Elektropatologia porażeń prądem elektrycznym oraz bezpieczeństwo przy urządzeniach elektrycznych. Zeszyty dla elektryków - nr 12

Elektropatologia porażeń prądem elektrycznym oraz bezpieczeństwo przy urządzeniach elektrycznych. Zeszyty dla elektryków - nr 12

rok wydania: 2015, wydanie pierwsze
ilość stron: 118
ISBN: 978-83-64094-43-9
oprawa: miękka

Wprowadzenie
Porażenia prądem elektrycznym towarzyszą urządzeniom elektrycznym od początku ich stosowania. Rozwój elektrotechniki zwiększył komfort pracy i życia człowieka, ale również spowodował zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym. W celu poznania oddziaływania prądu elektrycznego na człowieka przeprowadzano wiele badań na zwierzętach, prowadzono również obserwację ludzi porażonych prądem elektrycznym. Przeprowadzano także analizę materiałów powypadkowych. Obecnie skutki oddziaływania prądu elektrycznego na człowieka są w dużym stopniu poznane, a wyniki badań pozwalają określić wartości prądów i napięć rażeniowych uznanych jako bezpieczne.

Najistotniejszym czynnikiem w ochronie przeciwporażeniowej jest wartość prądu rażeniowego uzależniona od napięcia rażeniowego i impedancji ciała człowieka w chwili rażenia. Wartość impedancji ciała jest zmienna i zależy od wielu czynników środowiskowych. Organizm człowieka w środowisku o specyficznych uciążliwościach ergonomicznych zwiększa czynność gruczołów potowych w skórze, co wpływa na zmianę wartości impedancji ciała. W rozważaniach dotyczących bezpieczeństwa należy rozpatrywać człowieka nie tylko jako element obwodu elektrycznego, ale również uwzględniać jego aspekty psychofizjologiczne oraz reakcje na narażenia środowiskowe. Dla prognozy skutków rażenia potrzebna jest znajomość wartości impedancji ciała człowieka oraz charakterystyk prądowo-czasowych reakcji jego organizmu. Znajomość ta pozwala również wykonać ocenę ryzyka zagrożenia porażeniem oraz formułować zasady ochrony przeciwporażeniowej.

W zagadnieniach dotyczących zagrożenia bezpieczeństwa od urządzeń elektrycznych, nie sposób pominąć zjawiska występowania pola elektromagnetycznego i jego oddziaływania na człowieka. Chociaż wpływ pola elektromagnetycznego na człowieka nie został jeszcze do końca zbadany, to wiadomo, że nie jest on obojętny. Ze względu na powszechność pola elektromagnetycznego wokół urządzeń elektrycznych, zagadnienie to staje się równie ważne, jak pozostałe czynniki.
Znajomość zagrożeń, jakie w organizmie człowieka może wywołać energia elektryczna, jest nie tylko istotna dla formułowania bezpieczeństwa elektrycznego, ale również dla osób udzielających poszkodowanym pierwszej pomocy medycznej oraz dla lekarzy, do których trafiają poszkodowani z racji odniesionych obrażeń.

W książce przedstawiono rozwój historyczny badań poznawczych nad zagadnieniami działania elektryczności na człowieka i zwierzęta. Omówiono kolejne etapy poznawcze dla ustalania wartości modelowych impedancji ciała człowieka oraz charakterystyk prądowo-czasowych skutków rażenia prądem elektrycznym. Przybliżono również poznanie oddziaływania pola elektromagnetycznego na organizmy żywe. W drugiej połowie XX wieku nastąpiło wykorzystanie elektryczności w terapii oraz diagnostyce medycznej, co omawia ostatni rozdział książki.

Książka przeznaczona jest dla elektryków, a także dla lekarzy, którzy interesują się zagadnieniem rażenia prądem elektrycznym oraz jego oddziaływaniem na człowieka. Może być przydatna terapeutom stosującym w swoich zabiegach prąd elektryczny, jak i projektantom elektrycznego sprzętu terapeutycznego oraz diagnostycznego.

