Поражение электричеством является следствием того, что организм человека контактировал с источником напряжения.
Если дотронуться до проводника, находящегося под напряжением, человек превращается в часть электросети, по которой происходит протекание электрического тока.
Не секрет, что в человеческом организме много жидкости и солей. А это – отличный проводник тока. Потому электричество, может воздействовать на него. Длительное по времени и интенсивное по силе тока воздействие на организм человека может привести к его гибели.
Как может электрический ток влиять на наш организм?
Исход, к которому приведёт действие электричества на человеческий организм, зависит от многих обстоятельств. На него влияет:
1) величина (сила тока, напряжение) и род электричества (переменный ток опаснее постоянного);
2) длительность действия (чем больше времени ток действует на человека, тем более тяжёлым может быть исход);
3) путь протекания (самый опасный - ток, который проходит через спинной и головной мозг, сердце и органы дыхания);
4) психологическое и физическое состояние потерпевшего на момент воздействия. У нашего организма есть некое сопротивление. Оно напрямую зависит от нашего состояния.
Действие постоянного тока быстрее, чем переменного. Но переменный несёт большую опасность, даже если напряжение небольшое, а частота низкая. Ткани сопротивляются переменному току меньше, чем постоянному.
Переменный ток 100-150 V может сильно влиять на человека, вплоть до смертельного поражения. Переменный ток 500 V опаснее постоянного с таким же напряжением. Но постоянный ток выше 500 V несёт большую опасность, чем переменный. Последний с частотой 40-60 периодов за секунду несёт наибольшую угрозу человеческой жизни. Если увеличить частоту периодов – уменьшится вредное действие электричества. Высокочастотный ток применяется в лечебных целях (ток д"Арсонваля).
Проходя через человеческий организм, ток оказывает такие виды воздействий :
Биологическое.
Электролитическое.
Термическое.
Первое нарушает нормальную работу мышечной системы. Мышцы судорожно сокращаются. Может быть огромная опасность для органов дыхания и кровообращения (сердца, лёгких). Они могут перестать нормально функционировать, возможно абсолютное прекращение их функционирования.
При электролитическом действии расщепляется кровь и прочая органическая жидкость в тканях, происходят значительные физические и химические изменения в составе.
Во время термического действия на теле появляются ожоги разной формы. Кровеносные сосуды перегреваются, функциональность внутренних органов нарушается.
Главные факторы поражения, возникающие благодаря действию тока на организм человека
Электрическая травма является местным повреждением ткани организма из-за действия тока или электрической дуги. Сюда входит электрический ожог, металлизация кожи, электрический знак, механическое повреждение.
Самая распространённая электротравма – электрический ожог. 60% всех происшествий, когда происходит поражение током. Электрический ожог бывает дуговой и токовой.
Электрический знак проявляется на коже пострадавшего, который был под воздействием тока, в форме овального пятна бледно-жёлтого либо серого оттенка. Обычно такой знак не болит, затвердевает, как и мозоль. Омертвевшие слои кожи постепенно сходят сами.
Металлизацию кожи вызывает проникновение в верхний кожный слой маленьких частичек металла, оплавившегося из-за электрической дуги. Место поражения болит, становится жёстким. Кожа становится тёмного металлического оттенка.
Механическое повреждение проявляется, когда из-за тока мышцы начинают непроизвольно судорожно сокращаться. Кожа, нервные ткани и кровеносные сосуды могут разорваться.
Но самым опасным является электрический удар. Живые ткани организма возбуждаются от тока. В это время мышцы судорожно сокращаются.
Четыре степени действия тока на человеческий организм :
I – мышцы судорожно сокращаются, человек не теряет сознания;
II – мышцы судорожно сокращаются, потерпевший теряет сознание, сердце и органы дыхания работают;
III – дыхание отсутствует, нарушается работа сердца;
IV – наступает клиническая смерть, дыхания нет, сердце останавливается.
Что влияет на степень тяжести электротравмы?
