Производственные вредности

Последствия воздействия тока на организм человека зависят от силы тока (основной фактор), длительности его действия, рода и частоты, пути тока в теле человека и от индивидуальных свойств организма. Основной характеристикой, определяющей исход воздействия тока, является электрическое сопротивление тела человека, которое представляет собой сумму сопротивлений кожи и внутренних тканей организма.

Основным физическим фактором, влияющим на тяжесть электротравмы, является сила тока – количество электричества, проходящего через тело человека в единицу времени. Принято различать три ступени воздействия тока на организм человека и соответствующие им три пороговых значения: ощутимое, неотпускающее и фибрилляционное.

Пока сила тока не достигла ощутимого  значения, человек не чувствует  его воздействия. Попав под воздействие переменного тока промышленной частоты (50 Гц), человек начинает ощущать протекающий через него ток, когда его значение достигнет 0,6… 1,5 мА. Для постоянного тока пороговое значение составляет 6…7 мА. Ощутимый ток вызывает у человека малоболезненные (или безболезненные) раздражения, и он может самостоятельно освободиться от провода или токоведущей части, находящейся под напряжением.

Если сила переменного тока, протекающего через организм, составляет 10… 15 мА и более, а постоянного – 50…70 мА (или более), то такие токи называют неотпускающими, так как они вызывают непреодолимые и болезненные судорожные сокращения мышц рук при касании (захвате) ими токопроводящих частей или проводов. Человек не может самостоятельно разжать руку и освободиться от воздействия тока. При повышении силы переменного тока промышленной частоты до 25…50 мА затрудняется или даже прекращается (при воздействии этого тока в течение нескольких минут) процесс дыхания.

Фибрилляционными  называют токи, вызывающие быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), в результате чего сердце теряет способность перекачивать кровь, прекращаются процессы кровообращения и дыхания и наступает смерть. При воздействии переменного тока промышленной частоты величина порогового фибрилляционного тока составляет 100 мА (при продолжительности воздействия более 0,5 с), а для постоянного тока – 300 мА при той же продолжительности воздействия.

Степень поражения электрическим  током зависит также от вида и частоты тока. Переменный ток частотой от 20… 100 Гц наиболее опасен для человека. Токи частотой выше 500 000 Гц могут вызвать лишь термические ожоги и не оказывают раздражающего воздействия на ткани организма. Известно, что при напряжениях, превышающих 500 В, наиболее опасен постоянный ток, а при меньших напряжениях – переменный. Чем больше время воздействия тока, тем сильнее будет поражение им и тем меньше вероятность восстановления жизненных функций организма.

Тяжесть поражения электрическим  током зависит от пути его распространения в организме человека. Так, опасность резко увеличивается, если на пути тока оказываются мозг, сердце или легкие. Цепь прохождения тока через тело человека зависит от места его прикосновения к оголенным проводам или токоведущим частям. Наиболее характерны следующие цепи: руки—ноги, рука—рука и рука—туловище.

К индивидуальным качествам человека в первую очередь относятся состояние  его здоровья, обученность правильной и безопасной работе на электроустановках (с присвоением соответствующей квалификационной группы) и др.

Условия, в которых работает человек (сырость, высокая температура воздуха, наличие в помещениях токопроводящей пыли, химически активной или органической среды и др.), могут увеличивать  или уменьшать опасность его поражения электрическим током. С этой точки зрения все помещения принято делить по степени опасности поражения током на три категории: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещениями без повышенной опасности называют сухие (относительная влажность воздуха не превышает 60 %), беспыльные, с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами. К ним относятся жилые и такие производственные помещения, как цехи приборных предприятий и радиозаводов, лаборатории, конструкторские бюро, заводоуправления и офисы.

Для помещений с повышенной опасностью характерно наличие одного из следующих условий: сырость (помещения называют сырыми, если относительная влажность в них превышает 75 %); токопроводящая пыль (металлическая, углеродная и т. д.); токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные); высокая температура, превышающая длительно 35 °C или кратковременно 40 °C; не исключается возможность одновременного прикосновения к металлическим деталям и корпусам электрооборудования, которые при повреждении изоляции могут оказаться под напряжением, и к заземленным металлоконструкциям. Примерами таких помещений могут служить лестничные клетки различных зданий с токопроводящими полами, цехи механической обработки материалов, складские неотапливаемые помещения и др.

