Почечная недостаточность. причины, симптомы, признаки, диагностика и лечение патологии

Технические характеристики ОПН

Ограничители перенапряжения: назначение, устройство и принцип действия

Причины перенапряжения

К электросети подключено немалое количество потребителей, включая объекты промышленного и строительного назначения. При одновременном массовом исользовании приборов высокой мощности может произойти скачок напряжения. Ограничитель поможет избежать отключения.

Ограничители перенапряжения предназначены для защиты электроприборов и оборудования от воздействия высоковольтных импульсов напряжения. Благодаря простоте конструкции и надежности, они нашли широкое применение в области энергоснабжения. Данные устройства защиты пришли на смену устаревшим, весьма громоздким вентильным разрядникам. В отличие от предшественников, принцип действия ограничителя заключается не в использовании искровых промежутков. В качестве главного рабочего элемента в ОПН используются нелинейные резисторы, выполненные из материала, основу которого составляет окись цинка.

Конструкция ОПН

Конструктивно ограничители перенапряжения 10 КВ состоят из колонки варисторов, спрятанной под изоляционной оболочкой. При этом, исходя из необходимых характеристик и конструкции устройства, таких колонок может быть несколько. В качестве оболочки обычно выступает стеклопластиковая труба, которая способна воспринимать практически любой вид механической нагрузки, тем самым обеспечивая необходимую прочность устройству.

На эту трубу путем бесшовного прессования помещена трекингостойкая кремнийорганическая резина, которая образует внешнюю защитную оболочку с ребрами. Колонку варисторов с двух сторон поджимают два вывода в виде фланцев, которые ввернуты в трубу с двух сторон. Для их изготовления используется электротехнический алюминий, стойкий к коррозии.

Чтобы ограничители перенапряжения ОПНП хорошо выполняли свою задачу, они хорошо герметизированы. Осуществляется это надежным соединением фланцев, а также заполнением внутренней полости трубы желеподобным кремнийорганическим (силиконовым) каучуком. На случай внутреннего пробоя в трубе ограничителя предусмотрены отверстия, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и закрытые защитной оболочкой. Это позволяет сбросить внутреннее давление устройства без разрушения на части.

Принцип работы

Работа ограничителя основывается на вольт-амперной характеристике нелинейного характера. Если на устройство поступает большое напряжение, то происходит падение электрического сопротивления практически до нулевого значения. В итоге высоковольтный импульс номиналом в несколько киловольт направляется прямиком в заземляющую цепь. Время, затрачиваемое на падение сопротивления, а затем на восстановление до исходного значения, ничтожно малое. Благодаря этому ограничитель перенапряжения ОПН способен выдерживать не один скачок напряжения, а целую серию высоковольтных импульсов.

Урок 1. Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН)-электрические аппараты, предназначенные для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений. Основным элементом ОПН является нелинейный резистор – варистор ( varistor, от англ. Vari(able) (Resi)stor – переменное, изменяющееся сопротивление).

Основное отличие материала нелинейных резисторов ограничителей от материала резисторов вентильных разрядников состоит в резко нелинейной вольт-амперной характеристики (ВАХ) и повышенной пропускной способности. Применение в ОПН высоконелинейных резисторов позволило исключить из конструкции аппарата искровые промежутки, что устраняет целый ряд недостатков, присущих вентильным разрядникам.

Основной компонент материала резисторов ОПН – оксид (окись) цинка ZnO. Оксид цинка смешивают с оксидами других металлов – закисью и окисью кобальта, окисью висмута и др. Технология изготовления оксидно-цинковых резисторов весьма сложна и трудоёмка и близка к требованиям при производстве полупроводников – применение химически чистого исходного материала, выполнение требований по чистоте и т. д. Основные операции при изготовлении – перемешивание и измельчение компонентов, формовка ( прессование) и обжиг. Микроструктура варисторов включает в себя кристаллы оксида цинка (полупроводник n – типа) и междукристаллической прослойки ( полупроводник p – типа). Таким образом, варисторы на основе оксида цинка ZnO являются системой последовательно – параллельно включённых p – n переходов. Эти p – n переходы и определяют нелинейные свойства варисторов, то есть нелинейную зависимость величины тока, протекающего через варистор, от приложенного к нему напряжения.

В настоящее время варисторы для ограничителей изготовляются как цилиндрические диски диаметром 28 – 150 мм, высотой 5 – 60 мм (рис 1). На торцевой части дисков методом металлизации наносятся алюминиевые электроды толщиной 0.05-0.30 мм. Боковые поверхности диска покрывают глифталевой эмалью, что повышает пропускную способность при импульсах тока с крутым фронтом.

