Дія електричного струму на людину. Види дії.

Дія електричного струму на людину. Види дії.

Розглядаючи електричні явища як чинник небезпеки, слід зауважити, що це фізичне явище

досить давно використовується з лікувальною метою: фізіотерапія, електродіагностика, електро-

стимуляція, дефібріляція, тощо.

Характер впливу - позитивний, негативний, а також інтенсивність відповідного впливу

залежить від багатьох чинників, які будуть розглянуті нижче, але зараз відзначимо основний -

силу електричного струму.

Дію електричного струму на людину поділяють на наступні види: біологічна, термічна

(теплова), електрохімічна (електролітична) і механічна (динамічна).

Біологічна дія струму проявляється в подразненні і збудженні живої тканини організму, а

також в порушенні внутрішніх біоелектричних процесів, що протікають у нормально діючому

організмі і безпосередньо пов’язаними з його життєвими функціями. Це може супроводжуватися

невимушеним, судомним скороченням м’язів, в тому числі м’язів серця та легенів. При цьому

порушується кровообіг і робота органів дихання або повністю припиняється їхня діяльність.

Термічна (теплова) дія струму виявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні

кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, що знаходяться на шляху проходження

струму. Це може викликати в них значні функціональні розлади. Опіки можуть бути внутрішні і

зовнішні.4

Електрохімічна (електролітична) дія струму спричиняє розклад органічних рідин, в тому

числі і крові, що супроводжується значними змінами їх фізико-хімічного складу.

Механічна дія струму полягає у розшаруванні, розриві та інших механічних пошкодженнях

різних тканин організму: м’язової тканини, стінок кровоносних судин, судин легенів та ін., в

наслідок електро-динамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари рідин

від теплової дії струму.

Останні три види дії мають загальнофізичний характер, тобто вони властиві як живій, так і

неживій природі. Перша - біологічна, властива тільки живій.

Електричні травми. Класифікація електричних травм

Різноманітність дії електричного струму на людину, її неконтрольованість, може призводити

до негативних наслідків, тобто до електричних травм. Електрична травма - травма, що

викликана впливом електричного струму або електричної дуги. (Травма в перекладі з грецької -

пошкодження, рана).

Електричні травми умовно поділяються на два види: місцеві, коли виникає місцеве

ушкодження організму, і загальні, так звані електричні удари, коли уражається (або створюється

загроза ураження) всього організму з-за порушення нормальної діяльності життєвоважливих

органів і систем.

Протікання електричного струму викликає одночасну присутність всіх видів дії. Це

зумовлено природою електричних явищ і біоелектричною природою живої тканини, але

негативний вплив на людину може бути різній в залежності від обставин протікання

Місцеві електротравми - чітко окреслені місцеві порушення цілісності тканин тіла, в тому

Числі кісткової тканини, що викликано впливом електричного струму або електричної дуги.

Найчастіше це поверхневі пошкодження, тобто пошкодження шкіри, іноді інших м’яких тканин, а

також зв’язок і кісток.

Розрізняють наступні місцеві електротравми: електричні опіки, електричні знаки, металізація

Шкіри, механічні пошкодження і електроофтальмія.

Електричні опіки - найбільш поширена електротравма, яка виникає або безпосередньо від

проходження електричного струму в наслідок тепла, що виділилось на різних частинах тіла, або в

наслідок дії електричної дуги.

Електричні знаки (мітки) представляють собою чітко окреслені плями сірого або

блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини, яка потрапила під дію струму.

Металізація шкіри - проникнення у верхні шари шкіри дрібних частинок металу, що

розтопився під впливом електричної дуги. Таке явище виникає при коротких замиканнях,

вимкненнях роз’єднувачів і рубильників під навантаженням і т.п. При цьому дрібні частинки

розтопленого металу під впливом електродинамічних сил і теплового потоку розлітаються у різні

боки з великою швидкістю. Кожна має високу температуру, але малий запас теплоти і, як правило,

не здатна пропалити одяг. Тому ураженими бувають відкриті частини тіла - руки і обличчя.

