Безпека життєдіяльності людини та суспільства - Мягченко О.П. - 4.3.6. Електричний струм - найрозповсюджена небезпека

Електричний струм природного або техногенного походження -найрозповсюджений фактор небезпеки у багатьох сферах сучасної діяльності людини. В природі - блискавка, у виробництві та побуті змінний або постійний електричний струм. При впровадженні у виробництво електричного струму, як робочої сили вже в 1862 році з'явилися перші повідомлення про його небезпечну дію. Тепер у світі щорічно від електричного струму гине біля 50 тисяч людей. Всього в двадцятому столітті у світі загинуло на виробництві та в побуті від 3 до 7 млн. людей. Дуже велика кількість електротравм як у світі, так і в Україні. Як правило це є результатом недбалого ставлення до правил поводження з електрообладнанням та незнанням правил поводження після ураження. Небезпечна дія електричного струму пов'язана з кінетичною енергією електронів. Хоча маса одного електрона вкрай мала - 10^-32 кг, але швидкість їх руху та кількість надзвичайно великі.

Вже на початку 18 століття столо відомо, що в кожній живій клітині організму виникають слабкі електричні імпульси напругою біля 0,01 вольта та силою струму 0,001 ампера. Отже, дія зовнішнього електричного струму, який за силою та напруженістю набагато переважає внутрішній, стає дуже небезпечною. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я у світі щорічно гине від блискавок біля 500 людей, а від ураження електрострумом у побуті та виробництві - біля 30 тисяч.

Тіло людини - гарний провідник, бо на 60% воно складається з води та розчинних у ній електролітів. Ураження електрострумом залежить від питомого опору тіла, його ділянок шкіри, її вологості й навіть фізичного, психічного стану людини. Вірогідність ураження струмом зростає в стадії сп'яніння, стомленості, голоду, хвороби. Наприклад, питомий опір сухої шкіри від 600 до 20 тисяч Ом на метр, спинномозкової рідини всього 0,5-0,6 Ом на метр, внутрішніх тканин - 300-500 Ом. Загальний опір тіла із сухою та неушкодженою шкірою складає від 3 тисяч до 100 тисяч Ом.

Результати уразливості електрострумом залежать також від типу струму. Змінний струм до 300 вольт більш небезпечний, чим постійний, а при напрузі в тисячу і більше Вольт більш небезпечним стає постійний струм. Струм промислової частоти 50 Гц більш небезпечний, чим більшої частоти. Електрострум дуже великої частот (500000 Гц) безпечний з точки зору електричного удару, але викликає надзвичайні опіки. Всі ці характеристики мають важливе значення для особистої безпеки, для розробки методів захисту від ураження електрострумом.

Неприємні відчуття від дії електричного струму людина відчуває при його силі 0,6-1,5 мА змінного струму та 5-7 мА постійного. Напругу організм людини відчуває з 24-42 Вольт змінного струму.

Ураження не відбувається при напрузі 12-16 Вольт та силі струму меншої 10 мА. При більшій його силі та напрузі 36 вольт змінного струму може настати смерть, в залежності від умов - дуже вологе приміщення, контакт із землею. Отже, основним захистом від небезпечної дії електроструму є ізоляція людини від його джерела, заземлення всьго електрообладнання, в тому числі побутового. У мережах напруги 380 В опір заземлюючого пристрою повинен складати не більше 4 Ом.

Починаючи з 10-15 мА змінного струму виникає дуже сильний біль, що супроводжується м'язовими судомами, з-за чого людина не може сама звільнитися від контакту. Силу струму у 50-80 мА називають граничною або що не відпускає і при подальшому збільшенні до 100 мА на протязі 1-2 секунд відбуваються порушення в роботі серця (фібриляція - безладні скорочення шлуночків серця), припиняється кровообіг та дихання - наступає клінічна смерть. Це результат того, що на всій поверхні тіла людини знаходяться біологічно активні точки, опір в яких надзвичайно малий, наприклад на вушній раковині. Вплив на певну таку точку збільшує або зменшує активність діяльності певного органу. Наприклад, на верхній частині раковини знаходяться точки, які стимулюють діяльність кисті руки, стопи ноги, тазових органів. Такі ж точки, але з іншим характером дії розкидані по всій поверхні тіла. Тому, якщо струм буде прикладений до них, то поразка може відбутися при набагато менших значеннях його напруги. Важливо, щоб час дії струму на людину був менший, ніж час за який вона від нього буде позбавлена, відокремлена. Для цього, якщо можливо, застосовують спеціальні автоматичні вимикачі. Відомі випадки поразки током при напрузі 24 Вольт. Ураження не відбувається при напрузі 12-16 В та силі струму (I) біля 10 мА. Визначити небезпечну силу струму, знаючи його напругу, можна за законом Ома. Наприклад, двоє людей потрапили під дію струму напругою 36 В, а опір (II) шкіри кожного з них відповідно складає 400 та 1000 Ом. Треба знайти небезпечну силу струму і зробити висновок. За законом Ома І=U/R знаходимо І1 та І2: 11=36/400=0,09=90 mА; 12=36/1000=0,036=36 mА. Отже, в першому випадку вірогідність ураження струмом більше.

