Факторы, определяющие исход электротравм

3. Факторы, определяющие исход электротравм

Исход поражения электрическим током определяют следующими факторами: электрическим сопротивлением тела человека, силой протекающего через тело тока, временем воздействия тока, путем протекания тока, частотой и родом тока, индивидуальными особенностями организма.

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково. Например, при токе частотой 50 Гц удельное объемное сопротивление, Ом · м, составляет: для сухой кожи – 3000…20000; кости (без надкостницы) – 10000…2000000; жировой ткани – 30…60; мышечной ткани – 1,5…3; крови – 1…2; спинномозговой жидкости – 0,5…0,6.

Таким образом, кожа характеризуется очень большим удельным сопротивление, которое служит главным фактором, определяющим сопротивление тела человека в целом.

Сопротивление тела человека R_ч колеблется в пределах от 1000 до 100000 Ом и равно сумме двух одинаковых активных сопротивлений наружного слоя кожи R_н, в совокупности составляющих наружное сопротивление тела человека и внутреннее сопротивление тела R_в, т.е.

R_ч = 2 R_н + R_в

Так как внутреннее сопротивление мало, не зависит от площади электродов, частоты тока, приложенного напряжения и примерно равно 500…700 Ом, то, следовательно, полное сопротивление тела человека зависит от сопротивления наружного слоя кожи.

Сопротивление кожи, в свою очередь, снижается (иногда значительно) при повреждении ее рогового слоя; увлажнении, в том числе вследствие потовыделения; загрязнении различными веществами, в особенности токопроводящими; увеличении площади поверхности и плотности контакта, силы проходящего тока и продолжительности его действия; приложенного напряжения. Так, при напряжении 10…38 В начинается пробой верхнего рогового слоя кожи, а при напряжении 127…220 В и выше кожа почти не влияет на сопротивление тела.

Основной поражающий фактор электрического тока – сила тока, проходящего через тело человека. Переменный ток частотой 50 Гц и силой 0,5…1,5 мА вызывает при прохождении через организм ощутимые раздражения в виде слабого «зуда» и легких покалываний. Указанные значения тока – это границы, или порог, с которого начинается область ощутимых токов, поэтому ток, являющийся наименее ощутимым, называют пороговым ощутимым током.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называют неотпускающим током, а его наименьшее значение – пороговым неотпускающим током.

Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей неодинаковы. Они различны также для мужчин, женщин, детей и в среднем при частоте тока 50 Гц равны соответственно 16, 11 и 8 мА. При их превышении действие тока распространяется на мышцы туловища, затрудняя дыхание и работу сердца, что приводит к потере сознания через некоторое время.

Прохождение тока через организм может вызывать фибрилляцию сердца – хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых прекращается кровообращение. Наименьшее значение такого тока (100 мА при частоте 50 Гц) называют пороговым фибрилляционным током. Опасность возникновения фибрилляции возрастает при прохождении тока через сердце во время Т-фазы кардиоцикла, когда заканчивается сокращение желудочков и они переходят в расслабленное состояние.

С увеличением длительности протекания тока сопротивление организма заметно снижается, что связано с происходящим под действием тока усилением кровоснабжения участков кожи под электродами, потоотделением и т.п.

Опасность поражения электрическим током сильно увеличивается при прохождении его через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг. Однако рефлекторное воздействие тока на них происходит и при иных путях его прохождения, хотя опасность поражения при этом резко снижается. К наиболее опасным таким путям относят петли «голова-руки» и голова-ноги», к наименее – петля «нога-нога».

С увеличение частоты переменного тока от 0 до 50 Гц опасность поражения возрастает, тогда как с дальнейшим ростом частоты тока опасность поражения снижается и полностью исчезает при частоте 450…500 кГц, хотя такие токи вызывают ожоги при возникновении электрической дуги и прохождении непосредственного через человека. Постоянный ток безопаснее переменного с частотой 50 Гц примерно на одну ступень шкалы номинальных напряжений, т.е. постоянный ток напряжением 380 В действует на человека приблизительно так же, как переменный напряжением 220 В, а действие постоянного тока напряжением 220 В приблизительно равно действию переменного тока напряжением 127 В и т.д. Такое соотношение сохраняется до напряжения 500 В, при более высоких напряжениях постоянный ток становится опаснее переменного с частотой 50 Гц.

Большое значение для исхода поражения имеет психическое состояние человека. Электрические удары легче переносятся здоровыми и физически крепкими людьми. Опасность поражения увеличивается при наличии заболеваний сердца, органов дыхания и нервной системы, а также в состоянии алкогольного или наркотического опьянения.

4. Какими параметрами характеризуются вибрации? Понятия «виброскорость», «виброускорение»? Действие вибрации на человека. Защита от нее

Вибрация – это механические колебания в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменных физических полей с относительно небольшой амплитудой.

В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Поэтому важно знать граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека (рис. 1).

Рис. 1. Влияние вибрации на организм человека

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью, действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань: на рентгенограммах можно заметить полосы, похожие на следы перелома – участки наибольшего напряжения, где размягчается костная ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) – потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: появляются головокружения, шум в ушах, ухудшение памяти, нарушение координации движений, вестибулярные расстройства, похудение.

Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колеблющаяся с определенной частотой и амплитудой точка движется с непрерывно меняющимися скоростью и ускорением: они максимальны в момент ее прохождения через исходное положение покоя и снижаются до нуля в крайних позициях. Поэтому колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее.

Действующее значение колебательной скорости, м/с, определяют как среднее квадратичное мгновенных значений скорости v(t) за время усреднения Т, т.е.

.