Рис. 1. Нелинейный резистор – варистор

Диаметр варистора ( точнее — площадь поперечного сечения ) определяет пропускную способность варистора по току, а его высота — параметры по напряжению.

При изготовлении ОПН то или иное количество варисторов соединяют последовательно в так называемую колонку. В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции и имеющихся на предприятии варисторов ограничитель может состоять из одной колонки (состоящей даже из одного варистора) или из ряда колонок, соединённых между собой последовательно/ параллельно.

Для защиты электрооборудования от грозовых или коммутационных перенапряжений ОПН включается параллельно оборудованию (рис. 2 ).

Рис.2

Защитные свойства ОПН объясняются вольт–амперная характеристикой варистора.

Вольт – амперная характеристика конкретного варистора зависит от многих факторов, в том числе от технологии изготовления, рода напряжения — постоянного или переменного, частоты переменного напряжения, параметров импульсов тока, температуры и др.

Типовая вольт- амперная характеристика варистора с наибольшим длительно допустимым напряжением 0.4 кВ в линейном масштабе приведена на рис. 3.

Рис. 3. Вольт – амперная характеристика варистора

На вольт – амперной характеристике варистора можно выделить три характерных участка: 1) область малых токов; 2) средних токов и 3) больших токов. Область малых токов – это работа варистора под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение. В данной области сопротивление варистора весьма значительно. В силу неидеальности варистора сопротивление хотя и велико, но не бесконечно. поэтому через варистор протекает ток, называемый током проводимости. Этот ток мал — десятые доли миллиамперметра.

При возникновении грозовых или коммутационных импульсов перенапряжений в сети варистор переходит в режим средних токов. На границе первой и второй областей происходит перегиб вольт – амперной характеристики, при этом сопротивление варистора резко уменьшается (до долей Ома). Через варистор кратковременно протекает импульс тока, который может достигать десятков тысяч ампер. Варистор поглощает энергию импульса перенапряжения, выделяя затем её в виде тепла, рассеивая в окружающее пространство. Импульс перенапряжения сети “ срезается” (рис. 4).

Рис. 4

В третьей области ( больших токов) сопротивление варистора снова резко увеличивается. Эта область для варистора является аварийной.

Виды

Классификация ограничителей (импульсных) перенапряжений определяется государственными стандартами. В нормативных документах обозначаются основные требования к устройствам защиты в зависимости от характера источника. Различаются следующие группы защиты от перенапряжения:

• от замыканий на высокой стороне низковольтных сетей;
• от воздействия грозовых разрядов и скачков напряжений, вызванных переключением промышленных электроустановок;
• от возможных перенапряжений, вызванных электромагнитными факторами.

В зависимости от принадлежности к конкретному виду решаемого вопроса ограничители импульсных перенапряжений могут отличаться друг от друга такими параметрами.

• Класс напряжения. Ограничители защищают цепи рабочее напряжение которых варьируется от меньше, чем 1 кВольт до значительно больших значений. Существуют, например, ОПН на классы напряжения 0.38 кВольт и 0.66 кВольт, ОПН на классы напряжения 3, 6, 10 кВольт и другие.
• Материал изоляционной рубашки. Наибольшее распространение получили фарфор и полимеры.

Керамические ОПН обладают хорошей устойчивостью к солнечному свету, имеют достаточную механическую прочность, что расширяет возможности эксплуатации в разных условиях. Ограничивают применение лишь большие весовые характеристики и характер распространения осколков при разрыве с точки зрения безопасности.

Полимерные ОПН успешно конкурируют с фарфоровыми. При многократно меньших весовых характеристиках и практически безопасным в случае разрушения избыточным давлением, они нисколько не уступают по диэлектрическим свойствам. К недостаткам относится способность к покрытию поверхности пылью, что повышает ток утечки и вызывает пробой изоляции. В эксплуатации они больше подвержены влиянию солнечной радиации и колебаниям температур внешней среды, чем фарфоровые ограничители (импульсных) перенапряжений.

• Класс защищенности. От герметичного изготовления корпуса ОПН зависит возможность его установки на открытом воздухе или внутри помещения, что собственно определяет этот показатель.
• Одноколонковые ОПН. Состоят из одного модульного блока варисторов с различным набором дисков из защитного полупроводникового элемента, рассчитанных на все классы напряжений.
• Многоколонковые ОПН. Состоят из нескольких модульных блоков. Отличаются большей надежностью, чем одноколонковые конструкции.

