Електричний струм має на організм людини термічну, електролітичну та біологічну дію.
Термічна дія струмупроявляється у опіках окремих ділянок тіла, а також у нагріванні до високих температур інших органів.
Електролітична дія струмупроявляється у розкладанні органічних рідин, викликаючи значні порушення їхнього фізико-хімічного складу.
Біологічна дія струмупроявляється у подразненні та збудженні живих тканин організму, а також у порушенні внутрішніх біоелектричних процесів.
Види ураження електричним струмом людини
Розрізняють два основні види ураження людини електричним струмом:
електричні травми та електричні удари.
Види електротравм: місцеві електротравми (електричний опік, електричні знаки, металізація шкіри, механічні пошкодження, електроофтальмія).
Особливу небезпеку становлять електричні травми у вигляді опіків. Електричний опік з'являється в місці контакту тіла людини з струмоведучою частиною електроустановки або електричною дугою. Електроопіки виліковуються значно важче і повільніше звичайних термічних, супроводжуються кровотечами, що раптово виникають, омертвінням окремих ділянок тіла.
Металізація шкіри-проникнення в її верхні шари найдрібніших частинок металу, що розплавився під впливом електричної дуги. Потерпілий у місці поразки відчуває напругу шкіри від присутності в ній стороннього тіла та біль від опіку за рахунок розпеченого металу. Металізація спостерігається приблизно у 10% постраждалих.
Механічні ушкодження виникають у результаті різких, судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини. В результаті можуть відбутися розриви шкіри, кровоносних судин, нервової тканини, а також вивихи суглобів та переломи кісток.
Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає в результаті впливу потужного потоку ультрафіолетових променів, які поглинаються клітинами та викликають у них хімічні зміни. Таке опромінення можливе за наявності електричної дуги.
Електричні знаки є чітко окреслені плями сірого або блідо-жовтого кольору круглої або овальної форми з поглибленням у центрі, іноді у вигляді подряпин, ударів, бородавок, крововиливів у шкірі, мозолів, іноді нагадують форму блискавки. Здебільшого електричні знаки безболісні. Знаки з'являються у 20% постраждалих від струму.
Наслідки впливу електричного струму на людину. Електричний удар
- Це збудження живих тканин організму електричним струмом, що проходить через нього, що супроводжується скороченнями м'язів. Вихід при цьому може бути від легкої поразки до смертельного.
Розрізняють смерть клінічну та біологічну.
Клінічна (або «уявна») — смерть перехідний стан від життя до смерті, що настає з припинення діяльності серця та легень. У людини, яка перебуває у стані клінічної смерті, відсутні всі ознаки життя: вона не дихає, серце її не працює, больові подразнення не викликають жодних реакцій, зіниці очей різко розширені і не реагують на світло. Проте в цей період життя в організмі ще повністю не згасло, бо тканини його ще не розпадаються і до певної міри зберігають життєздатність. Тривалість клінічної смерті становить 4-6 хв, у здорової людини - 7-8 хв.
Причини смерті від електричного струму
Фібриляція серця.
Причинами смерті від електричного струму можуть бути припинення дихання, припинення серця та електричний шок. Можлива також одночасна дія всіх трьох причин.
Припинення роботи серця результат прямого впливу струму на м'яз серця, тобто. проходження струму в області серця або рефлекторно через центральну нервову систему, коли шлях струму лежить поза цією областю. В обох випадках може статися зупинка серця або його фібриляція.
Фібриляція серця - хаотичні різночасні скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), при яких серце не в змозі гнати кров судинами.
Своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму у відповідь надмірне подразнення електричним струмом, що супроводжується глибокими розладами кровообігу, дихання, обміну речовин. Шоковий стан триває від кількох десятків хвилин до доби. Після цього може настати або загибель людини внаслідок повного згасання життєво важливих функцій, або одужання як результат своєчасного активного лікувального втручання.
Чинники, що впливають результат поразки
Результат впливу електричного струму на людину залежить від багатьох факторів: від роду струму (змінний чи постійний); при змінному струмі - від частоти), значення струму (або напруги), тривалості його перебігу, а також від фізичного і психічного стану людини.
Найбільш небезпечним для людини є з частотою 50 - 500 Гц. Здатність самостійного звільнення від струму такої частоти у більшості людей зберігається при дуже малому струмі (до 10 мА), постійний струм теж небезпечний, але самостійно звільнитися від нього можна при більших значеннях (до 20 - 25 мА). Безпечним вважатимуться струм близько 70 мікроампер.
Струм, що проходить через тіло людини, залежить від напруги електроустановки та опору всіх елементів ланцюга, по якій вона протікає, у тому числі від опору тіла людини. Електричний опір тіла людини складається з опору шкіри та опору внутрішніх тканин. Найбільший опір має верхній роговий шар шкіри, товщина якого становить частки мм. Якщо шкіра суха, непошкоджена, опір її великий при напрузі 10 В становить близько 100000 Ом. За наявності пошкоджень на тілі його опір знижується до 1000 Ом і менше (наприклад, при пошкодженні шкіри у місці контакту з струмопровідною частиною). Чим вища напруга, тим швидше можливий пробій шкіри.
Яка напруга є «безпечною»?
Кожен працюючий повинен твердо пам'ятати, що БЕЗПЕЧНОГО НАПРУЖЕННЯ НЕ ІСНУЄ і що не можна торкатися струмопровідних частин незалежно від того, під якою напругою вони знаходяться. При необхідності роботи на обладнанні або поблизу нього, яке може опинитися під напругою (металеві конструкції РУ, корпусу обладнання та ін. частини), слід застосовувати засоби захисту: заземлення, ізоляцію, інструменти, що ізолюють.
Тривалість впливу — одне із основних чинників, які впливають результат поразки. Чим менший час дії (менше I сек), тим менша ймовірність ураження.
Якщо на шляху струму виявляються життєво важливі органи — серце, легені, головний мозок, то небезпека поразки дуже велика, оскільки струм безпосередньо впливає на ці органи.
