Защита от поражения электрическим током
Действие электрического тока на организм человека
Исход поражения электрическим током зависит от разных причин, многие из которых в настоящее время еще недостаточно изучены. К числу важнейших факторов следует отнести: параметры тока электрической цепи – род тока, частота, величина напряжения: условия поражения – путь тока в теле время его действия; физиологическое и психологическое состояние организма в момент поражения – влажность кожи, пол, возраст, болезни, утомление, ослабление внимания; факторы внешней среды – температура, влажность, атмосферное давление, парциальный состав воздуха, электрические и магнитные поля, загрязнение воздуха.
Наибольшую опасность представляет переменный ток низкой частоты, в том числе ток промышленной частоты – 50 Гц. Пороговые значения для постоянного тока в 3 – 5 раз выше, чем для переменного частотой 50 Гц. Так, пороговый ощутимый ток, при частоте 50 Гц составляет 0,5 – 1,5 мА.
Токи на уровне порогового ощутимого не представляют непосредственной опасности для здоровья. Однако неожиданное воздействие таких токов на работающего человека при неблагоприятных обстоятельствах может вызвать опасные вторичные эффекты. Даже легкий неожиданный удар током вызывает не произвольное отдергивание рук, что может привести, например, к поломке стеклянной аппаратуры, к проливу огнеопасных или агрессивных жидкостей. Из сказанного следует сделать вывод: в условиях химической лаборатории опасно воздействие на человека любого ощутимого тока.
Очень важной величиной служит пороговый неотпускающий ток, то есть минимальное значение тока, прохождение которого через кисть руки вызывает настолько сильные судорожные сокращения мышц, что человек не может самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника. Средние значения порогового неотпускающего тока частотой 50 Гц для взрослых мужчин составляют 15 мА. Во многих инструкциях переменный ток силой до 15 мА считается безопасным. Даже, если учитывать только на организм и исключить возможность вторичных эффектов. С такой оценкой все равно нельзя согласиться.
Для женщин, величина порогового неотпускающего тока уменьшается в среднем на 30% и составляет 10 мА.
Особую опасность представляют токи выше пороговых неотступающих. При силе тока 25 – 50 мА, протекающем через туловище (наиболее вероятные пути: рука – рука, рука – ноги), крайне затрудняется дыхание и работа сердца. Если продолжительность действия тока не превышает нескольких секунд, дыхание, как правило, нормализуется. Если же пострадавший, сам не в состоянии разорвать цепь, а помощь оказать некому (например, пострадавший, нарушая инструкцию, работал в помещении один), вскоре наступает потеря сознания, а через 3 – 4 минуты возможна смерть от удушья. При длительном протекании тока силой 50 – 80 мА вызывают фибрилляции. Токи силой 100 – 150 мА вызывают фибрилляцию сердца и паралич дыхания через 2 -3 с.
Токи силой более 5 А, независимо от фазы кардиоцикла, вызывают не фибрилляцию сердца, а одновременное сокращение всех волокон сердечной мышцы и остановку дыхания. Если действие тока было кратковременным и не вызвало повреждения сердца, то после отключения тока деятельность сердца может восстановиться самостоятельно. Для восстановления дыхания в таких случаях требуется, как правило, применение искусственного дыхания.
Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная. Наибольшим сопротивлением обладает сухая неповрежденная кожа. На разных участках тела в зависимости от толщины эпидермиса, степени наполнения капилляров кровью, количества потовых желез и других факторов сопротивление кожи колеблется от десятков до сотен килоОм.
| Путь тока | Напряжение В | |||
| До 65 | Выше 220 | |||
| От ладони к тыльной части руки или плечу | 3, 2 | 2,5 | 0,8 | 0,65 |
| От тыльной части руки или плеча к ноге | 3,6 | 2,8 | 1,2 | 0,8 |
| От ладони к ногам, от ладони к ладони | 4,4 | 3,4 | 1,6 | 1,2 |
Ежегодно регистрируются десятки случаев смертельных поражений не только «сварочным напряжением» 65 В, но так же в сетях с «безопасным» напряжением 36 и даже 12 В. При этом поражающее напряжение, как правило, бывает ниже линейного напряжения сети и в отдельных случаях составляет всего 4 – 5 В.
Очевидно, было бы целесообразно вообще отказаться от терминов «безопасное напряжение» и «напряжение безопасности». Применение этих терминов к напряжениям 65, 36 и 12В, не являющимся безусловно безопасными, имеет отрицательный психологический эффект, снижая внимание персонала. ГОСТ 12.1.009 – 76 устанавливает термин «безопасное напряжение» как недопустимый.
Защита от поражения электрическим током
Поражение людей электрическим током происходит при совпадении следующих обстоятельств:
1) Отсутствие или нарушение заземления прибора;
2) Появление на корпусе прибора электрического напряжения вследствие «замыкания на корпус» или «пробоя на корпус»;
3) Либо прикосновение к корпусу поврежденного прибора или к токоведущим частям с нарушенной изоляцией и одновременно к заземленному оборудованию (другой электроприбор с исправным заземлением, водопроводные или газовые трубы, отопительные батареи), либо прикосновение к поврежденному прибору, стоя на влажном полу.