Клиническая картина

Наиболее часто острое почечное поражение характеризуется фазовым течением.

Фаза поражения (начальная, первичная, шока) развивается уже на фоне преренальной почечной недостаточности, а в конце ее завершения почечная недостаточность обусловлена нарушениями в канальцах. Начальная фаза продолжается от нескольких часов до нескольких суток и зависит от причины основного заболевания. При своевременно начатой профилактике, адекватном лечении возникшие нарушения функции почек обратимы. Ранние проявления острой почечной недостаточности нередко характеризуется минимальной и непродолжительной симптоматикой, или почечной коликой в случае острого постренального почечного повреждения, эпизодом острой сердечной недостаточности, циркуляторным коллапсом в случае преренального острого почечного повреждения. Помимо того, ранние проявления острого почечного повреждения могут скрываться под экстраренальной симптоматикой – проявлениями острого гастроэнтерита при отравлении солями тяжелых металлов, локальными и инфекционными проявлениями при политравме, системными проявлениями при остром лекарственном интерстициальном нефрите. Нередко ранние проявления могут характеризоваться общей слабостью, отказом от приема пищи, тошнотой, сонливостью, которые не являются специфичными для острого почечного повреждения.

Олигурическая фаза продолжается от нескольких дней, до 2–3-х недель и характеризуется суточным диурезом менее 500 мл/сут.. Эта фаза развивается у преобладающего большинства больных с острой почечной недостаточностью. При диурезе менее 50 мл/сут. говорят об анурической острой почечной недостаточности. На фоне олигурии развиваются гипергидратационные нарушения: периферические и полостные отеки (внеклеточная гипергидратация), отек легких, острая левожелудочковая недостаточность, отек мозга (внутриклеточная гипергидратация). Для этой фазы характерны анорексия, тошнота, рвота, парез кишечника, психоэмоциональное возбуждение, дыхание Куссмауля, судороги кома. К жизнеугрожающим осложнениям относятся желудочно-кишечные кровотечения при возникновении язв, эрозий слизистой желудка и кишечника. Прогрессирует анемия, гиперкалиемия, метаболический ацидоз. Скорость нарастания азотемии характеризует степень тяжести острого почечного повреждения. Угнетение иммунной системы, развивающееся при остром почечном повреждении, характеризуется возникновением острой пневмонии, стоматита, паротита, инфекции мочевыводящих путей. Инфекционные осложнения наиболее часто обусловлены активизацией условно-патогенной грамположительной и грамотрицательной бактериальной и грибковой микрофлоры (вплоть до кандидасепсиса). При поражении легких может возникнуть абсцедирующая пневмония, уремический отек легких, который характеризуется респираторным дистресс-синдромом и свойственной для этого состояния острой дыхательной недостаточностью.

У 20–30 % пациентов с острым почечным поражением суточный диурез сохраняется в пределах 500–2000 мл/сут., что свидетельствует о сохраненной остаточной фильтрационной функции почек (неолигоанурическая острая почечная недостаточность).

В наибольшей степени опасными осложнениями олигурической фазы острого почечного повреждения считаются нарушения электролитного баланса (гиперкалиемия), гипергидратация и отек легких, уремические кровотечения из пораженной слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

Полиурическая (восстановления) фаза развивается через 7–21 день, она характеризуется ежедневным нарастанием скорости клубочковой фильтрации. Полиурическая фаза может быть обусловлена повышенной концентрацией в сыворотке крови азотистых веществ и возникновением осмотического диуреза, неэффективностью действия антидиуретического гормона. При исследовании мочи определяются снижение ее плотности, эритроцитурия, невыраженная протеинурия. Наибольшую опасность полиурической фазы представляют нарушения баланса электролитов плазмы крови (гипокалиемия, гипохлоремия), дегидратация.

Острое почечное повреждение может иметь рецидивирующее течение при хронических обструктивных заболеваниях почек (нефролитиаз, подагра, хронический некротический папиллит).

К необратимому варианту течения острого почечного повреждения могут привести заболевания, сопровождающиеся тотальным кортикальным или папиллярным некрозом (гипотензия, злокачественная артериальная гипертензия, токсические воздействия).