Якщо ж струм проходить іншими шляхами, то його вплив на життєво важливі органи може лише через центральну нервову систему. Оскільки опір шкіри на різних ділянках тіла по-різному, результат ураження залежить від місця зіткнення з струмовідними частинами. Найбільш небезпечним є дотик з активними (аку-пунктурними) областями. Можливих шляхів струму в тілі людини, які називаються також петлями струму, дуже багато. Саші поширені з них (6 петель): рука-рука, права рука ноги, ліва рука ноги, нога нога, голова ноги, голова руки.
Найбільш небезпечними є петлі голова – руки та голова – ноги, коли струм може проходити через головний та спинний мозок. На щастя, ці петлі виникають відносно рідко. Петля нога-нога створює так звану «крокову напругу».
Крокова напруга
Напруга між двома точками поверхні землі, від стоять один від одного на відстані кроку (0,7-0,8 м), в зоні розтікання струмів замикання в радіусі до 20 м при проби ізоляції на землю випадково обірваного електричного провсда називається кроковим напругою. Найбільшу величину крокова напруга матиме при підході людини до проводу, що впав, а найменше — при знаходженні його на відстані 20 м і більше від нього. При попаданні під крокове напруження виникають мимовільні судомні скорочення м'язів ніг і як наслідок падіння людини на землю. В цей момент припиняється дія на людину крокової напруги і виникає інша, більш важка ситуація: замість нижньої петлі в тілі людини утворюється новий, більш небезпечний шлях струму, зазвичай від рук до ніг і створюється реальна загроза смерті. При попаданні під крокове напруження необхідно виходити з небезпечної зони мінімальними кроками або стрибками на одній нозі.
Сприйнятливість людини до електричного струму
Практикою встановлено, що цілком здорові та фізично міцні люди легше переносять, ніж хворі та слабкі.
Підвищеною сприйнятливістю до електричного струму мають особи, які страждають на низку захворювань, в першу чергу хворобами шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легенів, нервовими хворобами та ін.
Психічний стан людини в момент ураження має якщо не більше, то принаймні таке ж значення для поразки, як опір тіла людини та інші її фізичні дані. Так, наприклад, чимале значення має «Фактор уваги», тобто психічна підготовленість людини до можливих небезпек ураження струмом. Справа в тому, що несподіваний навіть при відносно невеликій напрузі нерідко призводить до тяжких наслідків; якщо людина підготовлена до удару, тобто. чекає на нього, то ступінь небезпеки різко зменшується.
Психологічна підготовленість людини
КВАЛІФІКАЦІЯ людини також позначається на результатах впливу струму: людина, далека від електротехніки, у разі потрапляння під напругу виявляється, як правило, у більш важких умовах, ніж досвідчений електрик. Справа тут не в «звичці» до електричного струму, бо ніяке тренування не виробляє в організмі імунітету до електричного струму, а в досвіді, вмінні правильно оцінити ступінь небезпеки, що виникла, і застосувати раціональні прийоми звільнення себе від дії струму.
З урахуванням зазначених обставин вітчизняні Правила техніки безпеки передбачають обов'язковий медичний огляд персоналу, який обслуговує діючі електроустановки, як при вступі на роботу, так і періодично 1 раз на 2 роки. Щоправда, цей огляд переслідує й іншу мету — не допускати до обслуговування електроустановок людей з вадами здоров'я, які можуть заважати їх виробничій роботі або спричинити помилкові дії, небезпечні для інших осіб (нерозрізнення кольорового сигналу через порок зору, неможливість подати чітку команду з -за хвороби горла або заїкуватості тощо).
Крім того, відповідно до законодавства про охорону праці підлітків, Правила дозволяють допускати до обслуговування діючих електроустановок лише людей дорослих (не молодше 18 років), які мають певні, відповідні обсягу та умовам виконуваних ними робіт.
Потерпілого необхідно швидко звільнити від дії струму.
Якщо дихання і пульс стійкі, постраждалого слід зручно укласти, розстебнути одяг, зняти пояс; необхідно забезпечити повний спокій та доступ свіжого повітря. Слід безперервно спостерігати за диханням та пульсом; дати понюхати нашатирний спирт, оббризкати водою.
Якщо постраждалий не дихає або дихає судомно з схлипуваннями, необхідно робити йому штучне дихання.
За відсутності у постраждалого пульсу одночасно зі штучним диханням треба проводити закритий (непрямий) масаж серця.
У всіх випадках негайно викликають лікаря.
Мимовільне судомне скорочення м'язів руки буває настільки сильним, що звільнити струмоведучу частину мз рук потерпілого майже неможливо. Тому необхідно швидко вимкнути електроустановку. Якщо це неможливо, то потерпілого слід відокремити від струмовідної частини. Слід пам'ятати, що дотик до людини, яка потрапила під напругу, може бути небезпечною для самого рятуючого. Тому не можна торкатися його тіла голими руками.
Для відділення потерпілого, що потрапив під звичайну мережну напругу (220/380 В), слід застосувати сухий канат, палицю, відтягувати за допомогою одягу, власні руки ізолювати діелектричними рукавичками, шарфом, прогумованою тканиною, стати на суху дошку. Дозволяється перерубати або перерізати дроти інструментом із сухою дерев'яною ручкою.
Звільняти постраждалого, що потрапив під напругу 1000 В. слід лише надівши діелектричні рукавички та боти, відтягувати штангою або кліщами, призначеними для напруги цієї установки.
Штучне дихання
Штучне дихання "з рота в рот", "з рота в ніс".
Штучне дихання полягає в тому, що той, хто надає допомогу, видихає повітря (більше 1 л) зі своїх легенів у легені потерпілого. Це повітря містить кількість кисню, достатню для пожвавлення.
Перед початком штучного дихання необхідно підготувати дихальні шляхи. Якщо рот постраждалого стиснуть, його слід розкрити, висунувши нижню щелепу або між корінними зубами вставити плоский предмет і з його допомогою розтиснути щелепи. Потім швидко відкривають і очищають від слизу рота постраждалого, знімні щелепи виймають. Далі закидають голову постраждалого назад, підкладають одну руку під шию, а іншу кладуть на чоло. Великим і вказівним пальцем затискають ніздрі, потім, глибоко вдихнувши, притискають свій рот до відкритого рота потерпілого безпосередньо або через хустку і різко видихають. При цьому груди (а не живіт) потерпілого мають підніматися. Видих відбудеться мимоволі через спад грудної клітки. За хвилину роблять 10 -12 вдування.
