Przyczyny porażeń prądem elektrycznym
Rys. 1. Liczba poszkodowanych w wypadkach przy pracy na skutek kontaktu z elektrycznością przez dotyk bezpośredni [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
Praca w obecności urządzeń i instalacji elektroenergetycznych może być przyczyną niebezpiecznych dla człowieka skutków związanych z działaniem na niego prądu. W artykule przeanalizowano wypadki przy pracy będące odchyleniem od stanu normalnego związane z elektrycznością (np. uszkodzenia wyposażenia prowadzące do kontaktu bezpośredniego lub pośredniego) w latach 2005–2012.
Zobacz także
mgr inż. Andrzej Boczkowski Instalacje elektryczne w warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym (część 1)
W normie PN-IEC (HD) 60364 przyjęto zasadę, że ogólne postanowienia normy dotyczą normalnych warunków środowiskowych i rozwiązań instalacji elektrycznych, natomiast w warunkach środowiskowych stwarzających...
W normie PN-IEC (HD) 60364 przyjęto zasadę, że ogólne postanowienia normy dotyczą normalnych warunków środowiskowych i rozwiązań instalacji elektrycznych, natomiast w warunkach środowiskowych stwarzających zwiększone zagrożenie wprowadza się odpowiednie obostrzenia i stosuje specjalne rozwiązania instalacji elektrycznych.
dr inż. Waldemar Jasiński, mgr inż. Piotr Jasiński, mgr inż. Paweł Jasiński Skutki negatywnego oddziaływania prądu elektrycznego na pracowników i urządzenia techniczne podziemnych zakładów górniczych w latach 2016–2022
Prowadzenie ruchu nowoczesnego podziemnego zakładu górniczego nie jest możliwe bez wykorzystania energii elektrycznej. Proces wydobywania kopalin powiązany jest nie tylko z zapewnieniem ciągłości dostaw...
Prowadzenie ruchu nowoczesnego podziemnego zakładu górniczego nie jest możliwe bez wykorzystania energii elektrycznej. Proces wydobywania kopalin powiązany jest nie tylko z zapewnieniem ciągłości dostaw energii, ale także z koniecznością zagwarantowania bezpiecznej eksploatacji maszyn i urządzeń górniczych, zgodnie z DTR i instrukcjami eksploatacji.
Opracował zespół ekspercki Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej – PIB Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (część 3.)
Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (PWP) w obiekcie budowlanym jest instalacją urządzenia przeciwpożarowego, którego podstawowym i głównym zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa (ochrona przed porażeniem...
Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (PWP) w obiekcie budowlanym jest instalacją urządzenia przeciwpożarowego, którego podstawowym i głównym zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa (ochrona przed porażeniem elektrycznym) ekipom ratowniczym prowadzącym działania ratowniczo-gaśnicze w obszarze, strefie pożarowej objętej i chronionej instalacją PWP. Działanie instalacji PWP polega na odcięciu dopływu prądu elektrycznego do wszystkich obwodów z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których...
StreszczenieW artykule przedstawiono dane statystyczne dotyczące przyczyn wypadków przy pracy związanych z elektrycznością oraz przeanalizowano wypadki będące odchyleniem od stanu normalnego związane z elektrycznością przez dotyk bezpośredni w latach 2005–2012. Wyszczególniono ponadto przyczyny techniczne, organizacyjne i ludzkie wypadków przy pracy oraz przeprowadzono ich analizę na podstawie danych udostępnionych przez Główny Urząd Statystyczny.AbstractThe article presents the statistics concerning the causes of accidents at work due to electricity and the analysis of accidents which are a deviation from the normal state related to the direct contact with electricity in 2005–2012. The article also specifies the technical, organizational and human causes of accidents at work and presents their analysis based on data provided by the Central Statistical Office. |
Zaprezentowano także dane statystyczne dotyczące przyczyn wypadków przy pracy związanych z elektrycznością przez dotyk bezpośredni. Uwzględniono takie czynniki jak wady konstrukcyjne lub niewłaściwe rozwiązania techniczne czy ergonomiczne czynnika materialnego oraz wady materiałowe i niewłaściwą eksploatację. Wyszczególniono ponadto takie przyczyny wypadków jak niewłaściwa organizacja pracy, stanowiska pracy, nieużywanie sprzętu ochronnego, niewłaściwe samowolne zachowanie się pracownika czy jego stan psychofizyczny. Analizę przeprowadzono na podstawie danych udostępnionych przez Główny Urząd Statystyczny. Działanie prądu elektrycznego na organizm człowieka zależy od wielu czynników, a zwłaszcza od wartości i rodzaju prądu, czasu i drogi jego przepływu, właściwości indywidualnych organizmu oraz warunków środowiskowych [1]. Kontakt z elektrycznością wymaga zatem znacznie większej uwagi i koncentracji niż w przypadku innych urządzeń oraz instalacji technicznych, gdyż w pobliżu urządzeń będących pod napięciem brak jest objawów oddziaływujących wprost na zmysły człowieka.
