Tác hại dòng điện lên cơ thể con người

Tác giả: Hoang Luc - 13 tháng 4, 2017 -

CÁC QUY ĐỊNH CHUNG VỀ AN TOÀN ĐIỆN

(Tác hại của dòng điện, điện áp, điện trở ảnh hưởng đến con người.)

 Nguyễn Hoàng Lực (PC Tiền Giang)

A. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA:

1.  Mục đích: Nhằm trang bị cho công nhân ngành điện những kiến thức chung về sự nguy hiểm của điện, nắm vững các tác hại của dòng điện, điện áp, điện trở ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

2.  Ý nghĩa: Nắm vững những kiến thức cơ bản về tác hại của dòng điện, điện áp, điện trở ảnh hưởng đến sức khỏe con người, người công nhân có thể thông hiểu nguyên về các biện pháp an toàn phải thực hiện để ngăn ngừa tai nạn điện cho mình và cho người khác.

B. ĐỐI TƯỢNG HUẤN LUYỆN:

Dành cho tất cả các đối tượng được huấn luyện ATVSLĐ trong các Công ty Điện lực.

C. NỘI DUNG:

I. GIỚI THIỆU

Xã hội hiện đại sản sinh ra những thế hệ mà khi lớn lên đã quen với điện năng. Sự thích nghi này rất dễ dàng vì thực tế là điện năng không có âm thanh, không thấy được, không mùi .... Cuối thế kỷ 19, các khách sạn treo biển báo bảo đảm với khách hàng là điện không nguy hiểm. Sang cuối thế kỷ 20, biển báo  treo để nhắc nhở chúng ta rằng điện là một nguy cơ. Thực tế là sự biến chuyển từ một người cộng sự yên lặng sang một mối nguy hiểm chết người là sự biến đổi mà nhiều điều không được hiểu hết cho đến khi nó xảy ra. Do đó, tất cả những qui định về quá trình an toàn điện là yêu cầu bắt buộc vì  sức khỏe và phúc lợi của công nhân.

Để hiểu từng bước, từng thủ tục được dùng trong qui định an toàn điện đòi hỏi một sự hiểu biết về bản chất nguy hiểm tự nhiên của điện.  Mặc dù người ta có thể gặp khó khăn khi định nghĩa ngắn gọn xúc tích, nhưng nhiều người đã quen với khái niệm điện giật.  Kinh nghiệm  đau đớn này lướt qua và khắc sâu vào trí óc con người. Tuy nhiên, điện giật chỉ là một trong những nguy cơ của điện.  Còn có hai nguy cơ khác nữa là phóng điện và nổ điện .

II. PHÂN TÍCH NGUY CƠ

          Phân biệt các nguy cơ do điện gây ra là phương pháp cổ điển để tiếp cận mà từ đó đưa ra chiến lược bảo vệ. Người công nhân phải hiểu rằng tất cả các hình thức nguy cơ đó điều do dòng điện gây ra. Vì vậy, người công nhân điện phải có thái độ cẩn thận khi tiếp cận với dòng điện và lựa chọn phương pháp bảo vệ bản thân thích hợp.

1.       Điện giật

a.  Mô tả:

Điện giật là hiện tượng kích thích vật lý xảy ra khi dòng điện chạy qua cơ thể con người. Dòng điện chạy trong cơ thể như thế nào phụ thuộc vào điện trở của đường mà nó chạy qua. Chấn thương do điện giật thường thì được xác định ở vùng mà dòng điện đi qua với một giá trị đủ lớn gọi là dòng điện điện giật.Triệu chứng bị điện giật bao gồm ngứa ngáy, xúc  động mạnh, co bóp dữ dội, rối loạn nhịp tim, phá hủy mô. Phá huỷ mô được xem như do 2 nguyên nhân:

·    Bỏng. Dòng điện gây ra bỏng hầu hết ở độ 3 do bỏng xảy ra từ bên trong cơ thể. Dòng điện gây bỏng có thể  đặc biệt nghiêm trọng khi ảnh hưởng đến các cơ quan bên trong.