Stefan Gierlotka

Spis treści
Wprowadzenie / 5

1. Historia rozwoju elektropatofizjologii / 6
1.1.    Poznanie wpływu prądu elektrycznego na człowieka / 6
1.2.    Badania oddziaływania pól elektromagnetycznych / 14

2. Właściwości elektryczne ciała człowieka / 16
2.1.    Impedancja ciała człowieka / 16
2.2.    Właściwości elektryczne skóry człowieka i jej reaktancja / 21
2.3.    Wpływ napięcia rażeniowego na wartość impedancji i rezystancji ciała / 24
2.4.    Wpływ częstotliwości prądu rażeniowego na wartość impedancji ciała / 26
2.5.    Czynniki fizjologiczne wpływające na impedancję ciała człowieka / 28
2.6.    Metoda badań impedancji ciała człowieka / 28

3. Wpływ środowiska na impedancję ciała człowieka / 30
3.1.    Czynniki środowiska zewnętrznego wpływające na elektrofizjologię ciała / 30
3.2.    Klimat środowiska i jego wpływ na impedancję ciała człowieka / 32
3.3.    Wpływ klimatu środowiska na rezystancję ciała / 35
3.4.    Reaktancja ciała i argument  impedancji ciała człowieka / 38
3.5.    Wpływ wysiłku pracy i warunków klimatycznych na impedancję ciała / 40
3.6.    Wpływ hałasu środowiska na impedancję ciała człowieka / 42
3.7.    Wpływ bodźców optycznych na impedancję ciała człowieka / 45

4. Rażenie prądem elektrycznym / 47
4.1.    Zagadnienia podstawowe / 47
4.2.    Droga przepływu prądu rażeniowego w ciele człowieka / 47
4.3.    Skutki działania prądu rażeniowego w organizmie człowieka / 48
4.4.    Elektrofizjologia migotania komór serca / 52
4.5.    Skutki rażenia człowieka powodowane prądem stałym / 54
4.6.    Porażenia prądem elektrycznym układu nerwowego / 56
4.7.    Skutki rażenia człowieka prądem o częstotliwości większej od 50 Hz / 57
4.8.    Skutki rażenia człowieka prądem impulsowym / 60
4.9.    Rażenie elektryczne zwierząt hodowlanych i leśnych / 62

5. Wpływ pola elektromagnetycznego na organizmy żywe / 66
5.1.    Emisja pól elektromagnetycznych / 66
5.2.     Źródła pól elektromagnetycznych w przemyśle i środowisku człowieka / 68
5.3.     Biologiczne efekty oddziaływania pól elektromagnetycznych na organizmy żywe / 71
5.4.     Ryzyko zdrowotne oddziaływania pól elektromagnetycznych na człowieka / 74
5.5.     Normy prawne w zakresie ochrony przed oddziaływaniem pól elektromagnetycznych / 75
5.6.     Ekrany i ograniczenia przed emisją pól elektromagnetycznych / 78

6. Zagrożenie człowieka elektrycznością statyczną i piorunami / 80
6.1.     Elektryczność statyczna i jej powstawanie / 80
6.2.     Zagrożenie człowieka elektrycznością statyczną / 81
6.3.     Wyładowania atmosferyczne i ich występowanie / 82
6.4.     Zagrożenie porażenia ludzi od uderzenia pioruna / 84
6.5.     Zasady zachowania ostrożności przed rażeniem piorunem / 87

7. Elektrotermiczne oparzenia ciała / 89
7.1.    Oparzenia spowodowane przepływem prądu w ciele człowieka / 89
7.2.     Łuk elektryczny i skutki jego działanie na ciało człowieka / 90
7.3.     Patologiczne zmiany w oparzonej skórze / 91
7.4.     Wstrząs oparzeniowy / 95
7.5.     Urazy narządu wzroku / 95

8. Wypadki porażeń prądem elektrycznym / 96
8.1.     Przyczyny powstawania urazów elektrycznych / 96
8.2.     Statystyka wypadków porażenia prądem elektrycznym / 97
8.3.     Wypadki elektryczne spowodowane przez czynnik ludzki / 99

9. Zasady postępowania resuscytacyjnego w wypadkach elektrycznych / 101
9.1.     Pierwsza pomoc w wypadkach porażeń prądem / 101
9.2.     Resuscytacja oddychania / 102
9.3.     Resuscytacja krążenia / 103

10. Ochrona przed porażeniem elektrycznym przy napięciu Un ≤ 1 kV / 104
10.1.  Techniczne środki ochrony przeciwporażeniowej / 104
10.2.  Organizacja i wykonywanie prac przy urządzeniach elektrycznych / 106

11. Elektryczność w terapii i diagnostyce medycznej / 109
11.1. Pierwsze terapie prądem elektrycznym / 109
11.2. Elektrofizjologia i elektrostymulacja serca / 112
11.3. Elektrostymulacja w psychiatrii / 113
11.4. Elektroterapie prądami o wysokiej częstotliwości / 114
11.5. Pole magnetyczne w terapii medycznej / 114

Literatura / 117