Wypadki porażenia prądem elektrycznym wynikają z wielu bardzo różnorodnych przyczyn, wśród których na szczególną uwagę zasługują:
- pomyłki,
- nieostrożność,
- lekceważenie zasad bhp,
- zły stan techniczny urządzeń,
- zła organizacja prac,
- nieznajomość instrukcji,
- brak właściwych środków ochrony przeciwporażeniowej,
- zdenerwowanie,
- roztargnienie,
- brak umiejętności,
- niewłaściwe samowolne zachowanie.
Wszystkie z wymienionych przyczyn mogą występować w rzeczywistości oddzielnie lub łącznie.
Działanie bezpośrednie prądu pojawia się w momencie kontaktu człowieka z co najmniej dwoma punktami o różnych potencjałach. Warunkiem działania bezpośredniego jest więc włączenie ciała lub jego części do obwodu elektrycznego. Skutki bezpośredniego działania prądu (zwanego prądem rażeniowym) na organizm ludzki można podzielić na dwie grupy [2]:
- skutki wywołane zmianą fizjologii organu lub całego organizmu,
- skutki wywołane efektem cieplnym (zdefiniowanym przez prawo Joule’a).
Natomiast działanie pośrednie prądu polega na powstaniu uszkodzenia bez jego przepływu przez organizm człowieka. O działaniu pośrednim prądu mówimy więc, gdy dochodzi do zwarcia w urządzeniu lub instalacji elektrycznej, albo następuje przerwanie obwodu elektrycznego.
Zagrożenie występuje natomiast na skutek cieplnego lub świetlnego działania łuku, a także efektów akustycznych towarzyszących zwarciom, które mogą powodować uszkodzenie narządów słuchu i wzroku.
Jak wynika z praktyki eksploatacyjnej, do pośredniego działania prądu najczęściej dochodzi nagle, przeważnie wskutek nieostrożności bądź pomyłek. Działanie pośrednie, występuje bez przepływu prądu przez ciało, powodując takie urazy, jak [3]:
- oparzenia ciała wskutek pożarów lub nagrzania elementów na skutek zwarć,
- oparzenia ciała łukiem elektrycznym,
- uszkodzenia wzroku wskutek działania łuku,
- uszkodzenia narządów słuchu,
- szok i jego wtórne skutki,
- uszkodzenia mechaniczne ciała w wyniku upadku z wysokości lub odruchowej reakcji na porażenie.
Następstwa bezpośredniego, jak i pośredniego kontaktu z prądem mogą być groźne nie tylko dla zdrowia, lecz także dla życia człowieka. Skutki działania prądu ujawniają się jako fizyczne, chemiczne lub biologiczne. Ciało ludzkie podłączone pod napięcie reaguje jak klasyczny odbiornik, który ma pewną rezystancję wewnętrzną.
Porażenie elektryczne może objawiać się [7]:
- odczuwaniem przepływu prądu, uczuciem bólu, lekkimi kurczami mięśni,
- silnymi kurczami mięśni dłoni uniemożliwiającymi samouwolnienie się rażonego,
- zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi
- zaburzeniami wzroku, słuchu i zmysłu równowagi,
- utratą przytomności,
- migotaniem komór sercowych,
- oparzeniami skóry i wewnętrznych części ciała.
Aby zapobiegać porażeniom, stosuje się zarówno organizacyjne, jak i techniczne środki ochrony przeciwporażeniowej.
Przyczyny wypadków
Za wypadek przy pracy uważa się nagłe zdarzenie wywołane przyczyną zewnętrzną powodujące uraz lub śmierć, które nastąpiło w związku z pracą [8]:
- podczas lub w związku z wykonywaniem przez pracownika zwykłych czynności lub poleceń przełożonych oraz czynności na rzecz pracodawcy, nawet bez polecenia;
- w czasie pozostawania pracownika w dyspozycji pracodawcy w drodze między siedzibą pracodawcy a miejscem wykonywania obowiązku wynikającego ze stosunku pracy.