Під час штучного дихання необхідно стежити за обличчям потерпілого: якщо він ворухне губами, століттями, зробить дихальний рух, потрібно перевірити, чи не почне він сам дихати рівномірно. І тут штучне дихання слід призупинити. Якщо виявиться, що постраждалий не дихає, то штучне дихання негайно відновлюють.
При методі "з рота в ніс" повітря вдують через ніс, щільно закривши рот. Цей метод застосовують, якщо щелепи стиснуті так, що їх неможливо відкрити.
Непрямий масаж серця
Для відновлення роботи серця та кровообігу проводять непрямий масаж серця. Постраждалого укладають на жорстку основу (підлогу, лаву), звільняють від одягу, що стискає. Той, хто надає допомогу, стає з лівого боку потерпілого і кладе на нижню частину його грудної клітки долоню витягнутої від відмови руки, а другу — кладуть на першу. Важливо правильно визначити місце натискання - на два пальці вище кінця грудини. Наловлювати на грудину слід швидким поштовхом такої сили, щоб змістити її на 4-5 см із частотою – одне натискання на секунду. Якщо допомогу надає одна людина, то робиться 2-3 вдування і 14-15 натискань, якщо двоє, то на одне вдування через 2 секунди робиться 4-6 натискань. Процедуру масажу серця рекомендується доручати спеціально навченому працівнику.
При правильному наданні допомоги у потерпілого з'являються такі ознаки пожвавлення: обличчя рожевіє, з'являється самостійне дихання, звужуються зіниці. Вузькі зіниці вказують на достатнє харчування мозку киснем.
Тривала відсутність пульсу при самостійному диханні та вузьких зіницях вказує на фібриляцію серця. У цих випадках необхідно пожвавлювати постраждалого безперервно як до, так і після доставки його до лікувального закладу або до прибуття лікаря. Навіть короткочасне (менше I хв.) припинення допомоги по пожвавленню може мати небажані наслідки.
З появою перших ознак пожвавлення зовнішній масаж і штучне дихання слід продовжувати ще 5-10 хв., привертаючи дихання на момент свого вдиху.
Ділова гра №8
НАДАННЯ ПЕРШОЇ ДО ЛІКАРСЬКОЇ ДОПОМОГИ ПРИ УРАЖЕННІ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ.
Теоретичні знання, необхідних виконання ділової гри № 8.
ДІЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ. ВИДИ УРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ.
Широке використання електроенергії у всіх галузях народного господарства збільшує кількість людей, які експлуатують електрообладнання. Тому проблема електробезпеки при експлуатації електрообладнання набуває особливого значення.
Аналіз нещасних випадків у промисловості свідчить про те, що кількість травм, спричинених дією електрики, порівняно невелика і становить 0,5-1% від загальної кількості нещасних випадків. Однак слід зазначити, що із загальної кількості нещасних випадків зі смертельним наслідком на виробництві 20-40% трапляється внаслідок ураження електрострумом, що більше, ніж внаслідок дії інших причин, причому близько 80% смертельних уражень електричним струмом відбувається в електроустановці напругою до 1000 В. Значно поширені такі електроустановки, і їх обслуговують практично всі особи, які працюють у промисловості, а електроустановки напругою більше 1000 Вобслуговують нечисленним висококваліфікованим персоналом.
Електротравма - це травма, спричинена дією електричного струму або електричної дуги.
Електротравми поділяються на два види :
Електротравми, які відбуваються при проходженні струму через тіло століття,
Електротравми, поява яких пов'язані з проходженням струму через тіло людини. Поразка людини у разі пов'язується з опіками, засліпленням електричної дугою, падінням, і як наслідок - істотними механічними ушкодженнями.
Види впливу електроструму на людину:
- Термічний вплив струму
Опіки окремих ділянок тіла
Нагрівання до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, що знаходяться на шляху струму, що викликає в них суттєві функціональні порушення.
- Електролітична дія струму характеризується розпадом органічної рідини, зокрема і крові, що супроводжується значними змінами їх фізико-хімічного складу.
- Механічна (динамічна) дія - це розшарування, розриви та інші подібні ушкодження тканин організму, у тому числі м'язів, стінок кровоносних судин, судин легеневої тканини внаслідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утворення пари від перегріву струмом рідини та крові.
- Біологічна дія струму проявляється шляхом подразнення та збудження живих тканин організму, а також внаслідок порушення внутрішніх біологічних процесів, що відбуваються в організмі, тісно пов'язані з його життєвими функціями.
Види електричних травм:
Місцеві електротравми, що спричиняють місцеве пошкодження організму;
Загальні електротравми (електричні удари), коли уражається (або виникає загроза ураження) весь організм унаслідок порушення нормальної діяльності життєво важливих органів та систем.
Ø Місцева електротравма - яскраво виражене порушення цілісності тканин тіла, зокрема кісток, викликане впливом електричного струму чи електричної дуги. Найчастіше – це поверхні ушкодження, тобто ушкодження шкіри, а іноді й інших м'яких тканин зв'язок та кісток. Місцеві електротравми виліковуються та працездатність потерпілого відновлюється повністю або частково. Однак при тяжких опіках людина вмирає. При цьому безпосередньою причиною смерті є не електричний струм, а місцеве ушкодження організму, спричинене струмом. Характерні місцеві електротравми:
Ø електричні опіки, це ушкодження поверхні тіла впливом електричної дуги чи великих струмів, які проходять крізь тіло людини.
Ø електричні знаки, це чітко виражена мітка діаметром 1-5 мм сірого або блідо-жовтого кольору, що з'являється на поверхні шкіри людини у місці проходження струму. У більшості випадків електричні знаки безболісні (верхній шар шкіри сходить, а уражене місце набуває початкового кольору, відновлюється пластичність і чутливість).
