Zagrożenia porażeniem łukiem elektrycznym podczas prac budowlanych

Łuk elektryczny powstaje najczęściej na skutek zwarć w urządzeniach elektrycznych. Energia termiczna łuku elektrycznego działająca na ciało człowieka może spowodować w nim zmiany patologiczne nazywane oparzeniem elektrycznym. Podczas wypadków elektrycznych ciepło łuku najczęściej uszkadza odsłonięte części ciała poszkodowanych lub słabiej chronione przez odzież. Zazwyczaj jest to skóra rąk i twarz poszkodowanych. Groźne są oparzenia łukiem przy urządzeniach elektrycznych o napięciu większym niż 6 kV W tych przypadkach na człowieka działa większa energia cieplna łuku, a oparzenia są na ogół bardziej rozległe.

Przyczyny powstawania porażeń łukiem elektrycznym

Wypadki elektryczne powstają przez nałożenie się wielu błędów postępowania człowieka oraz uszkodzeń urządzeń elektrycznych będących pod napięciem. Osoby zagrożone porażeniem prądem elektrycznym można podzielić na elektryków oraz na użytkowników urządzeń elektrycznych. Porażenia w grupie elektryków są zazwyczaj spowodowane nieprzestrzeganiem zasad bezpiecznej pracy przy wykonywaniu prac eksploatacyjnych oraz naprawczych. Analiza wypadków porażeń prądem elektrycznym wykazuje duży udział rażeń bezpośrednich – dotyk części znajdujących się normalnie pod napięciem. Wysoki udział elektryków wśród ogółu ofiar wypadków porażeń prądem świadczy o tym, że mimo obowiązku posiadania zaświadczeń kwalifikacyjnych uzyskiwanych na podstawie egzaminu składanego przed komisją kwalifikacyjną zdobyta wiedza, a w szczególności nawyk wykorzystywania jej w codziennej pracy, jest niewystarczająca.

Przed przystąpieniem do pracy przy urządzeniach elektrycznych wymagane jest:

– wyłączenie napięcia,

– stworzenie widocznej przerwy izolacyjnej,

– zabezpieczenie przed przypadkowym załączeniem napięcia,

– wywieszenie tablic ostrzegawczych,

– stwierdzenie braku napięcia,

– założenie uziemień ochronnych w miejscu pracy.

Błędy elektryków przy postępowaniu z urządzeniami elektrycznymi polegają często na świadomym niestosowaniu dobrze im znanych reguł bezpiecznej pracy. Do czynników zwiększających te zagrożenia należy zaliczyć brak skutecznego nadzoru przez osoby wydające polecenie pracy. Częstym popełnianym błędem organizacyjnym jest brak należytego pouczenia grup roboczych o sposobie wykonania pracy, słaba znajomość potencjalnych zagrożeń u pracowników z krótkim stażem pracy.

Oparzenie łukiem o napięciu 6 kV

Właściwości łuku elektrycznego i jego działanie na organizmy żywe

Powstawanie łuku jest związane z jonizacją kanału wyładowania elektrycznego, który przekształca się w strumień plazmy o bardzo wysokiej temperaturze. Palący się w powietrzu łuk elektryczny charakteryzuje się wysoką temperaturą oraz dużą gęstością prądu. Łuk elektryczny w powietrzu nie ogranicza swojej długości tylko do przestrzeni między elektrodami, lecz wydłuża się pod działaniem siły powstałej od własnego pola elektromagnetycznego. Przy przejściu prądu przemiennego przez zero rezystancja łuku dąży do nieskończoności i łuk powinien zgasnąć. Jednak przy dostatecznie wysokim i szybko narastającym napięciu powrotnym następuje natychmiastowy ponowny zapłon łuku. Łuk wytwarza ciśnieniową falę uderzeniową, która gwałtownie nagrzewa powietrze wzdłuż osi łuku. Moc elektryczna doprowadzona do rdzenia łuku jest rozpraszana do otoczenia przez promieniowanie, przewodnictwo i konwekcję, a niewielka jej część przetwarzana jest na energię fali akustycznej. Przyjmuje się, że moc promieniowania z rdzenia łuku stanowi od 50 do 75% całkowitej mocy doprowadzonej.

W zależności od odległości od łuku poszkodowani doznają obrażeń bądź od fali ciśnieniowej lub od odłamków urządzeń elektrycznych zniszczonych przez tę falę. Jednak najwięcej szkody powoduje termiczne działanie łuku na otoczenie. Temperatura łuku osiąga wartość 10 000-15 000 K. Zgodnie z prawem Boltzmanna energia wypromieniowana ze źródła o temperaturze 0 jest proporcjonalna do 0⁴. Ilość ciepła otrzymana przez ciało zależy od gęstości wypromieniowanej energii, która maleje z kwadratem odległości od osi łuku. Wydzielona energia cieplna w ciele człowieka narażonego

łukiem elektrycznym powoduje wzrost jego temperatury.

Po zapłonie łuku elektrycznego powstaje gorący strumień gazów, który unosi z powierzchni przewodnika roztopione cząsteczki metali. Unoszone gorące cząsteczki metali podczas oparzenia wnikają w głąb skóry poszkodowanego, wywołując jej metalizację. Następuje wtedy elektroliza płynu tkankowego, w której kwasy tłuszczowe reagują ze związkami metalu, tworząc sole metaliczne, wnikające do głębszych warstw skóry. Poszkodowani czują ból pochodzący od oparzenia skóry cząsteczkami metalu oraz napięcie skóry pochodzące od obecności ciał obcych na naskórku.

Tab. Podział oparzeń w zależności od zmian patologicznych

Patologiczne zmiany w oparzonej skórze

Zmiany patologiczne spowodowane wydzielonym ciepłem występują w wyniku parowania płynów wewnątrzkomórkowych. Jeżeli temperatura ciała przekracza 43^oC, ulega ścięciu białko zawarte w komórkach organizmu człowieka. Dochodzi wtedy do inaktywacji enzymów i zahamowania niektórych procesów metabolicznych

oraz do denaturacji białek. Denaturacja jest nieodwracalnym procesem zmiany struktury cząsteczki białka i jego właściwości biologicznych. Działanie temperatury 50^oC w ciągu 3 minut wywołuje martwicę naskórka, a w temperaturze 55^oC takie zmiany następują po minutowym przegrzaniu. Produkty rozpadu oparzonych tkanek są wchłaniane przez organizm, a ich działanie toksyczne prowadzi w skrajnych przypadkach do śmierci porażonego. Uszkodzenia termiczne mięśni i kości mogą mieć charakter oparzeń lub zwyrodnienia. Istota oparzeń termicznych spowodowanych łukiem elektrycznym nie różni się od oparzeń płomieniem. W przypadku łuku elektrycznego dodatkowo należy uwzględnić skutki działania fali ciśnieniowej oraz promieniowania podczerwonego i nadfioletowego. Różnorodność obrazu morfologicznego oparzonych tkanek sprawia wiele kłopotów w jego ocenie. W diagnozie oparzonej powierzchni ciała istotna jest głębokość oparzenia, co jest zwykle trudne do określenia zaraz po urazie. Przyjęto rozróżniać cztery stopnie oparzeń termicznych.