Wypadki są zdarzeniami skomplikowanymi, które są wynikiem kombinacji zdarzeń technicznych, środowiskowych, ludzkich i organizacyjnych. Dlatego też w wyjaśnianiu przyczyn powstawania wypadków niezbędne jest określenie niezgodności z przyjętymi standardami dotyczącymi ludzi i ich zachowania, środowiska pracy, wyposażenia i materiałów, wykonywanych zadań, zarządzania i organizacji pracy. Wypadek przy pracy jest zwykle kombinacją wielu pojedynczych zdarzeń wzajemnie ze sobą powiązanych [6].
Liczbę osób poszkodowanych w wypadkach przy pracy na skutek kontaktu z elektrycznością przez dotyk bezpośredni przedstawiono na rysunku 1. Jak wynika z informacji GUS (tab. 1.), liczba osób poszkodowanych w tego typu zdarzeniach nie ma tendencji stałej. Analizując wypadkowość związaną z dotykiem bezpośrednim w okresie od 2005 do 2012 roku, należy zauważyć wzrost liczby zdarzeń, która miała miejsce od początku badanego okresu do 2007 roku. W następnych latach można zaobserwować spadek wypadkowości ogólnej poniżej poziomu z roku 2005.
Na podstawie informacji zawartych w opracowaniach Głównego Urzędu Statystycznego, dotyczących monitoringu rynku pracy w latach 2005–2012 w tabeli 2. zaprezentowano liczbę osób poszkodowanych w wypadkach przy pracy według zdarzeń będących odchyleniem od stanu normalnego, związanych z elektrycznością (rys. 2.).
Analizując liczbę zaistniałych wydarzeń będących odchyleniem od stanu normalnego związanych z elektrycznością należy zauważyć ich wzrost w okresie od 2005 do 2008 roku, a następnie ich spadek aż do wartości minimalnej w 2012 roku.
W tabeli 3. i na rysunku 3. przedstawiono zebrane informacje dotyczące liczby zgonów na skutek porażenia prądem w latach 2000–2004 [4] oraz 2005–2009 [5]. Analizując liczbę zaistniałych zdarzeń należy zauważyć ich wzrost w latach 2000–2003 oraz spadekw następnym okresie.
Analizując przyczyny wypadków przy pracy związane z elektrycznością uwzględniono trzy podstawowe grupy przyczyn zaistniałych zdarzeń. Pierwszą grupę, stanowiły przyczyny techniczne, drugą organizacyjne, a trzecią – ludzkie. W tabelach 4. i 5. przedstawiono przyczyny wypadków powodujących urazy u osób:
- niewłaściwy stan czynnika materialnego,
- wady konstrukcyjne,
- niewłaściwe rozwiązania techniczne i ergonomiczne,
- wady materiałowe,
- niewłaściwe wykonanie.
Druga grupa przyczyn związana była z niewłaściwą:
- organizacją pracy,
- organizacją stanowiska pracy,
- eksploatacją.
Trzecią grupę stanowiły przyczyny ludzkie, które dotyczyły:
- niewłaściwego samowolnego zachowania się pracowników,
- nieużywania sprzętu ochronnego,
- niewłaściwego posługiwania się czynnikiem materialnym.
Dokonując analizy przyczyn wypadków spowodowanych kontaktem z elektrycznością przez dotyk bezpośredni w okresie ostatnich siedmiu lat należy stwierdzić, iż nie mają one tendencji stałej. Z danych zawartych w tabelach 4. i 5. można wywnioskować, jakie były i jak zmieniały się przyczyny wypadków przy pracy powodujących urazy w latach 2005–2012. Dominowały wśród nich przyczyny ludzkie, a dokładniej najwięcej było wydarzeń związanych z nieprawidłowym zachowaniem się pracownika (rys. 5.).
Udział tego typu zdarzeń wykazuje tendencję wzrostową przez cały badany okres zmieniając się od 29% w roku 2005 do 38,6% wszystkich ustalonych przyczyn w roku 2012. Wśród przyczyn organizacyjnych największy procentowy udział związany był z niewłaściwą organizacją stanowiska pracy. W tym przypadku obserwujemy jednak powolny, ale systematyczny spadek tego rodzaju zdarzeń od 15,3% w roku 2005 do 9,4% w 2012 roku. Na uwagę zasługuje również powolny wzrost liczby zdarzeń wywołanych niewłaściwym samowolnym zachowaniem pracownika od 12,1% w 2005 roku do 13,9% w 2012 roku.