Ø Електрометалізація - проникнення в шкіру частинок металу внаслідок його розбризкування та випаровування під дією струму. Вона може статися при коротких замиканнях, відключеннях напруги роз'єднувачами та рубильниками під навантаженням. При цьому дрібні частинки розплавленого металу під впливом динамічних сил і теплового потоку розлітаються на всі боки з великою швидкістю. Кожна з цих частинок має високу температуру при малому запасі теплоти, тому не здатна пропалити одяг. Тому уражаються відкриті частини тіла: руки та обличчя. При пошкодженні очей лікування може виявитися тривалим і складним, а в деяких випадках постраждалий може втратити зір. Тому роботи, при яких можливе виникнення електричної дуги, повинні виконуватись у захисних окулярах.
Ø Механічні ушкодження є здебільшого наслідком різких судомних скорочень м'язів під впливом струму, що проходить через тіло людини. Внаслідок цього можуть статися розриви сухожиль, шкіри, кровоносних судин та нервової тканини, і навіть переломи кісток. Механічні пошкодження мають місце під час роботи в установках напругою до 1000 В при тривалому знаходженні людини під напругою.
Ø Електроофтальмія - це запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає під впливом потужного потоку ультрафіолетових променів. Таке опромінення можливе при утворенні електричної дуги (при короткому замиканні).
Електроофтальмія розвивається через 4-8 годин після ультрафіолетового опромінення. При цьому мають місце почервоніння та запалення шкіри, слизових оболонок повік, сльози, гнійні виділення з очей, судоми повік та часткова втрата зору. Постраждалий відчуває головний біль та різкий біль в очах, що посилюється на світі. Запобігання електроофтальмії при обслуговуванні електроустановок забезпечується застосуванням захисних окулярів зі звичайним склом, які майже не пропускають ультрафіолетових променів, і одночасно захищають очі від інфрачервоного опромінення та бризок розплавленого металу.
Ø Електричний удар це збудження живих тканин організму електричним струмом, що супроводжується судомним скороченням м'язів. Такий удар може призвести до порушення і навіть повного припинення роботи легенів та серця. При цьому зовнішніх місцевих ушкоджень, тобто електричних травм людина може і не мати.
Залежно від тяжкості поразки електричні удари можна умовно розділити на 5 ступенів:
I - судорожні ледь відчутні скорочення м'язів;
II - судомні скорочення м'язів, які супроводжують сильним ледве переносимим болем без втрати свідомості;
III - судомне скорочення м'язів із втратою свідомості, зі збереженням дихання та роботи серця;
IV - втрата свідомості та порушення серцевої діяльності або дихання
V – клінічна смерть, тобто зупинка роботи серця та легень.
Приблизно 75% випадків ураження людей струмом супроводжується виникненням місцевих електротравм.
2. ПРИЧИНИ ЛЕТАЛЬНИХ ВИХОДІВ ВІД ДІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ .
Причинами смерті від електричного струму можуть бути :
Припинено роботи серця,
Зупинка дихання
Електричний шок.
Одночасна дія двох чи навіть трьох цих причин.
Припинення серцевої діяльності від електричного струму є найбільш небезпечним, оскільки повернути потерпілого до життя в цьому випадку є, як правило, складнішим завданням, ніж при зупинці дихання або при шоці.
Вплив струму на м'яз серця може бути:
Прямий, коли струм проходить безпосередньо в області серця,
Рефлекторним, тобто через центральну нервову систему, коли шлях струму лежить поза цією областю. В обох випадках може статися зупинка серця або його фібриляція. При ураженні струмом фібриляція серця настає значно частіше, ніж повна зупинка.
Фібриляція серця - хаотичні різночасні скорочення волокон серцевого м'яза (фібрил), у яких серце неспроможна гнати кров судинами. Фібриляція серця мої наступити внаслідок проходження через тіло людини шляхом рука-рука, або рука-ноги змінного струму силою більше 50 мА частотою 50 Гц протягом декількох секунд.
При фібриляції серця , яка виникає внаслідок короткочасної дії струму, дихання може продовжуватися ще 2-3 хв. Оскільки разом із кровообігом припиняється та постачання організму киснем, у людини настає швидке різке погіршення загального стану та дихання припиняється. Фібриляція продовжується якийсь час і завершується повною зупинкою серця. Настає клінічна смерть.
Припинення дихання відбувається внаслідок безпосереднього впливу струму на м'язи грудної клітки, які беруть участь у процесі дихання. Людина починає відчувати утруднення дихання внаслідок судомного скорочення м'язів вже за струмі 20-25 мА частотою 50 Гц. За більшого значення сили струму ця дія посилюється. У разі тривалого проходження струму в людини настає асфікція - хворобливий стан внаслідок нестачі кисню та надлишку вуглекислоти в організмі. При асфікції поступово втрачається свідомість, чутливість, рефлекси, потім припиняється дихання, а згодом зупиняється серце чи виникає його фібриляція, тобто настає клінічна смерть.
Припинення серцевої діяльності в цьому випадку обумовлено не тільки спорідненим впливом струму на серце, а й припиненням постачання організму киснем, у тому числі клітин серцевого м'яза через зупинку дихання.
Електричний шок - своєрідна важка нервово-рефлекторна реакція організму через подразнення електричним струмом, яка супроводжується глибокими розладами кровообігу, дихання, обміну речовин. Шоковий стан триває від кількох десятків хвилин до доби. Після цього може настати загибель людини внаслідок повного згасання життєво важливих функцій, або одужання – внаслідок своєчасного активного лікарського втручання.
Причини електротравм можна згрупувати за такими факторами :
1. Дотик до струмоведучих частин під напругою внаслідок недотримання правил безпеки, дефектів конструкції та монтажу електроустаткування;
2. Дотик до нетоковедучих частин, що випадково опинилися під напругою (ушкодження ізоляції, замикання проводів);
3. Помилкова подача напруги в установку, де працюють люди;
4. Відсутність надійних захисних засобів.