Основными мерами предотвращения электротравм в лабораториях являются защита от прикосновения к находящимся под напряжением частям электрооборудования и применение защитного заземления или зануления. Прочие меры защиты от поражения электрическим током – защитное отключение, применение малых напряжений – имеют ограниченное применение.
В соответствии с ГОСТ 12.2.007.0 – 75, по способу защиты человека от поражения электрическим током изделия подразделяются на 5 классов.
У изделий класса 0 есть только основная (рабочая) изоляция и нет элементов для заземления или какой-либо иной дополнительной защиты от поражения электрическим током. Рабочая изоляция отделяет находящиеся под напряжением детали от ограждающих металлических частей (корпуса, металлической арматуры и др.) и тем самым обеспечивает нормальное функционирование аппаратуры. Одновременно она выполняет функцию защиты от прикосновения. При повреждении изоляции, что в реальных условия эксплуатации вполне вероятно, на корпусе электроприбора или других электропроводящих частях может возникнуть напряжение. Нормальное функционирование аппаратуры при этом, как правило, не нарушается, и повреждение может оставаться незамеченным до тех пор, пока кто-либо не окажется в цепи тока.
Особенно опасна работа с электрооборудованием класса 0 вблизи от заземленных коммуникаций или заземленных приборов. Категорически запрещается использование в пределах одного рабочего места электроприборов класса – и заземленного оборудования.
В большинстве инструкций по технике безопасности содержится требование, согласно которому расстояние электроприборов от заземленных коммуникаций должно быть не менее 1,5 м. Выполнение этого пункта значительно уменьшило бы опасность, связанную с использованием изделий класса 0, однако в реальных условиях лаборатории это вряд ли возможно. Лабораторные столы и вытяжные шкафы имеют подводку воды и газа, поэтому работа с электрооборудованием неизбежно проводится в непосредственной близости от заземленных водопроводных и газовых труб.
Аппаратура, имеющая дополнительную защиту от поражения электрическим током с помощью защитного заземления (или зануления), относиться к классу OI или I. Изделия класса OI имеют двухжильный сетевой шнур, а заземление корпуса или других доступных для прикосновения металлических частей осуществляется независимо от подключения к питающей сети. Электроприборы снабжены специальными зажимами для присоединения заземляющего провода, что необходимо сделать до включения прибора в сеть.
Гораздо более эффективным и перспективным способом защиты от поражения электрическим током, по сравнению с защитным заземлением, служит применение двойной или усиленной изоляции. Под двойной изоляцией понимают комбинацию основной (рабочей) и независимой от нее дополнительной изоляции. Наиболее типичный пример дополнительной изоляции – пластмассовый корпус электроприбора. При использовании двойной изоляции отпадает необходимость в применении заземления. Электрические изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления, относятся к II классу.
В аппаратах класса III осуществляется за счет питания от источника низкого напряжения (не более 24 В постоянного или переменного тока). Однако в условиях химических лабораторий аппараты этого класса не получили распространения.
При использовании электроаппаратуры любых классов поражения электрическим током, так или иначе, связаны с повреждением изоляции. Поэтому в системе мероприятий по предупреждению электротравматизма основное внимание должно уделяться контролю изоляции и профилактике ее повреждений.
В особо тяжелых условиях эксплуатации находится изоляция электроаппаратуры, постоянно работающей в вытяжном шкафу. В химических лабораториях нередко использует бытовые электроприборы (электроплитки, электромоторы и т. п.), химических веществ. Поэтому на сетевые шнуры таких приборов, имеющие полихлорвиниловую изоляцию или хлопчатобумажную оплетку, необходимо по всей длине надевать резиновый шланг.
Наиболее уязвимы места частого сгиба сетевого шнура у вилки и непосредственно у корпуса прибора. Повреждения изоляции у вилки возникают также вследствие значительных механических нагрузок при выдергивании вилки за шнур, что может привести к обрыву жил. Возникающая в результате обрыва электрическая дуга приводит к перегоранию изоляции и нередко в этом заключается причина болезненных ожогов кистей рук. Починка вилок часто производится неквалифицированными работниками с нарушением элементарных правил, что дополнительно повышает опасность поражения электрическим током.
Опасность повреждения изоляции в месте ввода сетевого шнура в корпус прибора связана с возможностью контакта оголенного провода с электропроводящим корпусом и как следствие – с появлением напряжения на корпусе. От чрезмерного изгиба в месте ввода в корпус прибора и в вилку сетевой шнур должен быть защищен упругой изолирующей втулкой. Если втулка отсутствует, допускается ее замена отрезком резинового шланга.
Постоянный источник опасности в химических лабораториях – самодельные электроприборы. Удобны снабженные электрической обмоткой приборы для определения температуры плавления, электрообогреваемые приборы для перегонки твердых веществ, ректификационные колонки и колонки для сушки газов гранулированным адсорбентом, погружные электронагреватели для масляных бань и жидкостных термостатов. Однако изготовление и ремонт подобного оборудования нужно поручать квалифицированным электрикам, хорошо знакомым с условиями эксплуатации приборов.