Analizując przyczyny techniczne należy zwrócić uwagę na fakt, iż najmniej wypadków powodujących urazy zanotowano z powodu niewłaściwego wykonania (od 0,2% w roku 2007 do 3,2 w roku 2009), zaś najwięcej związanych było z wadami konstrukcyjnymi lub niewłaściwymi rozwiązaniami technicznymi i ergonomicznymi (rys. 4.). W tym przypadku obserwujemy zmiany w przedziale od 7,2% w roku 2012 do 9,4% w 2005 roku. Wśród czynników technicznych najwięcej urazów wystąpiło z powodu niewłaściwego stanu czynnika materialnego (rys. 6.). Warto też zwrócić uwagę na fakt zmniejszenia urazów z powodu nieużywania sprzętu ochronnego z 2,7% w 2005 roku do 2,0% w 2012 roku (rys. 7.).
W dalszej części opracowania przedstawiono na wykresach wybrane przyczyny zaistniałych wypadków powstałych na skutek kontaktu z elektrycznością przez dotyk bezpośredni.
Wszechobecność elektryczności niesie za sobą szereg zagrożeń, które związane są zarówno z działaniem pola elektromagnetycznego, jak i prądów zakłóceniowych. Zagadnienie zapewnienia bezpieczeństwa przy kontakcie z prądem elektrycznym jest tematem szeregu opracowań naukowo-technicznych i przepisów [16, 17, 18, 19, 20]. Do porażenia prądem może dochodzić z powodu wielu różnorodnych przyczyn. Następstwem tych okoliczności jest najczęściej dotknięcie do części znajdującej się normalnie lub na skutek awarii pod napięciem. Aby zapobiec porażeniom elektrycznym stosuje się organizacyjne oraz techniczne środki ochrony przeciwporażeniowej.
Do środków organizacyjnych należy zaliczyć:
- popularyzację zasad bezpiecznego korzystania z energii elektrycznej,
- szkolenia,
- wymagania kwalifikacyjne,
- organizację prac przy urządzeniach elektrycznych,
- znajomość i stosowanie instrukcji,
- szkolenia w zakresie udzielania pomocy przedlekarskiej,
- umiejętność prawidłowego stosowania sprzętu ochronnego.
Natomiast, wśród środków technicznych możemy obecnie wyróżnić:
- ochronę podstawową,
- ochronę przy uszkodzeniu,
- ochronę uzupełniającą,
- ochronę przez zastosowanie bardzo niskiego napięcia.
Ochrona podstawowa ma za zadanie zabezpieczyć ludzi i zwierzęta przed zagrożeniami, które mogą powstać w wyniku zetknięcia bezpośredniego lub za pośrednictwem łuku elektrycznego z przewodzącymi częściami obwodu elektrycznego. Ochrona ta może być zrealizowana przez zapobieganie przepływowi prądu przez ciało człowieka lub zwierzęcia i ograniczenie do niegroźnej wartości prądu, który może przepłynąć przez ciało.
Ze względu na pełnioną funkcję ta ochrona bywa też nazywana ochroną przed dotykiem bezpośrednim. Ochrona podstawowa może być zrealizowana poprzez stosowanie niżej podanych środków:
- izolacja podstawowa,
- przegrody lub obudowy,
- przeszkody,
- umieszczenie poza zasięgiem ręki.
Tego typu zabezpieczenia powinny zapewnić prawidłową ochronę pod warunkiem, że człowiek nie będzie stosował narzędzi w celu jej usunięcia.
Natomiast zadaniem ochrony przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu jest ochrona ludzi i zwierząt przed zagrożeniami, które mogą wystąpić w wyniku pojawienia się napięcia dotykowego na częściach przewodzących dostępnych, niebędących w normalnych warunkach pod napięciem.
Ochrona ta ma za zadanie:
- zapobiec przepływowi przez ciało człowieka lub zwierzęcia prądu wynikającego z uszkodzenia,
- ograniczyć do niegroźnej wartości prądy wynikającego z uszkodzenia, który mogą przepłynąć przez ciało,
- ograniczyć czas trwania prądu wynikającego z uszkodzenia, który może przepłynąć przez ciało.