Индивидуальные качества человека очень влияют на результат электротравмы. Здоровый и крепкий физически человек легче переносит действие тока по сравнению с тем, у кого имеются разные заболевания. Но не только физическое, а и психическое здоровье потерпевшего имеет значение в момент получения электротравмы. Человек с нервным заболеванием, болезнью сердца, органов внутренней секреции, туберкулёзом и так далее, а также пострадавший с переутомлением, усталостью, в алкогольном опьянении имеет больше шансов получить тяжёлую электротравму. Поэтому электроустановки обслуживаются лицами, которые прошли специальные курсы и медицинский осмотр.
Воздействие электрического тока на человека
Введение 2
Действие электрического тока на организм человека 3
Местные электротравмы 3
Общие электротравмы 5
Факторы, определяющие исход поражения электрическим током 6
Род и частота тока 9
Путь замыкания тока 9
Сопротивление человека 10
Окружающая среда 10
Влияние продолжительности действия тока 11
Влияние состояния человеческого организма 11
Фактор влияния 12
Литература 15
Введение
Окружающая среда (природная, производственная и бытовая) таит в себе потенциальную опасность различного вида. Среди них - поражение электрическим током. С широким применением на производстве и в быту достижений научно-технического прогресса факторы этого риска возрастают, хотя современные электрические приборы и проходят аттестацию с точки зрения техники безопасности.
Опасность поражения электрическим током на производстве и в быту появляется при несоблюдении мер предосторожности, а также при отказе или неисправности электрического оборудования и бытовых приборов. Человек не может обнаружить без специальных приборов напряжение на расстоянии, оно выявляется лишь тогда, когда происходит прикосновение к токоведущим частям. По сравнению с другими видами производственного травматизма, электротравматизм составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест. На производстве из-за несоблюдения правил техники безопасности происходит 75% электропоражений.
Действие электрического тока на организм человека.
При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводками электрического тока. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций.
Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во первых , ток не имеет внешних признаков и как правило человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во вторых , воздействия тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в третьих , переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к не отпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию одергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.
Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое – в способности вызывать ожоги тела, механическое – приводить к разрыву тканей, а химическое – к электролизу крови.
Воздействие электрического тока на организм человека может явиться причиной электротравмы. Электротравма – это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные и общие. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз). Общие электротравмы , или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем – легких (дыхания), сердца (кровообращения).
Местные электротравмы
Это ярко выраженные местные (локальные) повреждения тканей тела, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местным повреждением чаще всего подвергается поверхность кожи человека, но в некоторых случаях поражаются и мышечные ткани, а также связки и кости. Обычно местные электротравмы излечиваются работоспособность человека полностью или частично восстанавливается. Однако в некоторых случаях местные электротравмы приводят к гибели человека. К местным электротравмам относят:
электрические ожоги,
электрические знаки (метки тока),
электрометаллизацию кожи,
механические повреждения,
электроофтальмию.
Электрический ожог является самой распространенной электротравмой, возникающей у большинства (63 %) пострадавших от электрического тока. В зависимости от условий возникновения ожог может; быть токовый (контактный), возникающий при прохождении тока через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью, или дуговой, вызванный воздействием на тело человека электрической дуги.
В электроустановках возможны также ожоги и без прохождения тока, в частности, при прикосновении человека к сильно нагретым частям электрооборудования, от разлетающихся раскаленных частиц металла и т.п.
Различают четыре степени ожогов:
I степень - покраснение кожи и незначительная боль;
II степень - образование волдырей (пузырей) на покрасневшей воспаленной коже;
Ш степень - омертвление всей толщи кожи;
IV степень - обугливание кожи и мышечных тканей.
Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не столько степенью ожога, сколько площадью пораженной ожогом поверхности тела. Известно, что поражение ожогом более одной трети поверхности тела приводит к смертельному исходу.
Электрические знаки (метки тока) возникают, в отличие от ожогов, при хорошем контакте с электродами. По внешнему виду они представляют собой припухлость на коже человека круглой или овальной формы, края которой резко очерчены белой или серой каймой. Кожа в этом месте затвердевает в виде мозоли и приобретает серый или желтовато-серый цвет. В пораженном местe происходит как бы омертвение верхнего слоя кожи. Каких-либо покраснений или воспалений не наблюдается. Электрические знаки, как правило, безболезненны и обычно заканчиваются заживлением. С течением времени верхний слой кожи сходит и пораженный участок приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность.