·    Phá huỷ thành tế bào. Cường độ điện trường cao làm mở rộng tế bào chân lông. Từ đó cho phép các ion chạy tự do xuyên qua màng tế bào làm tế bào chết.

b.  Các nhân tố ảnh hưởng

Nhiều nhân tố ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của điện giật. Những nhân tố này bao gồm trạng thái cơ thể, mức độ phản ứng của nạn nhân, đường đi của dòng điện, thời gian duy trì dòng điện, độ lớn dòng điện, tần số dòng điện, điện áp dòng điện gây ra điện giật. 

2.       Phóng điện

Sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng do sự đánh thủng chất cách điện như là không khí. Sự phóng điện xảy ra do nhiều lý do:

·        Khi điện áp giữa 2 điểm của không khí tăng cao. Điều đó xảy ra khi quá áp do sét đánh hoặc do đóng cắt.

·        Khi 2 tiếp điểm có dòng điện đi qua lớn. Điểm tiếp xúc cuối cùng bị quá nhiệt phát sinh phóng điện.

3.       Nổ điện

Khi xảy ra phóng điện không khí bị đun nóng dẫn đến áp suất đột ngột tăng nhanh xảy ra nổ điện.

4.        Tác hại của dòng điện đối với cơ thể con người: 

                   Dòng điện chạy qua cơ thể người sẽ gây ra những tác động về nhiệt, điện phân và sinh lý. Trong đó tác động sinh lý gây sự kích thích các tổ chức tế bào kèm theo sự co giật các cơ bắp, trong đó đặc biệt quan trọng là cơ tim và cơ phổi, gây tổn thương cơ thể sống hoặc làm ngưng trệ cơ quan hô hấp và tuần hoàn. Tuỳ theo giá  trị dòng điện đi qua cơ thể mà có tác động khác nhau. Người ta chia ra 3 mức độ dòng điện kích thích là: dòng điện cảm giác, dòng điện co giật (hay còn gọi là dòng điện tự buông), dòng điện rung tim.

a.       Dòng điện cảm giác: Là dòng điện chạy qua cơ thể gây kích thích mà con người cảm nhận được nhưng chưa gây nguy hiểm cho cơ thể. Theo qui định quốc tế ngưỡng cảm giác là 0,5mA.

b.      Dòng điện co giật (dòng điện tự buông): Là dòng điện chạy qua cơ thể gây co giật và vẫn còn có thể tự buông tay ra khỏi vật mang điện. Theo qui định quốc tế ngưỡng tự buông là 10mA.

c.        Dòng điện rung tim: Là dòng điện chạy qua cơ thể gây rung tim. Theo qui định quốc tế ngưỡng rung tim như sau:

Thời gian	10ms	100ms	1s	3s
Dòng điện ngưỡng	500mA	400mA	50mA	40mA

5.            Các yếu tố ảnh hưởng đến tai nạn điện giật: 

Mức độ tai nạn điện phụ thuộc vào các yếu tố sau:

-     Điện trở của người;

-     Loại và trị số dòng điện;

-     Thời gian dòng điện qua người;

-     Đường đi của dòng điện qua cơ thể người;

-     Tần số dòng điện;

-     Ảnh hưởng của điện áp.

a.   Điện trở con người (R_ng):

Điện trở con người có thể thay đổi từ 1.000 đến 100.000 Ω (đo khi U = 15V đến 20V). Độ ẩm của da ảnh hường đến R_ng hoặc độ dày của lớp da. Da có thể chia thành 4 lớp tính từ ngoài vào: Lớp sừng, lớp da, da da non, lớp mỡ.

Khi diện tích da tiếp xúc vào vật dẫn điện càng lớn thì R_ng càng nhỏ. Cụ thể như sau:

Diện tích da tiếp xúc =    8cm² thì R_ng = 7.000 Ω

Diện tích da tiếp xúc =  24cm² thì R_ng = 3.300 Ω

Diện tích da tiếp xúc = 400cm² thì R_ng = 1.000 Ω

Thời gian tác dụng dòng điện qua người càng lâu thì R_ng càng giảm do da sẽ bị đốt nóng, cháy.