3. ПЕРША МЕДИЧНА ДОПОМОГА ПРИ УРАЖЕННІ СТРУМОМ ЛЮДИНИ.
Перша медична допомога - це комплекс заходів, спрямований на відновлення чи збереження здоров'я потерпілих, які здійснюються немедичними працівниками (взаємодопомога) або самим постраждалим (самопоміч).
Перебуваючи під впливом електричної напруги, організм людини веде себе точно як електричний провідник, оскільки має у складі великий обсяг рідини (порядку 80% від загальної маси тіла). Будь-яка рідина (внутрішньоклітинна, у складі крові, у м'язах, шкірі) являє собою електроліт, що добре проводить електричний струм.
Виходячи з цього під дією прикладеного потенціалу тіло проводить струм, що впливає на живий організм і здатний викликати в ньому незворотні зміни, які закінчуються травмами або смертю.
Дія струму
Рухаючись крізь тіло людини, носії заряду викликають різні види впливу, що залежать від часу, умов та величини:
- Фізіологічний (біологічний) вплив струму. Найбільш чутлива дія електричного струму на організм людини, і спостерігається вона практично завжди. Виявляється у мимовільних судомах м'язових волокон, впливаючи безпосередньо на м'язи або викликаючи їх відгук через нервову систему;
- Термічну дію струму. Проявляється опіковими руйнуваннями шкірних покривів та глибших тканин, оскільки має такий самий принцип, що й нагрівання провідників;
- Електролітична дія електричного струму на організм людини Стоїть серед найнебезпечніших. Рідкі середовища є електролітами. До них входять кров'яна плазма, рідина всередині клітин. Під дією струму рідини схильні до електролізу, що викликає незворотні зміни.
За будь-якого типу дії електричного струму на організм людини відбуваються електротравми різноманітного походження та ступеня наслідків:
- Опіки становлять найбільшу частину електротравм як наслідок впливу електричного струму на організм. За ступенем ушкоджень розрізняють поверхневі та внутрішні опіки. Через виникнення бувають контактні, які виникають при безпосередньому впливі, дугові – через розряд, що виник поряд, і змішані. Теплова дія особливо сильно виражена за високої сили струму (вище 1 А). При такому значенні людина здатна вижити лише за дуже малої тривалості імпульсу;
- Електричні знаки. Там, де було зосереджено місце електричного удару, можна спостерігати сірі чи блідо-жовті сліди поверхні шкіри;
- Металізація шкіри. В результаті розпилення частинок металу з струмонесучих частин його частинки впроваджуються в шкіру. Зовнішня поверхня шкіри в цих місцях набуває металевого відтінку і сильно болюча;
- механічні травми. Є результатом сильних судом м'язів і, як результат, м'язова тканина та сухожилля отримують розриви;
- Електроофтальмії. Є ушкодженням слизової оболонки очей від дії ультрафіолетової складової спектру електричного дугового розряду. Не є власне електротравмою, але часто супроводжує електричні розряди через коротке замикання.
Небезпечні значення
Електрострум різної величини по-різному діє на організм. За усередненими даними, людина починає відчувати дію напруги, починаючи з невеликої величини близько 0.6-1.0 мА при змінному струмі і 5-7 мА для постійного струму. Сильні та непереборні судоми м'язів (невідпускає струм) починаються зі значення 10 мА. Збільшення до 50 мА провокує паралізацію органів дихання. При струмі 100 мА починається фібриляція серця.
Небезпека від впливу електричного струму на організм людини залежить не тільки від його параметрів, а й від часу. Організм більшості людей здатний витримати короткочасні імпульси струму набагато більше наведених вище значень.
Чому щодо ступеня небезпеки враховується значення сили струму, а чи не величина напруги? Це відбувається з усім відомого закону Ома. Тіло людини не відрізняється точно певним опором. Його значення залежить від поєднання безлічі факторів. Тому в різних ситуаціях небезпечні значення струму можуть виникнути при різних значеннях напруги.
Дослідження виявили, що в переважній кількості випадків, навіть за найгірших умов, напруга менше 42 В змінної мережі не здатна викликати проходження небезпечного струму. Саме тому це значення вибрано під час виконання робіт у небезпечних умовах за можливості потрапляння під напругу.
У той же час існує безліч джерел електроживлення, які відрізняються великою силою електродвигуна, але нездатні викликати смертельно небезпечний струм. Це добре знайоме телевізійним майстрам та автовласникам.
Напруга на аноді кінескопа чи електродах свічки запалювання становить десятки тисяч вольт. При дотику до цих елементів виникає чутливий та болісний удар струмом, що рідко призводить до несприятливих наслідків. В основному дотик до високовольтних, але слаботочних джерел напруги небезпечний тільки для людей зі слабким серцем, оскільки виникають короткочасні, але сильні спазми серцевого м'яза.
Змінний чи постійний струм небезпечніший і чому
Здавалося б, яке має значення, постійна напруга чи змінна. Однак дослідження виявили закономірність, що при частоті 10-500 Гц небезпека набагато вища за однакових значень, ніж спостерігається при постійній напрузі. Це спричинено не лише безпосереднім перебігом струму через організм, але й прямою дією на роботу серцевих м'язів. Змінний струм викликає їх неконтрольовані скорочення. Як наслідок, настають фібриляція (хаотичні скорочення) та зупинка серця. Змінний струм має нижчі граничні значення, ніж постійний, у кілька разів, і це достовірно підтверджено експериментальними даними.
Важливо!За великої величини постійна напруга з високою ймовірністю викликає електролітичну дію струму.
Подальше зростання частоти несе рівну загрозу нарівні з постійним струмом, але починаючи з 1000 Гц і більше небезпека падає. Тут набирає чинності скін-ефект, який виявляється у тому, що високочастотний струм витісняється ближче до зовнішньої поверхні провідника, яким є в даному випадку організм людини. Таким чином, із підвищенням частоти зменшується ймовірність проходження струму за критичними напрямками в організмі. Збільшується лише термічний вплив на шкірні покриви. Змінна та постійна напруга великої величини можуть викликати електромагнітну дію навіть за відсутності прямого контакту. Це виявляється у поганому самопочутті, головному болі, збоях у роботі кардіостимуляторів.