Металізація шкіри спостерігається в 10% випадків електротравмування.

Механічні ушкодження є наслідком різких рефлекторних судомних скорочень м’язів під

впливом струму, який проходить тілом. В результаті можуть статися розриви сухожилків, шкіри,

кровоносних судин і нервової тканини; можуть мати місце вивихи суглобів і навіть переломи

кісток.

Електроофтальмія - запалення зовнішньої оболонки ока - рогівки і коньюктиви (слизової

оболонки, що вкриває очне яблуко), яке виникає в наслідок впливу потужного потоку

ультрафіолетового випромінювання, яке енергійно поглинається клітинами і викликає хімічні

зміни. Таке опромінення можливе при наявності електричної дуги, яка є джерелом випромінення

не тільки видимих, але і ультрафіолетових і інфрачервоних променів.

 

Залежність наслідків ураження людини від сили струму.

Відчутний струм. Людина починає відчувати дію малого струму, що проходить через неї

в середньому близько 1.1 мА змінного струму частотою 50 Гц і близько 6 мА постійного струму. 6

Ця дія обмежується свербінням і легким пощипуванням (поколюванням) при змінному струмі, а

при постійному - відчуттям нагріву шкіри на ділянці, яка контактує зі струмовідною частиною.

Невідпускальний струм. Збільшення струму вище за деякий гранично-допустимий викликає

у людини судоми м’язів і відчуття болю, які зі зростанням струму посилюються і поширюються на

все більші ділянки тіла. Так, при 3-5 мА (50 Гц) дія струму відчувається всією кистю руки, яка

торкається струмовідної частини; при 8-10 мА біль різко посилюється і охоплює всю руку. Це

супроводжується невимушеними скороченнями м’язів руки і передпліччя. При струмі в

середньому близько 15 мА (50 Гц) біль стає ледь переносимим, а судоми м’язів рук виявляються

на стільки значними, що людина не в стані їх здолати. В результаті, вона не може розняти руку, в

якій затиснута струмовідна частина, і виявляється ніби прикутою до неї. Такий самий ефект

невідпускання спостерігається і при дії більших струмів.

Фібріляційний струм. Змінний струм 50 мА і більше, що проходить тілом людини по

шляху рука-рука чи рука-ноги, поширює свою подразнюючу дію на м’яз серця. Ця обставина є

небезпечна для життя, оскільки через малий проміжок часу - переважно через 1-3 с з моменту

замикання кола струму через людину - може статися фібріляція або зупинка серця. При цьому

припиняється кровообіг і, відповідно, в організмі наступає брак кисню; це в свою чергу швидко

приводить до зупинки дихання, тобто наступає смерть.

Електричний струм, що при проходженні через організм викликає фібріляцію серця,

називається фібріляційним струмом, а найменше його значення - пороговим фібріляційним

струмом.

Струм більше 5 А як змінний при частоті 50 Гц, так і постійний викликають миттєву зупинку

серця, минаючи стадію фібріляції. Якщо дія струму була короткочасною (1-2 с) і не викликало

пошкоджень серця (в наслідок нагріву,опіку та ін.), після вимкнення струму воно, як правило,

самостійно відновлює нормальну діяльність.

 

Фібріляція. Дефібріляція.

5. Місцеві електричні травми.

Місцеві електротравми - чітко окреслені місцеві порушення цілісності тканин тіла, в тому

числі кісткової тканини, що викликано впливом електричного струму або електричної дуги.

Найчастіше це поверхневі пошкодження, тобто пошкодження шкіри, іноді інших м’яких тканин, а

також зв’язок і кісток.

 

Захисні заходи в електроустановках

Захисні засоби при роботі в електричних установках.

Щоб надійно й безпечно користуватись електроенергією, потрібно

знати, якою є напруга у мережі, і на якій напрузі працює те чи інше елек-

троустаткування.