При дотику людини до корпусу пошкодженого електрообладнання, на який закорочений струм, час його дії на людину не повинен перевищувати гранично допустимого значення. Напругу на корпусі (U_к) ушкодженого устаткування при однофазному короткому замиканні визначають за формулою: U_к=I_окз*R_н, де R_н - опір захисного нульового провідника, Ом; І_о - струм, що протікає через тіло людини.

Людина може знаходитися під небезпечною дією електричного струму не тільки від обладнання, але і від самих його джерел - повітряних ліній електропередач (ПЛЕ), трансформаторних підстанцій. Дія електроструму залежить не тільки від часу дії струму на людину, а також від його шляху по тілу. Він має вигляд петлі, по якій струм проходить по тілу, від опору тіла та шкіри. Найбільш поширені петлі: "Рука-рука", "Права рука-ноги", "Ліва рука - ноги", "Нога-нога" і ступінь їх небезпеки неоднакова. Найбільш небезпечні шляхи "Голова - руки", "Голова - ноги", тобто який складається з життєво важливих органів - мозок, серце, легені.

Установлено, що електрострум навіть низької напруги викликає загибель нервових клітин. При електротравмуванні слід розрізняти ранні зміни, які відбуваються в організмі при безпосередній дії струму, в перші 2-3 години - друга стадія та в пізні строки - через декілька днів, місяців і навіть років. В останньому випадку патологія таких травм дуже різноманітна - порушення мозкового кровообігу, поява специфічних невротичних реакцій. Через це деякі постраждалі стають інвалідами на все життя. Отже, важливо правильно поводитися після ураження електрострумом у перші години, дні. За складністю, результатами та наслідками електротравми віднесені до найскладніших уражень організму людини і тому їх необхідно документально обліковувати.

Незалежно від походження електричного струму його дія супроводжується певними ознаками. Перед усім це опіки, які можуть бути не тільки поверхневими, а і внутрішніми, глибоко проникати у тканини. Електричні знаки (металізація шкіри) - з'являються на тілі при контакті з струмопровідними частинами, причому у місцях входу і виходу струму тканина відмирає. Третя ознака - електричний удар, який супроводжується різким збудженням тканин, судорожними скороченнями м'язів - фібриляцією, за якою може настати смерть. Але ще через 4-8 хвилин людину ще можна врятувати за допомогою штучного дихання, непрямого масажу серця

Небезпечною є так звана крокова напруга, коли з-за пошкодження електромереж струм може рухатися по підземних природних провідниках - водні потоки, мокра земля. Тоді виникає небезпека ураження кожного, хто знаходиться на поверхні землі. З-за цього не слід наближатися до обірваних проводів. Крокова напруга може виникати поблизу потужних енергоспоживачів - заводів, електропідстанцій, електрифікованих залізничних мереж. Якщо людина потрапить в таку зону, вона відчуває неприємні відчуття, як взагалі при дії електроструму. Треба негайно зупинитися і обережно, без розривів між ступнями ніг повільно вийти з такого місця. Як правило радіус дії шагової напруги на відкритій місцевості складає 8-10 метрів, в закритих приміщеннях 4-5 метрів.

Питання

1. Яка статистика про негативні наслідки дії струму на людину?

2. Від чого залежить дія електричного струму?

3. Які вимоги безпеки до об'єктів, пов'язаних з електрострумом?

4. Які небезпечні шляхи руху струму через людину?

5. Які наслідки дії електричного струму на організм?

6. Що таке крокова напруга, в чому її небезпека ?