Патогенетическая терапия

Важна адекватная диета. Белок в рационе ограничивают до 0,6 г/кг с обязательным содержанием незаменимых аминокислот. Калорийность суточного рациона должна составлять 35- 50 ккал/(кгхсут), потому количество углеводов повышают до 100 г/сут. Вторая составляющая патогенетической терапии — коррекция водного и электролитного обмена. Объем жидкости, вводимой внутрь и внутривенно, рассчитывают по суточной потере. Потери с калом, мочой, по зондам и дренажам можно измерить. А потери при дыхании и потоотделении измерить нельзя, их примерное значение — 400- 500 мл/сут. Потому вводить нужно такое количество жидкости, которые выше измеримых потерь на 400-500 мл.

Для коррекции гиперволеми нужно давать больному диуретики. Эффективен фуросемид, который вводится внутривенно в дозе до 200-400 мг. При олигурии без гиперволемии применение диуретиков под вопросом в плане эффективности. Допамин назначается в субпрессорных дозах, чтобы улучшить почечный кровоток и скорости клубочковой фильтрации. Рандомизированные исследования не пришли к выводу, что допамин влияет на исход ОПН.

Общее потребление ионов натрия и калия должно быть не больше, чем измеряемые суточные потери их с мочой. При гипонатриемии потребление жидкости пациентом ограничивают. При гипернатриемии применяют внутривенно гипотонический (0,45%) раствор натрия хлорида.

При гиперкалиемии более 6,5 ммоль/л рекомендуется сразу же ввести 10% раствор кальция глюконата (10-30 мл в течение 2-5 мин под контролем ЭКГ). Также нужно ввести вводят 200-500 мл 10% раствора глюкозы в течение получаса, потом за несколько часов еще 500-1000 мл. Допустимо в части случаев подкожное введение 10 ЕД простого инсулина, но это необходимо только для пациентов с сахарным диабетом. Стоит помнить, что при ощелачивании плазмы снижается содержание ионов калия в крови. При рефрактерной гиперкалиемии проводят лечение гемодиализом.

Гипокалиемия проявляется в полиурической фазе острой почечной недостаточности

Она является показанием к осторожному введению солей калия. При концентрации фосфатов в сыворотке крови более 1,94 ммоль/л необходимо назначение пероральных фосфатсвязывающих антацидов

При гипокальциемии специальное лечение почти никогда не применяется. Нужно постараться не назначать больным препараты, в которых есть магний.

Коррекция метаболического ацидоза. Терапия необходима при рН крови на уровне 7,2 и/или при концентрации бикарбонатов, сниженной до 15 мЭкв/л. Нужно ввести внутривенно 50-100 мЭкв натрия бикарбоната на протяжении 30-45 минут. Далее проводят мониторинг концентрации бикарбонатов в крови. Введение нужно прекратить, когда бикарбонаты содержатся в количестве 20-22 мЭкв/л и рН составляет 7,35. Не применяется дополнительное введение бикарбоната на фоне гемодиализа, если применяется бикарбонатная диализная среда.

Коррекция анемии при ОПН нужна редко. В основном необходимость в ней возникает после кровотечений (применяют гемотрансфузии) или при сохранении ее в фазу выздоровления.

Классификация приборов защиты

Приборы имеют разную классификацию и область применения

• • • Литера А. Эти приборы монтируются при переходах от линий электропередач к сети потребителя. Они призваны обеспечивать защиту как ЛЭП, так и принимающего объекта. Их же можно считать основными «предохранителями» промышленных установок.
    • Литера В. Первая линия защиты непосредственно объекта-потребителя (например, дома или административного здания). Такие аппараты устанавливаются на входе линии в помещение.
    • Литера С. Место этих устройств — распределительные щиты, в которых обязательно должна быть предусмотрена система заземления.
    • Литера D. Квартирные ограничители. Их установка имеет смысл только при наличии хотя бы одной предварительной линии защиты. В то же время изделия этого класса монтируются и непосредственно в оборудовании, а также в переносной технике.
    • Те же четыре категории устройств могут быть обозначены и римскими цифрами начиная от I. Есть и комбинированные устройства. Большинство из аппаратов дополнительно оснащаются предохранителями.

Диагностика острой почечной недостаточности

— Анамнез: при опросе владельца выясняют  начало, продолжительность и характер прогрессирования заболевания, образ жизни и среду обитания животных: доступ к этиленгликолю или растениям (лилия), доступ к лекарствам, доступ к улице,  последнее проведение анестезии и список всех лекарств, применяемых при ней.

