10.1. Причины электротравматизма в ОУ
В образовательных учреждениях широко применяются электроприборы и установки. Электрический ток невидим, его невозможно дистанционно обнаружить без приборов, поэтому воздействие его на человека всегда неожиданно. Опасность поражения током возникает при непосредственном соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями электроустановок, при прикосновении к металлическим корпусам электроприемников, случайно оказавшихся под напряжением, а также в результате действия так называемого шагового напряжения, появляющегося вблизи мест замыкания токоведущих частей на землю.
Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент (2–3 %), однако по числу травм с тяжелым исходом занимает одно из первых мест.
Основным средством исключения электротравм является их предвидение при любом контакте с электроприборами и принятие необходимых мер безопасности.
Напряжение прикосновения – это разность потенциалов точек электроцепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног.
Шаговое напряжение – это разность потенциалов в поле растекания тока по поверхности земли между точками, расположенными на расстоянии шага (приблизительно 0,8 м).
Причинами поражения электрическим током обычно являются:
прикосновение к токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением;
прикосновение к отключенным токоведущим частям, на которых напряжение может иметь место в случаях:
наличия остаточного заряда;
ошибочного включения электроустановки или несогласованных действий обслуживающего персонала;
разряда молнии на электроустановку или вблизи нее;
прикосновения к металлическим нетоковедущим частям или связанного с ними электрооборудования (корпуса, кожуха, ограждения) в случае перехода на них заряда с токоведущих частей (пробой);
поражение шаговым напряжением при пребывании человека в поле растекания электрического тока в случае замыкания на землю;
поражение электрической дугой при приближении на недопустимо малое расстояние к электроустановке напряжением выше 1 кВ;
действие атмосферного электричества при грозовых разрядах.
Выделяют следующие причины электротравматизма:
организационные (нарушение требований правил и инструкций, недостатки в обучении персонала);
технические (ухудшение электрической изоляции, отсутствие ограждений, сигнализации и блокировки, дефекты монтажа и др.);
психофизиологические (переутомление, несоответствие психофизиологических показаний данному виду учебно-производственной или иной деятельности);
социальные (непослушание, любопытство).
10.2. Воздействие электрического тока на человека
Ток, проходящий через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и путях протекания тока, но также и на кровеносную, дыхательную и сердечно-сосудистую системы.
Виды травм, связанных с воздействием электрической энергии на человека, могут быть различны по тяжести и зависят от ряда факторов, в том числе от строения организма, напряжения, рода и частоты тока, длительности действия тока и пути его протекания, схемы включения тела человека в электрическую цепь, условий окружающей среды.
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое, биологическое, механическое и световое действие.
Термическое действие тока вызывает нагрев и ожоги участков тела.
Электролитическое действие тока заключается в электролитическом разложении жидкостей в организме человека, в том числе и крови.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц легких и сердца. Это ответные реакции организма, которые обусловлены нарушением биоэлектрических процессов, протекающих в организме человека.
Механическое действие приводит к разрыву тканей организма, световое – к поражению глаз.
Различают два вида поражения электрическим током: электрические травмы и электрический удар.
Электрические травмы – это местные поражения тканей и органов. К ним относятся: электрические ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи, механические повреждения в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц при протекании тока (разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов, переломы костей), а также электроофтальмия – воспаление глаз в результате воздействия ультрафиолетовых лучей электрической дуги. Различные виды электротравм могут сопутствовать друг другу.
Наиболее опасным принято считать электрический удар, приводящий к остановке работы сердца и легких.
По степени воздействия на организм электрические травмы (удары) подразделяются на четыре степени:
1 степень – без потери сознания;
2 степень – с потерей сознания;
3 степень – без поражения работы сердца;
4 степень – с поражением работы сердца и органов дыхания.
Крайним случаем поражения электрическим током является состояние клинической смерти, которая характеризуется остановкой работы сердца и нарушением снабжения кислородом клеток мозга. В таком состоянии человек может находиться до 6–8 минут.
10.3. Средства защиты от поражения электротоком
В основу обеспечения электробезопасности должно быть положено выполнение требований действующих правил устройства электроустановок (ПУЭ) и правил охраны труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок.
При выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются три основных параметра: сила тока, протекающего через тело человека, напряжение прикосновения и длительность протекания тока.
По опасности поражения электрическим током различают следующие классы помещений:
особо опасные помещения (100 %-ная влажность и наличие активной среды);
помещение повышенной опасности поражения электротоком: повышенная температура воздуха (+35 °C); повышенная влажность (75 %); наличие токопроводящей пыли; наличие токопроводящих полов; наличие электроустановок (заземленных) и возможности прикосновения одновременно как к электроустановке, так и к заземлению или двум электрическим установкам одновременно;
мало опасные помещения, в которых отсутствуют признаки, характерные для предыдущих классов.
Средства защиты от поражения электрическим током разделяются на общетехнические, специальные и индивидуальные.
К общетехническим средствам защиты от прикосновения к токоведущим частям относятся:
рабочая изоляция;
двойная изоляция;
обеспечение недоступности токоведущих частей с использованием оградительных средств (ограждения, кожух, корпус, электрический шкаф и т. д.);
блокировки безопасности (механические, электрические);
использование малого напряжения в локальных светильниках, применяемых внутри и снаружи особо опасных помещений (не более 36 В; во взрывоопасных помещениях – не более 12 В);
меры ориентации (маркировка отдельных частей электрооборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветная изоляция, световая сигнализация и др.).
Изоляция проводов характеризуется ее электрическим сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов относительно земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для человека. Во время работы электроустановок состояние изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (химически активных веществ и кислот, температуры, давления, большой влажности или чрезмерной сухости). Нельзя допускать механических повреждений изоляции электроприборов.
Ограждения применяются сплошные и сетчатые. Они должны быть огнестойкими. В установках напряжением выше 1000 В должны соблюдаться допустимые расстояния от токоведущих частей до ограждений, нормированные в ПУЭ.
Блокировка применяется в электроустановках с огражденными токоведущими частями. Она автоматически обеспечивает снятие напряжения с токоведущих частей электроустановок при несанкционированном проникновении за ограждение.
К специальным средствам защиты от напряжения, появившегося на корпусе электроустановки в результате нарушения изоляции, относятся защитное заземление, защитное зануление и защитное отключение.
Защитное заземление устраивается в электрических сетях с изолированной и с заземленной нейтралью. Оно представляет собой преднамеренное соединение с землей нетоковедущих металлических корпусов электроустановок. Защитное заземление необходимо для снижения напряжения относительно земли до безопасной величины на металлических корпусах электроустановок, нормально не находящихся под напряжением и оказавшихся под таковым в результате повреждения изоляции.
Защитное зануление устраивается в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В, так как одно защитное заземление не обеспечивает достаточно надежной и полной защиты. Занулением называется преднамеренное соединение корпусов электроустановок с нулевым проводом, идущим от заземленной нейтрали источника тока. Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, при котором срабатывает защита (плавкие предохранители, автоматы) и электроустановка отключается. Занулению подлежат практически все станки, электрические двигатели, цеховые металлические светильники и др.
Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током (при замыкании на корпус, снижении сопротивления изоляции сети, а также в случае прикосновения человека непосредственно к токоведущей части). Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной или дополнительной меры защиты, если безопасность не может быть обеспечена с помощью заземления или зануления, либо если применение этих способов затруднительно или экономически нецелесообразно.
Индивидуальные электрозащитные средства предназначены для защиты людей, работающих в электроустановках, от поражения электрическим током и воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. К ним относятся:
изолирующие штанги (оперативные, для наложения заземления, измерительные);
изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные клещи;
указатели напряжения и фазировки;
диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики;
изолирующие накладки и подставки;
переносные заземления;
плакаты и знаки безопасности.
В дошкольных ОУ используются заглушки для розеток; проводка поднимается на высоту до 2 м. Полезно проводить игры, читать сказки о непослушных зверюшках, получивших удар током. И, главное, малолетние воспитанники и обучаемые не должны оставаться без присмотра.
10.4. Первая помощь пострадавшим
Главным условием успеха при оказании первой помощи пострадавшим от электрического тока является быстрое осуществление следующих действий:
освободить пострадавшего от тока (отключить установку, оттащить пострадавшего за одежду от установки);
уложить пострадавшего на твердую поверхность, осмотреть и определить его состояние;
приступить к оказанию первой доврачебной помощи;
принять меры для вызова медицинского персонала.