Заземлення

 

Основна задача заземлювального пристрою блискавкозахисту — відвести якомога більшу частину струму блискавки (50% і більше) у землю. Решта струму розтікається по підвідних до будівлі комунікаціях (оболонках кабелів, трубах водопостачання тощо). При цьому не виникають небезпечні напруги на самому заземлювачі.

Ця задача виконується сітчастою системою під будівлею і навколо неї. Заземлювальні провідники утворюють сітчастий контур, що об'єднує арматуру бетону внизу фундаменту. Це звичайний метод створення електромагнітного екрана внизу будівлі. Кільцевий провідник навкруги будівлі і (або) в бетоні на периферії фундаменту з'єднується з системою заземлення заземлювальними провідниками звичайно через кожні 5 м. Зовнішній заземлювач провідником може бути з'єднаний із вказаними кільцевими провідниками.

Арматура бетону внизу фундаменту з'єднується з системою заземлення. Арматура повинна утворювати сітку, з'єднану з системою заземлення через кожні 5 м. Можна використовувати сітку з оцинкованої сталі з шириною чарунки 5 м, приварену або механічно прикріплену до прутів арматури через кожний 1 м. Кінці провідників сітки можуть служити заземлювальними провідниками для сполучних смуг. В Додатках С і Т показані приклади сітчастого заземлювального пристрою.

Зв'язок заземлювача і системи з'єднань створює заземлювальну систему. Основна задача заземлювальної системи - зменшувати різницю потенціалів між будь-якими точками будівлі і устаткування. Ця задача розв'язується створенням великої кількості паралельних шляхів для струмів блискавки і наведених струмів, утворюючи мережу з низьким опором в широкому спектрі частот. Численні і паралельні шляхи мають різні резонансні частоти. Безліч контурів із частотно-залежними опорами створюють єдину мережу з низьким опором для перешкод даного спектра.

Таблиця 11 - Розрахунок зони захисту одиничного тросового блискавковідводу

 

Надійність захисту Р 3	Висота блискавковідводу h, м	Висота конуса h о, м	Радіус конуса r о, м
0,9	від 0 до 150	0,87 h	1,5 h
0,99	від 0 до 30	0,8 h	0,95 h
від 30 до 100	0.8 h	[0,95–7,14·10^-4(h –30)] h
від 100 до 150	0,8 h	[0,9–10^-3(h –100)] h
0,999	від 0 до 30	0,75 h	0,7 h
від 30 до 100	[0,75–4,28·10^-4(h –30)] h	[0,7–1,43·10^-3(h –30)] h
від 100 до 150	[0,72–10^-3(h –100)] h	[0,6–10^-3(h –100)] h

Блискавковідвід вважається подвійним, коли відстань між тросами L не перевищує граничної величини L_max. В супротивному випадку обидва блискавковідводи розглядаються як одиничні.

Конфігурація вертикальних і горизонтальних перерізів стандартних зон захисту подвійного тросового блискавковідводу (заввишки h і відстанню між тросами L) надана в Додатку Е. Побудова зовнішніх областей зон (двох односхилих поверхонь з габаритами h_о, r_о) виконується за формулами таблиці 11 для одиничних тросових блискавковідводів.

Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами h_о і h_{с ,} перший з яких задає максимальну висоту зони безпосередньо біля тросів, а другий — мінімальну висоту зони посередині між тросами. При відстані між тросами L ≤ L_c межа зони не має провисання (h_с = h_о). Для відстаней L_c ≤ L ≤ L_max висота h_c визначається за формулою (7.2).

Граничні відстані L_max і L_c обчислюються за емпіричними формулами табл. 13, придатними для тросів з висотою підвісу до 150 м. При більшій висоті блискавковідводів слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням.

Довжина горизонтального перерізу зони захисту l_x на висоті h_x визначається:

- при 0 < h_c < h_x за формулою (7.3),

- при h_c ≥ h_x за формулою (7.4). l_x = L / 2;

Для розширення об'єму, що захищається, на зону подвійного тросового блискавковідводу може бути накладена зона захисту опор, які тримають троси, яка будується як зона подвійного стрижньового блискавковідводу, якщо відстань L між опорами менше L_max, обчислена за формулами табл. 12. В супротивному випадку опори повинні розглядатися як одиничні стрижньові блискавковідводи.