Realizowana jest przez stosowanie niżej wymienionych środków:
- samoczynne wyłączenie napięcia,
- separację,
- urządzenia w drugiej klasie ochronności,
- środowiska nieprzewodzącego,
- miejscowych nieuziemionych połączeń wyrównawczych.
Terminy wykonywania prac kontrolno-pomiarowych dotyczących sprawdzenia skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej wynikają bezpośrednio z obowiązującejw danej firmie instrukcji eksploatacji, jednak nie mogą one przekroczyć w zależności od warunków środowiskowych okresu 1 roku lub pięciu lat.
Podsumowanie
Bardzo duże znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego ma odpowiednia prewencja połączona z prawidłowym doborem środków ochrony przeciwporażeniowej, uwzględniającym możliwości techniczne i ekonomiczne ochrony. Środki ochrony powinny być zaprojektowane i dobrane stosownie do niebezpieczeństwa porażenia występującego w danych warunkach środowiskowych. Jak wynika z przeprowadzonej analizy, mimo znacznego zwiększenia dyscypliny pracy w krajowych firmach nadal ogromny wpływ na możliwość powstania wypadków mają czynniki ludzkie i organizacyjne. A wśród nich dominują nieprawidłowe zachowania pracowników oraz niewłaściwa organizacja pracy. Wzrost postępu technologicznego widoczny jest w zmniejszaniu liczby zdarzeń z przyczyn technicznych. Mowa tu o wadach i uszkodzeniach urządzeń oraz instalacji elektrycznych, często niezauważalnych dla człowieka, których wpływ na możliwość powstania wypadku porażenia mają ograniczyć techniczne środki ochrony przeciwporażeniowej. Jak wynika z doświadczeń autora, szczególną uwagę w profilaktyce ochrony przeciwporażeniowej, należy zwrócić na systematyczne szkolenie pracowników w zakresie eksploatacji urządzeń elektrycznych oraz popularyzację znajomości ochrony przeciwporażeniowej. Na zakończenie warto zwrócić wspomnieć, iż bezpieczeństwo elektryczne uzależnione jest przede wszystkim od jakości i terminowości wykonywania przeglądów oraz kontroli środków ochrony przeciwporażeniowej.
Literatura
- E. Matula, M. Sych, Zapobieganie porażeniom elektrycznym w przemyśle, WNT, Warszawa 1980.
- J. Masny, Działanie prądu na elektrycznego na organizm ludzki, „Gospodarka Paliwami i Energią” nr 6/1986.
- W. Jasiński, S. Janik, Wybrane aspekty bezpieczeństwa pracy przy kontakcie z prądem [w:] Wybrane kierunki badań ergonomicznych w 2011, red. J. Charytonowicz, PTErg.
- A. Boczkowski, W sprawie statystyki wypadków porażeń prądem elektrycznym w Polsce. Z listów do redakcji. INPE nr 83, 2006.
- L. Danielski, P. Danielski, Dane statystyczne o śmiertelnych wypadkach porażeń prądem elektrycznym w Polsce w latach 2005-2009, INPE nr 146-147, 2011.
- L. Pietrzak, Analiza wypadków przy pracy dla potrzeb prewencji, GIP, Warszawa 2007, s. 48.
- www.bezel.pl – Ochrona przeciwporażeniowa – data pobrania 12.07.2013
- Warunki pracy w 2005 r., GUS, Warszawa 2006
- Warunki pracy w 2006 r., GUS, Warszawa 2007
- Warunki pracy w 2007 r., GUS, Warszawa 2008
- Warunki pracy w 2008 r., GUS, Warszawa 2009
- Warunki pracy w 2009 r., GUS, Warszawa 2010
- Warunki pracy w 2010 r., GUS, Warszawa 2011
- Warunki pracy w 2011 r., GUS, Warszawa 2012
- Warunki pracy w 2012 r., GUS, Warszawa 2013
- Rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8 października 1990 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne w zakresie ochrony przeciwporażeniowej (DzU nr 81, p. 473, 1990 r.).
- N-SEP-E-001:2003 Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia. Ochrona przeciwporażeniowa.
- PN-IEC 60364-4- 41:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwporażeniowa.
- PN-EN 61140:2005 Ochrona przed prażeniem prądem elektrycznym. Wspólne aspekty dla instalacji i urządzeń.
- PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem prądem.
- L. Danielski, W. Jabłoński, Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach i liniach niskiego napięcia. Seminarium DIIB o /Wrocław, 2013.