Dòng điện ảnh hưởng đến R_ng: Khi có dòng điện qua người thì da bị đốt nóng, mồ hôi thoát ra làm R_ng giảm xuống.

Điện áp rất ảnh hưởng đến R_ng: Bởi vì ngoài hiện tượng điện phân còn có hiện tượng chọc thủng. Với da mỏng hiện tượng chọc thủng đã có thể xuất hiện ở điện áp 10 đến 30V. Khi điện áp lớn hơn 250V hiện tượng chọc thủng xuất hiện rõ ràng tương đương với người bị tróc hết lớp da ngoài.

Các yếu tố sinh lý và môi trường xung quanh: Điện trở của nam nữ, già trẻ, người mập, ốm đều khác nhau và khả năng chịu đựng mỗi người khác nhau.

b.  Loại và trị số dòng điện:

Thực nghiệm người ta đã đo được tác hại của dòng điện như sau:

Dòng điện  (mA)	Tác dụng của dòng điện xoay chiều 50 đến 60Hz	Tác dụng của dòng điện một chiều
0,6 đến 1,5	Bắt đầu tê ngón tay	Không có cảm giác
2 đến 3	Ngón tay tê mạnh	Không có cảm giác
5 đến 7	Bắp thịt co lại và rung	Đau như kim châm, thấy nóng
8 đến 10	Tay đã khó rời vật mang điện, ngón tay, khớp tay lòng bàn tay thấy đau	Nóng tăng lên
20 đến 25	Tay không rời được vật mang điện, đau, khó thở	Nóng tăng lên, thịt co quắp lại nhưng chưa mạnh
20 đến 80	Thở bị tê liệt, tim bắt đầu đập mạnh	Nóng mạnh, bắp thịt co rút, khó thở
90 đến 100	Thở bị tê liệt, nếu kéo dài 3 giây tim có thể ngừng đập	Thở bị tê liệt

Qua bảng trên cho thấy dòng điện qua người càng lớn thì càng nguy hiểm.

Dòng điện bắt đầu gây nguy hiểm cho con người là 20 đến 25mA đối với xoay chiều và 50 đến 80mA đối với một chiều. Làm chết người là 100mA

Từ đó, hiện nay với dòng điện xoay chiều 50 đến 60Hz, trị số dòng điện an toàn bằng 10mA.

c.    Thời gian dòng điện qua người:

Thời gian tác dụng càng lâu thì R_ng càng giảm bởi vì lớp da bị nóng lên và lớp sừng của da bị chọc thủng càng nhiều. Khi đó dòng điện qua người càng tăng lên.

Ngoài ra lưu ý rằng, trong một chu kỳ co dãn của tim kéo dài khoảng 1 giây, trong một chu kỳ có 0,1 giây tim nghỉ làm việc (giữa trạng thấy tim co và dãn) và thời điểm này tim rất nhạy cảm với dòng điện.

d.  Đường đi của dòng điện qua cơ thể người:

Đường đi của dòng điện qua người quyết định nhiều đến tính mạng con người, cụ thể như sau:

TT	Đường đi của dòng điện	Phân lượng dòng điện tổng qua tim (%)
1	Từ chân qua chân	0,4
2	Tay trái qua chân	3,7
3	Tay qua tay	3,3
4	Tay phải qua chân	6,7
5	Đầu qua chân	6,8

Như vậy số 4 và 5 có phân lượng dòng qua tim lớn nhất, bởi vì dòng điện qua tim theo trục dọc.

e.    Tần số điện giật:

Khi tần số f tăng thì R_ng tăng theo sẽ nguy hiểm, nhưng thực tế cho thấy tần số càng cao sự nguy hiểm càng thấp.