 

Таблиця 13 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного тросового блискавковідводу

Надійність захисту Р3	Висота блискавко-відводу h, м	Lmax, м	Lc, м
0,9	від 0 до 150	6,0 h	3,0 h
0,99	від 0 до 30	5,0 h	2,5 h
від 30 до 100	5,0 h	[2,5 – 7,14·10^-3(h - 30)] h
від 100 до 150	[5,0 – 5·10^-3(h - 100)] h	[2,0 – 5 ·10^-3(h - 100)] h
0,999	від 0 до 30	4,75 h	2,25 h
від 30 до 100	[4,75 – 3,57·10^-3(h - 30)] h	[2,25 – 3,57·10^-3(h - 30)] h
від 100 до 150	[4,5 – 5 ·10^-3(h - 100)] h	[2,0 – 5·10^-3(h - 100)] h

Коли троси непаралельні або різновисокі, або їх висота змінюється за довжиною прольоту, для оцінки надійності їх захисту слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням. Так само рекомендується діяти при великих провисаннях тросів в прольоті, щоб уникнути зайвих запасів за надійністю захисту.

 

Розрахункові формули розділу 7.6 можуть використовуватися для визначення висоти підвісу замкнутого тросового блискавковідводу, призначеного для захисту з необхідною надійністю об'єктів заввишки h_о < 30 м, розміщених на прямокутному майданчику площею S_о у внутрішньому об'ємі зони при мінімальному горизонтальному зсуві між блискавковідводом і об'єктом, рівному D (Додаток Ж). Під висотою підвісу троса мається на увазі мінімальна відстань від троса до поверхні землі з урахуванням можливих провисань в літній сезон.

Для розрахунку h використовується формула:

 

h=A+B · h_о, (7.6)

 

в якому константи А і В визначаються залежно від рівня надійності захисту за наступними формулами:

 

- надійність захисту Р₃ = 0,99

(7.7)

(7.8);

- надійність захисту Р₃ = 0,999

(7.9)

 

(7.10).

 

Розрахункові співвідношення справедливі, коли D > 5 м. Робота з меншими горизонтальними зсувами троса недоцільна через високу імовірність зворотних перекриттів блискавки з троса на об'єкт, що захищається. З економічних міркувань замкнуті тросові блискавковідводи не рекомендуються, коли необхідна надійність захисту менше 0,99.

Якщо висота об’єкта перевищує 30 м, висоту замкнутого тросового блискавковідводу рекомендується визначати за допомогою програмного забезпечення. Так само слід діяти для замкнутого контуру складної форми.

Після вибору висоти блискавковідводів за їх зонами захисту рекомендується перевірити комп'ютерними засобами фактичну імовірність прориву блискавки, а, у разі великого запасу за надійністю, провести коригування, задаючи меншу висоту блискавковідводів.

 

 

Таблиця 10 - Розрахунок зони захисту одиничного стрижньового блискавковідводу

 

Надійність захисту РЗ	Висота блискавковідводу h, м	Висота конуса hо, м	Радіус конуса rо, м
0,9	від 0 до 100	0,85 h	1,2 h
від 100 до 150	0,85 h	[1,2–10^-3(h –100)] h
0,99	від 0 до 30	0,8 h	0,8 h
від 30 до 100	0,8 h	[0,8–1,43·10^-3(h –30)] h
від 100 до 150	[0,8 – 10^-3(h – 100)] h	0,7 h
0,999	від 0 до 30	0,7 h	0,6 h
від 30 до 100	[0,7–7,14·10^-4(h – 30)] h	[0,6–1,43·10^-3 (h –30)] h
від 100 до 150	[0,65 – 10^-3(h – 100)] h	[0,5 – 2·10^-3 (h – 100)] h

 

Для зони захисту необхідної надійності одиничного стрижньового блискавковідводу радіус горизонтального перерізу r_х на висоті h _x визначається за формулою:

 

(7.1)

Блискавковідвід вважається подвійним, коли відстань між стрижньовими блискавкоприймачами L не перевищує граничної величини L_max. У супротивному випадку обидва блискавковідводи розглядаються як одиничні.