К особо опасным относят электрощитовые и другие специальные помещения с электрооборудованием, находящимся под напряжением более напряжением более 1000 В силой тока 1 А. 
Под влиянием ЭМП и излучений наблюдаются: общая слабость, повышеная усталость, потливость, сонливость, а также расстройство сна, головная боль, боль сердца. Появляется раздражение, потеря внимания, растет длительность речедвигательной и зрительномоторной реакций, повышается граница обонятельной чувствительности. Возникает ряд симптомов, которые являются свидетельством нарушения работы отдельных органов — желудка, печени, селезенки, поджелудочной и других желез. Угнетаются пищевой и половой рефлексы. 
Регистрируются изменения артериального давления, частота сердечного ритма, форма электрокардиограммы. Это свидетельствует о нарушении деятельности сердечно-сосудистой системы. Фиксируются изменения показателей белкового и углеводного обмена, увеличивается содержание азота в крови и моче, снижается концентрация альбумина и растет содержимое глобулина, увеличивается количество лейкоцитов, тромбоцитов, возникают и другие изменения состава крови. 
Одним из серьезных эффектов, обусловленных СВЧ облучениям, есть повреждение органов зрения. На низких частотах такие эффекты не наблюдаются и поэтому их нужно считать специфическими для СВЧ диапазона. 
Степень поражения зависит в основном от интенсивности и длительности облучения. С ростом частоты, напряженности ЕМП, которая вызывает повреждение зрения, степень поражения уменьшается. 
Острое СВЧ облучение вызывает слезотечение, раздражение, сужение зрачков. Потом после короткого (1—2 суток) периода наблюдается ухудшение зрения, которое растет во время повторного облучения, что свидетельствует о кумулятивном характере поражения. 
При влиянии излучения наблюдается повреждение роговицы глаз. Но среди всех тканей глаза наибольшей чувствительностью в диапазоне 1—10 ГГц обладает хрусталик.  
 
6.3. Защита от электромагнитных излучений

Защитные средства в  электроустановках

Средствами защиты от поражения  электрическим током являются защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, малое напряжение, электрическое  разделение сетей, защитное отключение, изоляция токоведущих частей, компенсация  токов замыкания на землю, оградительные устройства, предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности, изолирующие защитные и предохранительные приспособления. Наиболее распространенные технические средства защиты – защитное заземление, зануление и защитное отключение.

Защитное заземление – это электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на частях электрооборудования, т. е. при замыкании на корпус; принцип действия – снижение до безопасных значений напряжения прикосновения и напряжения шага; область применения – трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В – с изолированной нейтралью, выше 1000 В – с любым режимом нейтрали.

Заземляющее устройство состоит из заземления (одного или нескольких металлических элементов, погруженным  на определенную глубину в грунт) и заземляющих проводников, соединяющих  оборудование с заземлителем.

Чтобы защитить человека от поражения  электрическим током, защитное заземление должно удовлетворять требованиям, изложенным в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) и ГОСТ 12.1.030-81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление». Эти требования зависят от напряжения электроустановок и мощности источника питания. Согласно требованиям ПУЭ сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать 4 Ом в установках напряжением до 1000 В.

Занулением называют электрическое соединение нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление является основным средством обеспечения электробезопасности и применяется в трехфазной сети с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В. При занулении корпус электрооборудования соединяется с четвертым (нулевым) проводом этой сети.

При пробое на корпус происходит короткое замыкание между поврежденной фазой  и нулевым проводом. В цепи короткого  замыкания срабатывает защита, и  поврежденная установка автоматически отключается от питающей сети. В качестве защиты применяют плавкие предохранители и другие устройства.

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Принцип защиты человека в этом случае заключается в ограничении времени протекания через его тело опасного тока. Устройство защитного отключения (УЗО) постоянно контролирует параметры сети и при их изменении, вызванном подключением человека в сеть, отключает всю сеть или ее участок.

Методы защиты от электромагнитных полей (ЭМП)

С целью предупреждения профессиональных заболеваний в зависимости от диапазона частот осуществляется нормирование электромагнитных излучений. Критерием безопасности для человека, находящегося в электрическом поле промышленной частоты, является напряженность этого поля.

В диапазоне частот 60 кГц…300 МГц  нормируют напряженность электрической  и магнитной составляющих ЭМП.

В диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц нормируют плотность потока энергии (ППЭ) электромагнитного поля. Предельно допустимая ППЭ зависит от допустимого значения энергетической нагрузки на организм человека и времени его пребывания в зоне облучения, но во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м², а при наличии высокой температуры воздуха в рабочем помещении (выше 28 °C) – 1 Вт/м².

При превышении допустимых напряженности  и плотности потока энергий ЭМП  необходимо применять следующие  средства и способы защиты персонала: экранирование рабочего места; удаление рабочего места от источника ЭМП (защита расстоянием); уменьшение мощности излучения непосредственно в источнике; организация рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; применение средств индивидуальной защиты.

Наиболее эффективное средство защиты от электромагнитных излучений  – установка экранов. Экранируют либо источник излучения, либо рабочее  место. Экраны изготавливают из металлов с высокой токопроводимостью (медь, латунь, алюминий и его сплавы, сталь). Их защитное действие обусловлено тем, что электромагнитное поле источника создает в экране блуждающие токи, которые наводят в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное первичному полю. Результирующее поле, возникающее при сложении этих двух полей, очень быстро убывает в экране.

Основной характеристикой экрана является эффективность экранирования, т. е. степень ослабления ЭМП. Эффективность почти не изменяется от того, изготовлен экран из сплошных металлических листов или металлических сеток. Экраны должны быть заземлены.

В качестве средств индивидуальной защиты применяют спецодежду, изготовленную  из металлизированной ткани в  виде комбинезонов, халатов, передников, курток с капюшонами и вмонтированными  в них защитными очками. Ручной инструмент должен иметь диэлектрические рукоятки.