Чинники, що збільшують небезпеку
Небезпечна дія електричного струму на людину багато в чому визначається тим, які органи зустрінуться на її шляху. Найчутливіші органи – це серце, мозок та легені. Через головний мозок струм протікає у тому випадку, коли під дію напруги потрапить голова людини, або вона торкатиметься заземленої ділянки, а удар електричного струму відбудеться через будь-який інший орган тіла.
Найпоширеніші дотики до елементів, що під небезпечним потенціалом, відбуваються руками. За найкоротшим напрямом шляху руху струму через тіло це рука – рука чи рука – нога.
Менш небезпечний випадок, коли розряд проходить у напрямку нога – нога. Це відбувається при знаходженні в зоні крокової напруги. Але є інша небезпека. При судомах м'язів ніг чи переляку людина може впасти, і тоді шлях проходження струму проходитиме небезпечним напрямом.
Стан людини
Стан організму людини має важливе значення щодо небезпечної сили струму. На даному принципі засновано роботу поліграфа (детектора брехні), який, серед інших параметрів, вимірює значення вологості шкірних покривів. Підвищення вологості відбувається при хвилюванні, стресових станах, хворобі, алкогольному чи наркотичному сп'яніння. Різні ділянки шкіри мають неоднакову чутливість. Наприклад, кінчики пальців мають набагато більші значення електричного опору, ніж шкіра на задній стороні долоні.
При перерахованих ситуаціях опір шкірного покриву в кілька разів вищий, ніж у нормальному стані, тому небезпечні значення сильно знижуються, і вплив електричного струму буде сильнішим. Зауважено, що жіночий організм має в кілька разів менший поріг допустимого струму, ніж чоловічий. Але в той же час у кожної людини спостерігаються свої унікальні особливості в частині порогового значення.
Вплив електричного струму на людину, навіть за однакових значень, буде меншим, якщо людина усвідомлено готова до несподіваного електричного удару. Ця особливість характерна для людей, які займаються професійною діяльністю обслуговування електричних установок.
Ефект крокової напруги небезпечний тим, що з боку не видно небезпеки, оскільки ця напруга утворюється в результаті розтікання потенціалу по землі внаслідок обриву високовольтного дроту або пробою підземного ізоляції високовольтного кабелю.
Шар землі має більш високий опір, ніж струмопровідний провідник, тому на деякій відстані від місця падіння проводу високовольтної лінії або пробою ізоляції підземного кабелю утворюється різниця потенціалів, що досягає небезпечних значень. Відстань на поверхні ґрунту, на якому утворюється різниця потенціалів, характеризується довжиною кроку людини, тому що шлях руху струму по найкоротшому напрямку проходить від однієї ноги до іншої. Чим більше величина кроку, тим вище різниця потенціалів, що утворюються, і, відповідно, значення струму, що протікає. З цього можна зробити висновок, що для того, щоб безпечно залишити зону впливу напруги, не потрібно поспішати і робити великі кроки. Навпаки, крок має бути якомога коротшим. Також не можна бігти, оскільки падіння призведе до збільшення напруги.
Чи небезпечна статична електрика
Зі статичною напругою знайомі всі, хто носить синтетичний одяг. Заряд статичної напруги утворюється при взаємному терті одягу з різних матеріалів, особливо вовни та синтетики. При наступному дотику до заземленого предмета, наприклад, кузова автомобіля, між тілом та ним проскакує іскра завдовжки від кількох міліметрів до сантиметра та більше.
Накопичений потенціал становить кілька тисяч вольт, але величина струму, що протікає, мізерна і викликає лише поколювання. Статична напруга небезпечна для чутливих електронних компонентів, тому працівники, які займаються ремонтом та обслуговуванням електронної техніки, повинні носити одяг із бавовняних тканин та спеціальні електростатичні браслети, з'єднані із заземленням, для зняття накопиченого електричного потенціалу.
Заходи безпеки
Для зниження небезпеки отримання удару електричного струму розроблено спеціальні заходи: організаційні та технічні. До перших відносяться заходи, спрямовані на виключення появи потенціалу на тих частинах установок та обладнання, на яких виконуються роботи. Це відключення струмопровідних частин, перевірка відсутності напруги, огородження елементів, що знаходяться під струмом і до яких можливий дотик, вивішування запобіжних та забороняючих плакатів.
До технічних заходів належать:
- Інструмент із ізоляційними рукоятками;
- Діелектричний спецодяг (рукавички, взуття);
- Діелектричні килимки.
Найголовніше – не торкатися провідників, якщо достовірно не відомо, перебувають вони під напругою чи ні.
Перша допомога постраждалим
Від своєчасності та правильності дій залежить здоров'я і життя високої напруги, що потрапив під дію. Порядок дій зводиться до такого:
- Припинити дію електроструму на постраждалого. Для цього потрібно вимкнути електроустановку. При неможливості відключення звільнити людину від торкання оголених провідників, відсунувши убік провідник чи постраждалого. При цьому необхідно використовувати діелектричні рукавички, ізольований інструмент, або, на крайній випадок, суху дерев'яну дошку. За неможливості звільнення потрібно перерубати провід. У сокири має бути суха дерев'яна сокира. Відтягувати постраждалого потрібно за край одягу, намагаючись не торкатися оголених ділянок тіла, щоб не отримати електротравму;
- Укласти на горизонтальну рівну поверхню потерпілого, розслабити або розстебнути комір одягу для покращення дихання, перевірити, чи є дихання та пульс;
- Негайно будь-якими способами викликати швидку допомогу;
- Якщо присутні дихання і пульс, але людина непритомна, то потрібно привести його до тями за допомогою ватки, змоченої розчином нашатирного спирту;
- Якщо постраждалий не дихає, потрібно проводити штучну вентиляцію легень доти, доки він не почне дихати сам;
- За відсутності серцебиття зробити непрямий масаж серця.
Заходи першої долікарської допомоги необхідно проводити безперервно, до приїзду медичної бригади.