Tần số nguy hiểm đến con người là 50 đến 60Hz, các tần số cao hơn hoặc thấp hơn trị số trên thì mức độ nguy hiểm giảm xuống. Bởi vì, ở tần số đó (50 -:- 60Hz) các tế bào con người bị kích thích nhiều. Tham khảo bản thí nghiệm của Viện nghiên cứu Liên Xô thí nghiệm trên cơ thể con chó:

TT	Tần số (Hz)	Điện áp (V)	Số chó thí nghiệm (Con)	Xác suất chó bị chết (%)
1	50	117 đến 120	15	100
2	100	117 đến 120	20	45
3	125	100 đến 121	10	20
4	150	120 đến 125	10	0

(Thí nghiệm cho thấy Hz càng cao sự nguy hiểm chó chết càng thấp)

f.    Ảnh hưởng của điện áp:

Điện áp không chỉ ảnh hưởng đến trị số dòng điện. Điện áp còn làm thay đổi R_ng. Điện áp hạ áp có thể tạo thành các vết bỏng trên da nơi tiếp xúc với điện. Các vết bỏng do điện hình thành bởi tác động nhiệt. Vết bỏng là các chấm trắng hay đen, có khi cháy thành than. Tại vết bỏng điện trở của da tiến tới 0, nên dẫn điện tốt.

Ở điện áp bé hơn 50V ít khi có vết bỏng; ở điện áp 220V thường tạo thành vết cả khi thời gian tiếp xúc với điện áp ngắn hơn 1 giây. Với điện áp lớn hơn 700V, da thường bị đánh thủng rất nhanh.

Đối với điện cao áp (6kV, 10kV, 35kV, 110kV…) tai nạn do điện cao áp gây ra rất ít xảy ra trường hợp ngừng tim, tê liệt hô hấp bởi vì điện áp cao dòng điện xuất hiện trước khi người chạm vào dây điện. Nạn nhân chưa chạm vào dây điện thì hồ qua đã phát sinh và dòng điện qua người lớn đến vài A, nhưng dòng điện qua người chỉ vài % của giây. Với thời gian dòng điện qua người rất ngắn nên rất ít khi ngừng tim, tê liệt hô hấp.

Tuy vậy không thể kết luận điện áp cao không gây nguy hiểm, vì dòng điện lớn qua người thời gian ngắn nhưng sẽ đốt cháy cơ thể nghiêm trọng làm chết người.

6.         Điện giật do điện áp bước.

Khi dòng điện chạy qua hệ thống nối đất để đi vào trong đất hay dây dẫn có điện áp bị đứt rơi trên mặt đất, thì đất sẽ là điện trở tản với dòng điện này.

Điện trở của đất mà dòng điện chạy qua sẽ giảm theo khoảng cách càng xa đối với điểm dòng điện chạy vào trong đất. Đến một khoảng cách nhất định thì điện trở này thực tế trở nên bằng 0. Vùng mà dòng điện thực tế bị triệt tiêu được gọi là vùng điện thế 0. Ở ngay tại điểm chạm đất, điện áp so với đất sẽ là: U_đ=I_d.R_d.

Điện áp bước là điện áp mà con người phải chịu khi chân tiếp xúc tại hai điểm trên mặt đất hay trên sàn, nằm trong phạm vi dòng điện chạy trong đất do đó có sự chênh lệch điện thế.

Khi người di chuyển trong vùng đất này sẽ xuất hiện điện áp bước giáng lên 2 bàn chân một điện áp, gây ra hiện tượng điện giật.

Biện pháp phòng tránh điện giật trong vùng có điện áp bước là: Nhảy cò cò hoặc chụm 2 chân nhảy ra ngoài. Càng xa điểm đường dây chạm đất điện áp giáng càng bé, khoảng cách > 20m thì điện áp =0.