Для защиты глаз от ЭМП служат защитные очки типа ОРЗ-5, стекла которых покрыты  слоем полупроводникового оксида олова, ослабляющим мощность поля в диапазоне  волн 0,8… 150 см не менее чем в 1000 раз.

При работе с источниками электромагнитных излучений весьма важными являются и организационные мероприятия. К работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медосмотр. Кроме того, в процессе работы один раз в год также проводится медосмотр. Лиц, у которых выявляют признаки хронического заболевания от излучений, направляют на лечение и переводят на другую работу.

 
 
Для уменьшения влияния ЭМП на персонал и население, которое находится  в зоне действия радиоэлектронных средств, следует применять ряд защитных мероприятий. В их число могут входить организационные, инженерно-технические и врачебно-профилактические. 
Осуществление организационных и инженерно-технических мероприятий возложено прежде всего на органы санитарного надзора. Вместе с санитарными лабораториями предприятий и учреждений, которые используют источники электромагнитного излучения, они должны принимать меры по гигиенической оценке нового строительства и реконструкции объектов, которые производят и используют радиосредства, а также новых технологических процессов и оборудования с использованием ЭМП, проводить текущий санитарный надзор за объектами, которые используют источники излучения, осуществлять организационно-методическую работу по подготовке специалистов и инженерно-технический надзор. 
Еще на стадии проектирования должно быть обеспечено такое взаимное расположение облучающих и облучаемых объектов, которое бы сводило к минимуму .интенсивность облучения людей. Поскольку полностью избежать облучения невозможно, следует уменьшить вероятность проникновения людей в зоны с высокой интенсивностью ЭМП, сократить время их нахождения под облучением. Мощность источников излучения должна быть минимально необходимой. 
Исключительно важное значение имеют инженерно-технические методы и средства защиты: коллективный (группа домов, район, населенный пункт), локальный (отдельные здания, помещения) и индивидуальный. Коллективная защита опирается на расчет 
распространения радиоволн в условиях конкретного рельефа местности. Экономически целесообразнее использовать естественные экраны — складки местности, лесонасаждения, нежилые здания. Установив антенну на горе, можно уменьшить интенсивность поля, которое облучает населенний пункт, во много раз. Аналогичный результат дает соответствующая ориентация диаграммы направленности путем увеличения высоты антенны. Но высокая антенна более сложная, более дорогая, менее стойкая. Кроме того, эффективность такой защиты уменьшается с расстоянием. 
При защите от излучения с помощью экрана должно учитываться затухание волны при прохождении через экран (например, через лесную полосу). Для экранирования можно использовать растительность. Специальные экраны в виде отражающих и радиопоглощающих щитов дорогие, малоэффективны и используются очень редко. 
Локальная защита более эффективна и используется часто. Она базируется на использовании радиозащитных материалов, которые обеспечивают высокое поглощение энергии излучения в материале и отражение от его поверхности. Для экранирования путем отражения используют металлические листы и сетки с хорошей проводимостью. Защиту помещений от внешних излучений можно осуществить путем оклейки стен металлизированными обоями; защиты окон сетками, металлизированными шторами. Облучение в таком помещении сводится к минимуму, а отраженное от экранов излучение перераспределяется в пространстве и попадает на другие объекты. 
К инженерно-техническим средствам защиты также принадлежат: 
* конструктивная возможность работать на сниженной мощности в процессе наладки, регулировки и ремонта; 
* дистанционное, управление. 
Персонал, который обслуживает радиосредства и находится на небольшом расстоянии, следует надежно защитить путем экранирования аппаратуры. 
Для этого используют радиопоглощающие материалы как однородного состава, так и композиционные, которые состоят из разнообразных диэлектрических и магнитных веществ. С целью повышения эффективности поглощения поверхность экрана изготавливается шершавой, ребристой или в виде шипов. 
Радиопоглощающие материалы могут использоваться для защиты окружающей среды от ЭМП, которая генерируется источником, находящимся в экранированном объекте. Кроме того, радиопоглотителями для защиты от отражения облицовываются стены безэховых камер помещений, где испытываются излучающие устройства. 
Для защиты тела используется одежда из металлизированных тканей и радиопоглощающих материалов. Металлизированная ткань состоит из хлопковых или капроновых ниток, спирально обвитых металлической проволокой. Таким образом, эта ткань, как и металлическая сетка (при расстоянии между нитками до 0,5 мм) ослабляет излучение не менее, чем на 20—30 дБ. При сшивании деталей защитной одежды следует обеспечить контакт изолированных проводников. Поэтому электрогерметизация швов проводится электропроводными растворами или клеями. 
Глаза защищают специальными очками со стекла с нанесенной на внутреннюю сторону проводящей пленкой двуокиси олова. Резиновая оправа очков имеет запресованную металлическую сетку или обклеена металлизированной тканью. Этими очками излучение НВЧ ослабляется на 20—30 дБ. 
Коллективные и индивидуальные средства защиты могут обеспечить длительную безопасную работу персонала на радиообъектах.