблизу потужних випромінюючих теле-і радіоантен помітнопідвищується захворювання катарактою очей. Медико-біологічне негативневплив електромагнітних випромінювань зростає з підвищенням частоти, тоє зі зменшенням довжини хвиль.
Неіонізуючі електромагнітні випромінювання радіодіапазоні відрадіотелевізійних засобів зв'язку, радіолокаторів та інших об'єктів призводятьдо значних порушень фізіологічних функцій людини і тварин.
Шкідливий вплив на людський організм невидимого, але дуже небезпечногоелектромагнітного забруднення навколишнього середовища йде набагато більш швидкимитемпами, ніж прогрес в електроніці.

2. Захист від електромагнітних полів та випромінювань.

Захист від електромагнітних полів та випромінювань в нашій країнірегламентується Законом України про охорону навколишнього природного середовища, а такожрадом нормативних документів.
Основний спосіб захисту населення від можливого шкідливого впливуелектромагнітних полів від ліній електропередачі - створення охоронних зоншириною від 15 до 30 м залежно від напруги ЛЕП. Даний захід вимагаєвідчуження великих територій і виключення їх з користування в деякихвидах господарської діяльності.
Рівень напруженості електромагнітних полів знижують також за допомогоюпристрої різних екранів, в тому числі і зелених насаджень, виборугеометричних параметрів ЛЕП, заземлення тросів та інших заходів.
У стадії розробки знаходяться проекти заміни повітряних ліній ЛЕП накабельні та підземної прокладки високовольтних ліній.
Для захисту населення від неіонізуючих електромагнітних випромінювань,створюваних радіотелевізійною засобами зв'язку і радіолокаторами такожвикористовується метод захисту відстанню. З цією метою влаштовують санітарно -захисну зону, розміри якої повинні забезпечити гранично допустимийрівень напруженості поля в населених місцях. Короткохвильовірадіостанції великої потужності (понад 100 кВт) розміщують подалі від житловоїзабудови, поза межами населеного пункту.
Концепція нормування електромагнітних полів та випромінювань передбачає:

. Вироблення єдиної системи нормативних значень гранично допустимих рівнів електромагнітних полів та випромінювань;

. Захист природних ресурсів від втрат, зумовлених дією цих полів на різні компоненти природного середовища;

. Запобігання значних функціональних порушень екосистем в результаті прямого або непрямого впливу полів на ті чи інші компоненти цих систем.

Поля і випромінювання високої частоти.