Если пострадавший без сознания, нужно привести его в сознание, давая нюхать нашатырный спирт.
Если пострадавший плохо (редко, судорожно) дышит или отсутствуют признаки жизни (дыхание, биение сердца, пульс), необходимо сделать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
Если у пострадавшего хорошо прослеживается пульс, нужно сделать только искусственное дыхание. Искусственное дыхание надо производить по способу «изо рта в рот», при котором оказывающий помощь делает выдох воздуха из своих легких в легкие пострадавшего непосредственно через рот с интервалом 5 секунд (12 дыхательных циклов в минуту).
Для поддержания кровообращения у пострадавшего в случае прекращения работы сердца необходимо одновременно с искусственным дыханием производить непрямой (закрытый) массаж сердца.
Если реанимацию (оживление) проводит один человек, то через каждые два вдоха делается 15 надавливаний на грудину.
В некоторых случаях, когда сердце остановилось у здорового человека, достаточно сделать несколько надавливаний на грудную клетку, чтобы восстановить естественную работу сердца.
Оказание доврачебной помощи может быть длительным, так как заключение о смерти может сделать только врач. Причиной длительного отсутствия пульса у пострадавшего при появлении других признаков оживления (восстановление самостоятельного дыхания, сужение зрачков и др.) может быть фибрилляция сердца. Однако и в этом случае необходимо продолжать действия по оживлению до прибытия врача.
10.5. Молниезащита
От удара молнии в мире в среднем ежегодно погибает около 3000 человек, причем есть случаи одновременного поражения нескольких человек.
Различают два вида воздействия молнии: первичное, связанное с прямым ударом, и вторичное, вызываемое электромагнитной и электростатической индукцией. При прямом ударе могут возникать пожары, взрывы, разрушение конструкций, поражения людей, перенапряжения на проводах электрической сети. Сила тока в канале молнии достигает 200 кА, напряжение – 150 MB, длина искры молнии составляет сотни и тысячи метров, температура достигает 6000-10 000 °C.
Линейная молния характеризуется очень большими величинами токов, напряжений и температуры разряда, поэтому воздействие молнии на человека, как правило, завершается очень тяжелыми последствиями, обычно – смертью. Разряд молнии проходит по пути наименьшего электрического сопротивления. Так как между высоким объектом и грозовым облаком расстояние и электрическое сопротивление меньше, то молния, как правило, ударяет в высокие объекты. Удар молнии в землю или в расположенный на ней объект зависит от электропроводности грунта. Молния значительно чаще ударяет в глинистые и влажные участки, чем в сухие и песчаные, так как первые обладают большей электропроводностью.
Молния чаще поражает лиственные деревья (дуб, тополь, вербу, ясень), так как они содержат много крахмала. Липа, грецкий орех, бук, хвойные деревья (ель, пихта, лиственница) содержат много масел, поэтому оказывают большее электрическое сопротивление и поражаются молнией реже. Статистика показывает, что из 100 деревьев молнией поражаются 27 % тополя, 20 % груши, 12 % липы, 8 % ели и только 0,5 % кедра.
При ударе молнии дерево расщепляется по следующему механизму: древесный сок и влага на участке прохождения разряда мгновенно испаряются и расширяются; при этом создаются огромные давления, разрывающие древесину. Аналогичный эффект, сопровождающийся разлетом щепок, может иметь место при ударе молнии в стену деревянного строения. Поэтому нахождение под высоким деревом во время грозы опасно.
Человек может быть поражен молнией не только при прямом попадании. Опасно шаговое напряжение, возникающее при растекании в земле тока разряда молнии. Радиус поражающего действия шагового напряжения достигает 30 метров. Опасны также перескоки разрядов молнии и индуцированные заряды. Перескоки разрядов происходят от объектов, в которые попала молния, на объекты, расположенные рядом. Например, может произойти перескок разряда с высокого дерева на человека, стену дома и т. д., если последние расположены рядом с деревом. Заряды наводятся на хорошо проводящие предметы (например, металлические фермы, изгороди и т. д.) под действием электрического поля грозового облака. Таким образом, нахождение человека во время грозы вблизи высоких деревьев, мачт, металлических предметов больших размеров, глинистых и влажных участков земли представляет опасность.