— Осмотр: клинические признаки, как правило, неспецифичны от начала до конца заболевания. При осмотре больного животного (перед началом любой терапии), решающее значение имеют данные о ее точном весе до заболевания для определения степени обезвоживания.  Уменьшение количества выделяемой животным мочи (олигурия) или её полное отсутствие (анурия),запах мочи в выдыхаемом воздухе, бледность слизистых оболочек, слабость, пониженная температура. Почки могут быть увеличенными или болезненными, если произошел интракапсулярный отек.

-Лабораторные  исследования:

Исследование анализа  крови на биохимические показатели: повышение уровней креатинина и азота мочевины в крови; гиперфосфатемия происходит из-за снижения гломерулярной экскреции фосфатов; уровень натрия является переменным; гиперкалиемия возникает из-за олигурии/анурии; кальций, как правило, нормальный, но может быть увеличен или уменьшен.

Анализ мочи: моча имеет низкую плотность, она  мутная, темная, темно-бурая или кровавая. Может быть протеинурия, гематурия, глюкозурия. В осадке много эритроцитов, лейкоцитов и эпителия почечного происхождения, а также сгустки гиалиновых цилиндров.

Посев мочи: показан для всех животных  с ОПН так, как у  значительного числа пациентов  в осадке мочи будет иметь место рост бактерий при посеве. Посев является жизненно важным, если в моче находят конгломераты лейкоцитов или бактерии. Моча должна быть собрана для посева , путем цистоцентеза,  до введения антибиотиков.

Рентгенограмма или УЗИ брюшной полости: рентгенограмма необходима для обнаружения рентгеноконтрастных уролитов, оценки общего размера мочевого пузыря, и измерения размера каждой почки.

Лечение острой почечной недостаточности (ОПН)

Самое главное в лечении ОПН — это своевременное выявление всех симптомов, устранение причин, спровоцировавших повреждение почек.

Лечение в начальной фазе. Терапия направлена на устранение причины, вызвавшей нарушение функции почек. При шоке необходимо нормализовать артериальное давление и восполнить объем циркулирующей крови. При отравлении нефротоксинами больным промывается желудок и кишечник. В урологии применяется экстракорпоральная гемокоррекция, позволяющая быстро очистить организм от токсинов, ставшими причиной развития ОПН. С этой целью проводятся гемосорбция и плазмаферез. При наличии обструкции восстанавливают нормальный пассаж мочи. Для этой цели удаляются камни из почек и мочеточников, устраняются стриктуры мочеточников, и удаление опухолей происходит хирургическим путем.

Лечение в фазе олигурии. Больному назначаются фуросемид и осмотические диуретики для стимуляции диуреза. Для уменьшения вазоконстрикции почечных сосудов вводится допамин

Важно учитывать потери при потоотделении и дыхании (400 мл), определяя объем вводимой жидкости, кроме потерь при рвоте, опорожнении кишечника и мочеиспускании. Пациенту ограничивают поступление калия с пищей, его переводят на строгую безбелковую диету

Проводится дренирование ран и удаление участков некроза. При выборе дозы антибиотиков учитывается тяжесть поражения почек.

Показания к гемодиализу. Гемодиализ проводится пациенту с ОПН при повышении уровня мочевины до 24 ммоль/л, калия — до 7 ммоль/л. Симптомы уремии, ацидоз и гипергидратация являются показаниями к проведению гемодиализа. В настоящее время для предупреждения осложнений, возникающих вследствие нарушений метаболизма, нефрологи все чаще проводят ранний и профилактический гемодиализы.

Лечение почечной недостаточности

Направления лечения при почечной недостаточности:

Диета при острой почечной недостаточности

• Необходимо снизить количество белка в рационе, так как продукты его обмена оказывают дополнительные нагрузки на почки. Оптимальное количество – от 0,5 до 0,8 г на каждый килограмм массы тела в сутки.
• Для того чтобы организм больного получал необходимое количество калорий, он должен получать пищу, богатую углеводами. Рекомендуются овощи, картофель, рис, сладкое.
• Соль нужно ограничивать только в том случае, если она задерживается в организме.
• Оптимальное потребление жидкости – на 500 мл больше того количество, которое организм теряет в течение суток.
• Больному следует отказаться от грибов, орехов, бобовых – они также являются источниками большого количества белка.
• Если повышен уровень калия в крови – исключить виноград, курагу, изюм, бананы, кофе, шоколад, жареный и печеный картофель.