Відео
Ще наприкінці XVIII століття було виявлено факт негативного та небезпечного впливу електричного струму на організм людини В. В. Петровим – винахідником електрохімічного джерела високої напруги. Перші письмові згадки про промисловий електротравматизм датуються лише 1863 роком – від впливу постійного та 1882 – від змінного.
Електротравматизм та електротравм
Ушкодження, заподіяне організму людини дією струму, дотику чи кроку чи впливу електричної дуги, прийнято називати електротравмою. Залежно від особливості умов, у яких людина піддається впливу електричного струму, його наслідки може бути різний характер, але їм властиві певні характерні риси:
- Електричний впливає на місця зіткнення з струмопровідними елементами та металевими деталями до тіла людини, а також безпосередньо на шлях проходження струму;
- Реакція організму проявляється лише після впливу струму;
— електричний негативно впливає на серцево-судинну, нервову та дихальну системи.
Електротравматизм серед усіх видів виробничого травматизму має порівняно низький відсоток, проте за кількістю травм з особливо важким і навіть летальним результатом він займає одну з позицій, що лідирують. 
Для зменшення ймовірності потрапляння під електричний струм необхідно відповідно до техніки безпеки застосовувати відповідні . Їх застосування дозволить безпечно виконувати роботи в електроустановках та не отримати електро травми.
Основні типи уражень електричним струмом
Вплив електричного струму на організм має складний та різноманітний характер. Він надає термічний, біологічний, електролітичний та механічний вплив.
1. Термічний вплив проявляється у сильному нагріванні тканин.
2. Біологічне - призводить до порушення функціонування біоелектричних процесів і супроводжується роздратуванням, збудженням живих тканин, сильним скороченням м'язів.
3. Електролітична дія є результатом розкладання багатьох життєво важливих для організму рідин, у тому числі крові.
4. При механічному впливі відбувається розриви та розшарування живих тканин, виникає сильний ударний вплив через інтенсивне випаровування рідини з органів та живих тканин організму.
Чинники, що впливають на ступінь дії електричного струму
На глибину та характер впливу електричного струму впливають:
- сила струму та його тип (постійний або змінний);
- шлях проходження струму та час впливу;
особливості психологічного, фізіологічного стану людини в даний момент, а також індивідуальні якості та властивості людського організму.
Виділяють кілька порогових значень дії електричного струму:
1. Пороговий відчутний - 0,6-1,5мА на змінному та 5-7мА на постійному;
2. Пороговий невідпускаючий (струм, що при проходженні крізь організм людини викликає судомні скорочення м'язів) - 10-15мА при змінному, 50-80мА при постійному;
3. Пороговий фібриляційний (струм, що при проходженні через організм викликає фібриляцію серцевого м'яза) - 100мА- при змінному і 300мА при постійному.
Зі збільшенням часу знаходження людського організму під напругою небезпека отримання тяжких травм та летального результату зростає. Також вплив надає маси людини та ступінь її фізичного розвитку. Доведено, що граничне значення вплив струму для жінок у 1,5 рази менше, ніж за аналогічних умов для чоловіків.
Значний вплив має і шлях проходження струму. Небезпека ураження у багато разів зростає при проходженні крізь життєво важливі органи та системи організму людини (легкі, серцевий м'яз, головний мозок).
Ми розглянули окрему статтю. Їхній вплив можна віднести також до негативного впливу на людину.
Плакат: Перша медична допомога під час ураження електричним струмом.
Чинники, що впливають на тяжкість ураження електричним струмом. Види ураження електричним струмом. Опір тіла людини.
Електричні установки становлять велику потенційну небезпеку для людини, тому що в процесі експлуатації не виключені випадки дотику до частин, що знаходяться під напругою.
Особливістю ураження електричним струмом є:
відсутність зовнішніх ознак загрозливої небезпеки, які людина могла б завчасно виявити: побачити, почути, нюхати і т.п. "Рука-ноги"). При цьому струм, що проходить, призводить до серйозних пошкоджень центральної нервової системи і таких життєво важливих органів, як серце і легені.
тяжкість результату електротравм. Тимчасова втрата працездатності при електротравмах зазвичай тривала. Так, при поразці в мережах напругою 220/380 вона становить у середньому 30 днів. У цілому нині на електротравми доводиться 12-16 % всіх випадків виробничого травматизму зі смертельним результатом.
струми промислової частоти 10-25 мА здатні викликати інтенсивні судоми м'язів, в результаті настає невідпускає ефект, тобто "приковування" людини до струмоведучих частин, при якому потерпілий самостійно не може звільнитися від впливу електричного струму. Тривале протікання такого струму може призвести до тяжких наслідків.
Вплив струму на людину викликає різку реакцію відсмикування, а в ряді випадків і втрату свідомості. Працюючи на висоті це може призвести до падіння людини. Внаслідок цього виникає небезпека механічного травмування, причиною якого є вплив струму.
специфічна небезпека ураження електричним струмом полягає в тому, що струмопровідні частини електроустановок, що опинилися під напругою внаслідок пошкодження ізоляції, не подають будь-яких сигналів, які б попереджали людину про небезпеку. Реакція людини на електричний струм виникає лише за перебігу останнього через тіло людини.
Вплив струму на організм людини
Проходячи через тіло людини, електричний струм має на нього тепловий, хімічний, механічний та біологічний вплив.
Теплова дія струму проявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні тканин та біологічних середовищ, що викликає в них функціональні розлади. Хімічний вплив виявляється у розкладанні органічної рідини, крові та проявляється у зміні їх фізико-хімічного складу; механічне призводить до розриву м'язових тканин; біологічне полягає у здатності струму дратувати та збуджувати живі тканини організму.
Будь-яка з перелічених впливів струму може призвести до травми. Травму, спричинену впливом електричного струму або електричної дуги, називають електротравмою (ГОСТ 12.1.009-76).