Молния часто поражает людей, работающих в поле, туристов. Опасно находиться во время грозы на воде или вблизи нее, так как вода и участки земли у воды имеют большую электропроводность и часто поражаются молнией.
Во время грозы в городе менее опасно, чем на открытой местности, так как стальные конструкции и высокие здания выполняют функцию молниеотводов. Нахождение во время грозы внутри железобетонных зданий, металлических строений (например, металлических гаражей) безопасно для человека. Пассажиры внутри автомобиля с цельнометаллическим кузовом, трамвая, троллейбуса, вагона поезда находятся во время грозы в безопасности, пока не будут выходить наружу и открывать окна.
Природа шаровой молнии до сих пор не полностью ясна, ее поведение не всегда находит объяснение, поэтому надежные методы и правила защиты от нее отсутствуют. Она может неожиданно появляться где угодно, в том числе в закрытых помещениях. Достаточно часто проникает в здания через трубы, открытые окна и двери. Размеры шаровой молнии могут быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. Обычно она легко парит или катится над землей, иногда подскакивает. Шаровая молния реагирует на ветер, сквозняк, восходящие и нисходящие потоки воздуха. Шаровая молния может появиться и исчезнуть, не нанеся вреда человеку или помещению. Всякий контакт с молнией приводит к тяжелым травмам, ожогам, а в большинстве случаев к смертельному исходу. Шаровая молния часто взрывается. Возникающая при этом воздушная волна может травмировать человека или привести к разрушениям. Считается, что шаровая молния имеет температуру около 5000 °C и может вызвать пожар.
Молниезащита представляет собой комплекс защитных мер от разрядов атмосферного статического электричества, обеспечивающих безопасность людей, сохранность зданий и сооружений, оборудования и материалов от возгораний, взрывов и разрушений. Вероятность удара молнии в наземный объект тем больше, чем выше объект.
Одна из основных мер защиты от молний – устройство молниеотводов. Возвышаясь над объектами, они принимают разряды грозового облака на себя. Молниеотводы создают зону защиты – пространство, внутри которого не возникают молнии. Молниеотвод состоит из молниеприемника, токоотвода, обеспечивающего прохождение по нему разрядного тока к заземляющему устройству, и заземляющего устройства. Различают несколько видов молниеотводов: стержневые, сетчатые, тросовые; одиночные, двойные, многократные; отдельно стоящие; изолированные от объекта и неизолированные. Стержневые и тросовые молниеотводы устанавливают либо на отдельно стоящих опорах, либо на опорах, связанных с конструкцией объекта. Сетчатые молниеотводы укладывают на крыше здания.
Если молниеотвод закреплен на крыше здания, то в качестве токоотводов могут использоваться металлические конструкции и арматура здания, например, металлические лестницы, расположенные с внешней стороны здания и ведущие на крышу. Токоотводы должны быть надежно соединены с молниеприемником и заземлителем.
Заземлители являются важнейшим элементом в системе молниезащиты. Они обеспечивают достаточно малое сопротивление растеканию тока молнии в грунт. В качестве заземлителя можно использовать зарытые в землю на глубину 2–2,5 м металлические трубы, плиты, мотки проволоки и сетки, куски металлической арматуры.
Молниеотводами защищаются все общественные здания, постройки для хранения материальных ценностей, одиночные строения, расположенные на возвышенностях, исторические и культурные ценности. Особое внимание уделяют молниезащите хранилищ пожаро– и взрывоопасных материалов, горючих жидкостей и газов.
Учащиеся и работники ОУ должны быть ознакомлены с мерами предосторожности от поражения молнией. При наличии явных грозовых признаков или предупреждений Гидрометеослужбы лучше воздержаться от поездок в лес, в поле или на водоем, желательно не удаляться далеко от дома.
Необходимо соблюдать основные правила поведения во время грозы, подробно описанные в специальной литературе, а также практически во всех учебниках по курсу БЖ.
В случае поражения молнией пострадавшему необходимо немедленно оказать такую же помощь, как при поражении электрическим током (см. раздел 10.4).