Sơ đồ minh họa:

D. PHÂN TÍCH DIỄN BIẾN, NGUYÊN NHÂN, BÀI HỌC KINH NGHIỆM TỪ MỘT SỐ VỤ TAI NẠN LAO ĐỘNG:

Ngoài việc điện giật gây tử vong . Điện còn gây ra các bệnh tật và chấn thương sau:

- Các chứng bệnh tim (thường xảy ra);

- Các chứng bệnh biến đổi hệ thần kinh như thường gây choáng.

- Cháy da tứ chi.

- Các bệnh biến đổi với thận.

- Rối loạn nội tiết (ít gặp)

- Bệnh về mắt.

- Bệnh về thính giác.

- Các hậu quả khác như chấn thương xương sống, gãy xương.

Việc phân tích diễn biến, nguyên nhân, bài học kinh nghiệm từ một số vụ tai nạn lao động đem lại cho chúng ta những bài học để phòng tránh TNLĐ:

1./ Tai nạn điện hạ áp giật chết người tại Chi nhánh điện Cao thế Kiên Giang, ngày 25 tháng 12 năm 2015.

Diễn biến: Nhóm công tác thay bóng đèn chiếu sáng trạm 110/22KV Rạch Giá, anh Hà Tiến Tài, sinh năm 1988 là điều hành viên leo lên trụ số 1 thay bóng đèn, anh Tạ Tiến Nam, trưởng kíp làm người giám sát. Sau khi anh Tài thực hiện xong, tay anh Tài cầm chóa đèn và đề nghị anh Nam đóng điện để kiểm tra. Anh Nam ra lệnh anh Thoại đóng aptomat tại nhà điều hành trạm, khi đóng aptomat tự động bật ra. Anh Tài bị điện giật ngất trên trụ.

Nguyên nhân: Anh Tài đấu nhầm dây pha vào phần vỏ của chóa đèn nên khi đóng aptomat anh Tài bị điện giật. Sau khi cấp cứu chỗ và chuyển anh Tài đến bệnh viện thì nạn nhân đã tử vong.

Bài học kinh nghiệm liên quan đến nội dung bài giảng:

Nếu điện áp của dây pha là 220V. Điện trở của nạn nhân khi bị tai nạn từ 1000-2000Ω thì dòng điện đi qua người phải lớn hơn 100 mA. Phân lượng dòng điện qua tim là lớn nên tim nạn nhân ngừng đập ngất trên trụ.

2./ Tai nạn điện hạ áp giật chết người tại chi nhánh điện Cai Lậy ngày 28 tháng 12 năm 1997.

Diễn biến: Nhóm công tác lắp đặt trạm mới, đã cắt điện và tiếp đất lưới hạ áp trạm công cộng. Nhưng còn đường dây hạ áp 220V giao chéo trạm khác đi ngang trụ làm việc. Lúc 11 giờ 30 người công nhân leo lên trạm làm việc tay nắm vào mối nối bị hở của đường dây giao chéo nên bị điện hạ áp giật chết trên trụ.

Nguyên nhân: Do mối nối bị tróc băng keo nhựa, tay phải người công nhân nắm vào mối nối. Dòng điện đi từ tay phải qua tay trái (tay ôm trụ điện) và qua chân, làm tay phải co quấp nắm chặt vào đường dây điện, dòng điện đi qua người làm ngưng tim, tê liệt hô hấp.

Bài học kinh nghiệm liên quan đến nội dung bài giảng:

Nếu điện áp của dây pha là 220V. Điện trở của nạn nhân khi bị tai nạn từ 1000-2000Ω thì dòng điện đi qua người phải lớn hơn 100 mA. Phân lượng dòng điện qua tim là lớn nên tim nạn nhân ngừng đập, tê liệt hô hâp chết ngay trên trụ.

3./Tai nạn điện phóng điện cao áp gây bỏng (sau đó chết tại bệnh viện) tại Chi nhánh điện cao thế Thái Nguyên, ngày 21/4/2013.