Конфігурація вертикальних і горизонтальних перерізів стандартних зон захисту подвійного стрижньового блискавковідводу (висотою (в оригіналі-заввишки) h і відстанню L між блискавковідводами) надана в Додатку Д. Побудова зовнішніх областей зон подвійного блискавковідводу (напівконусів з габаритами h_о, r_о) виконується за формулами табл.10 для одиничних стрижньових блискавковідводів. Розміри внутрішніх областей визначаються параметрами h_o і h_с, перший з яких задає максимальну висоту зони безпосередньо біля блискавковідводів, а другий — мінімальну висоту зони посередині між блискавковідводами. При відстані між блискавковідводами L ≤ L_c межа зони не має провисання (h_c = h_о). Для відстаней L_с≤ L ≤ L_max висота h_с визначається за формулою

(7.2)

 

Граничні відстані L_max і L_c обчислюються за емпіричними формулами табл. 12, придатними для блискавковідводів висотою до 150 м. При більшій висоті блискавковідводів слід користуватися спеціальним програмним забезпеченням.

Розміри горизонтальних перерізів зони обчислюються за наступними формулами, загальними для всіх рівнів надійності захисту:

- максимальна напівширина зони r_х вгоризонтальному перетині на висоті h _x вичисляється за формулою (7.1);

- довжина горизонтального перерізу l_x

на висоті h_x ≥ h_c:

 

(7.3)

 

при h_x < h_c

l_x = L / 2; (7.4)

 

- ширина горизонтального перерізу в центрі між блискавковідводами 2 r_сх на висоті h_x ≤ h_c:

(7.5).

 

Таблиця 12 - Розрахунок параметрів зони захисту подвійного стрижньового блискавковідводу

 

Надійність захисту Р 3	Висота блискавко-відводу h, м	Lmax , м	Lc, м
0,9	від 0 до 30	5,75 h	2,5 h
від 30 до 100	[5,75 – 3,57·10^-3(h – 30)] h	2,5 h
від 100 до 150	5,5 h	2,5 h
0,99	від 0 до 30	4,75 h	2,25 h
від 30 до 100	[4,75–3,57·10^-3(h – 30)] h	[2,25 – 0,01007(h – 30)] h
від 100 до 150	4,5 h	1,5 h
0,999	від 0 до 30	4,25 h	2,25 h
від 30 до 100	[4,25–3,57·10^-3(h – 30)] h	[2,25–0,01007(h –30)] h
від 100 до 150	4,0 h	1,5 h

 

Вимикання (зняття напруги)

4.2.1. В разі роботи на струмовідних частинах, що потребують зняття напруги, повинні бути вимкнені:

- струмовідні частини, на яких буде виконуватися робота;

- необгороджені струмовідні частини, до яких можливе наближення людей, або ремонтного оснащення та інструменту, механізмів і вантажопідіймальних машин на відстань, меншу від

зазначеної в таблиці 2.3.

Під час роботи на вимкненій ПЛ, коли не виключена можливість наближення елементів цієї ПЛ на відстані, менші від зазначених в третій графі таблиці 2.3, до струмовідних частин інших ПЛ, що

перебувають під напругою, останні мають бути вимкнені. ПЛЗ, радіо, підвішені спільно з ПЛ, що ремонтується, також мають бути вимкнені.

Якщо зазначені в цьому пункті струмовідні частини не можуть бути вимкнені, то вони мають бути обгороджені.