Вибрацию часто измеряют приборами, шкалы которых отградуированы не в абсолютных значениях скорости и ускорения, а в относительных - децибелах. Поэтому характеристиками вибрации служат также уровень колебательной скорости L_v, дБ, и уровень колебательного ускорения L_a, дБ, определяемых по формулам:

L_v = 20 lg (v/v₀);

L_a = 20 lg (a/a₀).

где v – среднее квадратичное значение колебательной скорости, м/с; v₀ – пороговое значение колебательной скорости, равное 5 · 10^-8 м/с; а – среднее квадратичное значение колебательного ускорения, м/с²; а₀ – пороговое значение колебательного ускорения, равное 3 · 10^-4 м/с².

Рассматривая человека как сложную динамическую структуру с изменяющимися во времени параметрами, можно выделить частоты, вызывающие резкий рост амплитуд колебаний как всего тела в целом, так и отдельных его органов. При вибрации ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое. Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте 3-3,5 Гц, а при 4-8 Гц они смещаются.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела (около 1,5 Гц) обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов. Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20-30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду колебаний плеч. Качество зрительного восприятия предметов значительно ухудшается при частоте вибрации 60-90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

Вибрацию классифицируют по следующим признакам:

- по способу воздействия на человека – общая и локальная;

- по источнику возникновения – транспортная (при движении машин), транспортно-технологическая (при совмещении движения с технологическим процессом, например при косьбе или обмотке самоходным комбайном, рытье траншей экскаватором и т.п.) и технологическая (при работе стационарных машин, например насосных агрегатов);

- по частоте колебаний – низкочастотная (менее 22,6 Гц), среднечастотная (22,6-90 Гц) и высокочастотная (более 90 Гц);

- по характеру спектра – узко- и широкополосная;

- по времени действия – постоянная и непостоянная; последнюю, в свою очередь, делят на колеблющуюся во времени, прерывистую и импульсную.

В случаях превышения допустимого для человека уровня вибрации следует проводить мероприятия по снижению ее параметров. Вибрация воздействует на работающего через объекты – машины, сооружения или транспортные средства, в которых установлены источники колебаний (электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, станки и т.д.). Поэтому защитные мероприятия должны охватывать все элементы системы «генератор колебаний – объект – человек».

Если объект подвержен вибрации от периодических сил, то стремятся прежде всего уменьшить их в самом источнике. Для этого повышают точность балансировки вращающихся деталей, точность обработки и чистоту поверхности сопрягающихся деталей, применяют взаимно уравновешивающие механизмы, уменьшают значения действующей на вибрирующую деталь силы и частоты вращения, стремятся равномерно распределить нагрузки на роторы машин, увеличивают продолжительность рабочего цикла.

Так как вибрационное возбуждение в источнике полностью устранить не удается, то возникает необходимость виброзащиты самого объекта. Ее осуществляют следующими методами:

- изменяют конструкцию, в частности смещают основные собственные частоты ее, при которых возможно возникновение резонанса, что достигается увеличением жесткости системы (за счет введения дополнительных ребер жесткости) или ее массы (например, усиление фундамента);

- присоединяют к объекту упругое подвешенное тело – динамический гаситель, воспринимающий вибрацию основного объекта (динамическое гашение вибрации);

- применяют демпфирование, достигаемое как за счет внутреннего поглощения энергии в материале и конструкции (нанесение слоя упруго-вязких материалов или применение двухслойных материалов типа сталь – алюминий), так и присоединением специальных демпферов (динамическое поглощение);

- между источником возбуждения колебаний и объектом устанавливают упругие элементы – пружины, резинометаллические виброизоляторы, прокладки из резины и т.п. (виброизоляция).

Перечисленные методы виброзащиты относятся к пассивным. Активным методом является искусственное возбуждение вибрации в противоположном направлении с основными колебаниями, возникающими в конструкции, с целью создания эффективного противодействия им. Такое виброгашение имеет смысл при наличии одной фиксированной или подавляющей другие частоте колебаний и строгом соблюдении условия противофазности.

Для индивидуальной защиты от вибрации работающих обеспечивают специальной обувью и рукавицами с упругодемпфирующими элементами. Большое профилактическое значение имеют ванночки для рук и ног, массаж, ультрафиолетовое облучение, производственная гимнастика. Снизить вредное влияние вибрации помогает оптимальное чередование периодов труда и отдуха. Время работы, связанной с вибрацией, снижают в процентном отношении к общему времени смены по мере превышения допустимых значений виброскорости в октавных полосах частот относительно санитарных норм. Кроме того, необходимо предусмотреть регламентированные перерывы продолжительностью 20 мин в первой половине смены и 30 мин во второй. Все работающие с виброисточниками должны проходить предварительный и периодические (не реже одного раза в год) медицинские осмотры. Для усиления сопротивляемости организма в отношении вредного действия вибрации работающим дают витамины.

Похожие работы

Основы безопасности жизнедеятельности

Скачать

55671

0

1

... например, озонирование воды. Физические и физико-химические методы – мембранный способ, флотационный, метод флокуляции (осаждаются хлопья), кристаллизации, конденсации. Биологические – основаны на жизнедеятельности особых микроорганизмов. Которые разлагают, перерабатывают органические примеси. Ни один из методов не очищает полностью, следовательно используются комбинированные методы: 1 уровень – ...

Экзаменационные вопросы и билеты по безопасности жизнедеятельности за первый семестр 2001 года

Скачать

26017

0

0

... себя при взрыве телевизора? Первая помощь при боли в сердце. Зав. кафедрой --------------------------------------------------   Экзаменационный билет по предмету БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Билет № 24 23) Опишите Ваши действия при крушении или резком торможении пассажирского поезда. Какие вопросы следует задать в беседе с работодателем и будущими коллегами? Назовите ...