Diễn biến: Ca trực gồm trực chính Lê Huy Vũ và trực phụ Phạm Thị Vân Anh thực hiện cắt điện để Công ty Điện lực Thái Nguyên xử lý hiện tượng phóng điện đầu cáp lộ 471E6.5. Ca trực cắt và  kéo máy cắt 471 ra vị trí sửa chữa. Khi trực chính anh Vũ vào trong để ghi sổ nhật ký vận hành thì chi Vân Anh lau tấm chắn cách điện. Khi lau tay trái tì vào thanh liên động làm tấm chắn mở ra dẫn đến tay phải vi phạm khoảng cách an toàn nên bị điện cao áp 22kV phóng. Nạn nhân được chuyển đến viện bỏng quốc gia điều trị, nhưng đến ngày 02/5/2013 thì tử vong.

Nguyên nhân: Do nhóm trực đã tự ý kéo máy cắt ra vị trí sửa chữa thay vì vị trí thí nghiệm theo yêu cầu của điều độ. Sau khi thao tác, tự ý lau ngăn máy cắt mà không ý thức được nguồn điện nguy hiểm nên bị tai nạn.

Bài học kinh nghiệm liên quan đến nội dung bài giảng:

Điện áp của máy cắt là 22kV lớn hơn rất nhiều so với 2 vụ tai nạn trên (220 V), nhưng nạn nhân không chết tại chỗ. Ở đây dòng điện không đi vào người nạn nhân mà điện áp gây hồ quang làm bỏng nạn nhân. Dù thời gian rất ngắn (máy cắt chưa đến 1 giây đã bật) nhưng hồ quang đã gây bỏng sâu. Trong thời gian điều trị tại bệnh viện các bác sĩ không thể nào điều trị các vết bỏng sâu đó nên bị nhiểm trùng đưa đến tử vong.

4./Tai nạn điện nổ điện hạ áp gây bỏngĐiện lực Tân Thuận – TCT Điện lực TP HCM, ngày 21/9/2013.

Diễn biến: Anh Nguyễn Văn Quý tháo dây pha bìa của điện kế (còn mang điện) đã làm pha này chạm vào bảng điện kim loại, phát sinh hồ quang... làm  bỏng ở vùng mặt, cổ và hai tay

Nguyên nhân: Để dây có điện chạm vào bảng kim loại gây nổ điện phát sinh hồ quang làm bỏng vùng mặt, cổ và hai tay.

Bài học kinh nghiệm liên quan đến nội dung bài giảng:

Điện áp của 1 dây pha điện kế là 220V, khi chạm bảng kim loại làm ngắn mạch phát sinh dòng điện rất lớn gây nổ phát sinh hồ quang, Hồ quang đó bắn vào mặt cố và hai tay làm bỏng nạn nhân.

E. KẾT LUẬN

Như trên đã nói, nguyên nhân gây ra chấn thương của tai nạn điện khi bị điện giật là dòng điện qua người tác động sinh lý gây sự kích thích các tổ chức tế bào kèm theo sự co giật các cơ bắp, trong đó đặc biệt quan trọng là cơ tim và cơ phổi, gây tổn thương cơ thể sống hoặc làm ngưng trệ cơ quan hô hấp và tuần hoàn. Các sự cố gây phóng điện nổ điện chỉ dẫn đến bỏng và tùy mức độ bỏng mà đưa đến hậu quả khác nhau mà nặng nhất là tử vong.

Như vậy, đề phòng tai nạn điện là không cho dòng điện đi qua người  (nếu có đi qua thì không đủ lớn để gây ra tai nạn) và không để xảy ra phóng điện, nổ điện. Từ đó, các quy trình về an toàn điện quy định những biện pháp an toàn cụ thể cần phải thực hiện trong quá trình thực hiện công việc có liên quan đến điện.

F. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.     Giáo trình an toàn điện – TS Quyền Huy Ánh – NXB ĐHQG TpHCM -2007.

2.     An toàn vệ sinh lao động – Đăng Huy Ngọ (chủ biên) – NXB Thông tin và truyền thông – 2015.

Danh mục:

Giáo trình

• Bài sau
• Bài trước