Види ураження електричним струмом
На практиці електротравми умовно поділяють на місцеві та загальні. Місцеві електротравми викликають місцеве пошкодження організму - електричний опік, електричний знак, металізацію шкіри частинками металу, що розплавився під дією електричної дуги, механічні пошкодження, викликані мимовільними скороченнями м'язів під дією струму, і електроофтальмію (запалення зовнішніх оболонок очей під впливом електричної дуги).
Загальні електротравми, частіше звані електричним ударом, викликають порушення нормальної діяльності найбільш життєво важливих органів та систем організму або призводять до ураження всього організму.
Чинники, що впливають на тяжкість ураження електричним струмом
До цих чинників ставляться: сила, тривалість впливу струму, його рід (постійний, змінний), шляхи проходження, і навіть чинники довкілля та інших.
Сила струму та тривалість впливу. Збільшення сили струму призводить до якісних змін на організм людини. Зі збільшенням сили струму чітко проявляються три якісно відмінні відповіді – реакції організму: відчуття, судомне скорочення м'язів (невідпускання для змінного та больовий ефект для постійного струму) та фібриляція серця. Електричні струми, що викликають відповідну реакцію організму людини, отримали назви відчутних, невідпускних і фібриляційних, а їх мінімальні значення прийнято називати пороговими.
Експериментальні дослідження показали, що людина відчуває вплив змінного струму промислової частоти силою 0,6-1,5 мА та постійного струму силою 5-7 мА. Ці струми не становлять серйозної небезпеки для організму людини, бо при їх впливі можливе самостійне звільнення людини, то допустимо їх тривале протікання через тіло людини.
У тих випадках, коли вражаюча дія змінного струму стає настільки сильною, що людина не в змозі звільнитися від контакту, виникає можливість тривалого перебігу струму через тіло людини. Такі струми отримали назву невідпускаючих, тривалий вплив їх може призвести до утруднення та порушення дихання. Чисельні значення сили струму, що не відпускає, не однакові для різних людей і знаходяться в межах від 6 до 20 мА. Вплив постійного струму не призводить до невідпускаючого ефекту, а викликає сильні болючі відчуття, які у різних людей наступають при силі струму 15-80 мА.
При протіканні струму кілька десятих часток ампера виникає небезпека порушення роботи серця. Може виникнути фібриляція серця, тобто безладні, некоординовані скорочення волокон серцевого м'яза. При цьому серце не в змозі здійснювати кровообіг. Фібриляція триває, як правило, кілька хвилин, після чого слідує повна зупинка серця. Процес фібриляції серця необоротний, і струм, що його викликав, є смертельним. Як показують експериментальні дослідження, що проводяться на тваринах, порогові струми фібриляції залежать від маси організму, тривалості протікання струму і його шляху.
Шлях струму.
Поразка буде важчою, якщо на шляху струму виявляються серце, грудна клітка, головний та спинний мозок. У практиці обслуговування електроустановок струм, що протікає через тіло людини, яка потрапила під напругу, йде, як правило, шляхом "рука-рука" або "рука-ноги". Однак він може протікати і іншими шляхами, наприклад, "голова-ноги", "спина-руки", "нога-нога" та ін. Ступінь поразки в цих випадках залежить від того, які органи людини потраплять під вплив струму, а також від сили струму, що проходить через серце. Так, при протіканні струму шляхом "нога-нога" через серце проходить 0,4% загального струму, а по шляху "рука-рука" - 3,3%. Сила струму, що не відпускає, по шляху "рука-рука" приблизно в 2 рази менше, ніж по шляху "права рука-ноги".
Рід струму
Струм промислової частоти є найбільш несприятливим. При збільшенні частоти (понад 50 Гц) значення відчутного і струму, що не відпускає, зростають. З зменшенням частоти від 50 Гц до 0 значення струму, що не відпускає, також зростають і при частоті, що дорівнює нулю (постійний струм), стають більше приблизно в 3 рази.
Значення струму фібриляції при частотах 50-100 Гц рівні. З підвищенням частоти до 200 Гц сила струму фібриляції зростає приблизно в 2 рази, а до 400 Гц - майже в 3,5 рази. Підвищення частоти напруги живлення електроустановок застосовують як один із заходів електробезпеки.
Навколишнє середовище.
Вологість і температура повітря, наявність заземлених металевих конструкцій і підлог, струмопровідного пилу надають додатковий вплив на умови електробезпеки.
Ступінь ураження електричним струмом багато в чому залежить від щільності та площі контакту людини з струмопровідними частинами. У вологих приміщеннях з високою температурою або зовнішніх електроустановках складаються несприятливі умови, за яких площа контакту людини з струмовідними частинами збільшується. Наявність заземлених металевих конструкцій і підлог створює підвищену небезпеку ураження внаслідок того, що людина майже завжди пов'язана з одним полюсом (землею) електроустановки. В цьому випадку будь-який дотик людини до струмоведучих частин відразу призводить до двополюсного включення його в електричний ланцюг. Токопровідний пил також створює умови для електричного контакту як з струмопровідними частинами, так і з землею.
Електричний опір тіла людини
Сила струму Iч, що проходить через будь-яку ділянку тіла людини, залежить від підведеної напруги Uпр (напруги дотику) та електричного опору zт наданого струму даним ділянкою тіла,
Iч = Uпр/zт
На ділянці між двома електродами електричний опір тіла людини в основному складається з опорів двох тонких зовнішніх шарів шкіри, що стосуються електродів, та внутрішнього опору решти тіла.
Зовнішній шар шкіри, що погано проводить струм, прилеглий до електрода, і внутрішня тканина, що знаходиться під цим шаром, як би утворюють обкладки конденсатора ємністю З з опором rн. У зовнішньому шарі шкіри струм протікає двома паралельними шляхами: через активний зовнішній опір rн і ємність С, (рисунок 1) електричний опір якої
де ω = 2nf – кутова частота, Гц; f – частота струму, Гц.
Тоді повний опір зовнішнього шару шкіри для змінного струму zн = rн xc /√rн2 +xc 2
Опір rн та ємність З залежать від площі електродів (площа контакту). Зі зростанням площі контакту rн зменшується; а ємність З збільшується. Тому збільшення площі контакту призводить до зменшення повного опору зовнішнього шару шкіри.