4.2.2. В електроустановках понад 1000 В з кожного з боків, з яких комутаційним апаратом може бути подана напруга на робоче місце, має бути видимий розрив, утворений від'єднанням або зняттям шин і проводів, відключенням роз'єднувачів, зняттям запобіжників, а також відключенням відокремлювачів і вимикачів навантаження, за винятком тих, у котрих атоматичне ввімкнення здійснюється пружинами, що встановлені на самих апаратах.

Трансформатори напруги та силові трансформатори, пов'язані з виділеною для робіт дільницею електроустановки, мають бути вимкнені також і з боку напруги до 1000 В задля унеможливлення

зворотної трансформації.

4.2.3. Під час підготовки робочого місця після вимкнення роз'єднувачів і вимикачів навантаження з ручним управлінням необхідно візуально впевнитися в їх вимкненому положенні і відсутності шунтувальних перемичок.

4.2.4. В електроустановках напругою понад 1000 В для запобігання помилковому або самочинному ввімкненню комутаційних апаратів, котрими може бути подана напруга до місця роботи, слід вжити таких заходів:

- у роз'єднувачів, відокремлювачів, вимикачів навантаження ручні приводи у вимкненому положенні замкнути механічним замком;

- у роз'єднувачів, керування якими здійснюється оперативною штангою, стаціонарні огородження слід замкнути механічним замком;

- у приводів комутаційних апаратів, що мають дистанційне керування, слід відключити кола силові та керування, а у пневматичних приводів і, окрім того, на трубопроводі, що підводить стиснене повітря - зачинити і замкнути на механічний замок засувку, а стиснене повітря - випускати, випускні клапани залишити у відкритому положенні;

- у вантажних та пружинних приводів вантаж або пружини, що їх вмикають, слід привести в неробочий стан.

Заходи із запобігання помилковому вмиканню комутаційних апаратів КРУ з викотними візками мають бути здійснені у відповідності до вимог цих Правил.

4.2.5. В електроустановках напругою від 6 до 10 кВ з однополюсними роз'єднувачами для запобігання їх помилковому ввімкненню дозволяється встановлювати на ножі спеціальні

ізоляційні накладки.

4.2.6. В електроустановках до 1000 В з усіх боків струмовідних частин, на яких буде проводитися робота, напруга має бути знята відключенням комутаційних апаратів з ручним приводом, а за наявності в схемі запобіжників - зняттям останніх. В разі відсутності в схемі запобіжників запобігання помилковому ввімкненню комутаційних апаратів мають бути забезпечені такими заходами, як замикання рукояток або дверцят шафи, закриття кнопок, встановлення між контактами комутаційного апарату ізолювальних накладок тощо. У разі зняття напруги комутаційним апаратом з дистанційним керуванням необхідно відключити вмикальну котушку.

Якщо дозволяє конструктивне виконання апаратів і характер роботи, то перелічені вище заходи можуть бути замінені розшиновкою або від'єднанням кінців кабелю, проводів від комутаційного апарата

чи від устаткування, на якому слід провадити роботу.

Розшиновку чи від'єднання кабелю під час підготовки робочого місця може виконувати ремонтний працівник, що має групу III, під наглядом чергового або оперативно-ремонтного працівника. З

найближчих до робочого місця струмовідних частин, доступних для дотику, необхідно зняти напругу або обгородити ці частини.

4.2.7. Вимкнене положення комутаційних апаратів до 1000 В з недоступними для огляду контактами (автомати невкочуваного типу, пакетні вимикачі, рубильники у закритому виконанні тощо) визначається перевіркою відсутності напруги на їхніх затискачах чи на шинах, що відходять, проводах або затискачах устаткування, яке вмикається цими комутаційними апаратами.

Дія електричного струму на людину. Види дії.

Розглядаючи електричні явища як чинник небезпеки, слід зауважити, що це фізичне явище

досить давно використовується з лікувальною метою: фізіотерапія, електродіагностика, електро-

стимуляція, дефібріляція, тощо.

Характер впливу - позитивний, негативний, а також інтенсивність відповідного впливу

залежить від багатьох чинників, які будуть розглянуті нижче, але зараз відзначимо основний -

силу електричного струму.