Электрометаллизация кожи - это поверхностное пропитывание кожи мельчайшими частицами металла, расплавляющегося и испаряющегося под действием электрической дуги. Поврежденный участок кожи имеет жесткую шероховатую поверхность. Пострадавший испытывает неприятное ощущение от присутствия в коже инородных частиц. Исход такого поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженной поверхности кожи. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и эластичность, все болезненные
ощущения исчезают.
Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием проходящего через человека электрического тока. При этом могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервных волокон. Кроме того, могут иметь место вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения происходят довольно редко, но являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения.
Электроофтальмия - это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия потока ультрафиолетовых лучей, создаваемых электрической дугой. Электроофтальмия развивается через, 4...8 часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление кожи и слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету. В тяжелых случаях нарушается прозрачность роговой оболочки, сужается зрачок. Обычно болезнь продолжается несколько дней. Однако в случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным.
Общие электротравмы
Электрический удар - это общее биологическое воздействие электрического тока на организм, которое проявляется в виде рефлекторного (непроизвольного) возбуждения живых тканей организма протекающим через них током. Электрический удар является автоматической реакцией (рефлексом) организма на производимое электрическим током внешнее раздражение. Этот вид воздействия электрического тока выражается очень резко, так как обусловлен действием электрического тока через нервную систему. Электрический удар может привести к судорогам мышц, остановке дыхания, нарушению деятельности сердца и к шоку.
Известно, что при протекании через тело человека переменного тока промышленной частоты начало его ощущения у разных людей наступает при различных силах тока и лежит в пределах от 0,8 до 3 мА, что объясняется индивидуальными особенностями человека. Наблюдениями установлено, что 99,5 % всех людей начинают ощущать ток силой в 1 мА, который, и принят в качестве порогового неощутимого тока. При протекании через тело тока, лишь незначительно превышающего пороговый неощутимый ток, человек ощущает слабый зуд, покалывание и пощипывание кожи в месте контакта с электродом. При дальнейшем увеличении тока (до 5 мА) интенсивность неприятных раздражающих ощущений нарастает, одновременно появляются непроизвольные сокращения (судороги) мышц рук и предплечий. Однако эти судороги еще таковы, что человек может самостоятельно их преодолеть и разорвать цепь протекающего через него тока без посторонней помощи, хотя и с трудом. Иными словами, эти судороги и вызывающие их токи будут для человека отпускающими.
Начиная с 6 мА, отдельные люди (0,5 %) уже не в состоянии самостоятельно разорвать цепь протекающего через них тока, то есть для них ток становится неотпускающим. Поэтому ток силой 6 мА принят в качестве порогового неотпускающего тока.
Электрический удар может привести к шоку.
Шок - это тяжелое общее расстройство всех функций организма (кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п.), вызываемое тяжелым психическим потрясением или резким физическим воздействием, которыми может сопровождаться электрический удар. Шок может длиться от нескольких десятков минут до суток. Если пострадавшему не будет оказана своевременная медицинская помощь, то наступает смерть в результате полного угасания жизненно важных функций организма.
Можно сделать вывод, что смертельный исход при электротравмах может наступить в результате следующих повреждений организма:
нарушение сердечной деятельности;
остановка дыхания;
обширные ожоги (обычно при напряжениях выше 1000 В).
Очень часто смерть наступает в результате одновременного действия нескольких из вышеупомянутых причин, так как в человеческом организме все его жизненные функции взаимосвязаны.
Остановка дыхания и прекращение кровообращения (отсутствие пульса) являются первыми внешними признаками смерти. Однако различают два основных этапа смерти:
- клиническую (или «мнимую») смерть;
- биологическую смерть.
Клиническая смерть - это переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. Длительность клинической смерти определяется периодом времени с момента прекращения кровообращения и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. У большинства нормальных людей это время не превышает 6 минут. Если в этот период начать оказывать пострадавшему соответствующую помощь, то дальнейшее развитие смерти может быть приостановлено и жизнь человека сохранена. Если пострадавшему не оказать своевременную помощь, то клиническая смерть переходит в биологическую смерть, под которой понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Спасти человека после этого становится невозможным.
Факторы, определяющие исход поражения электрическим током.
К факторам, влияющим на исход поражения электрическим током, относят:
величину тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду, фактор внимания.
Величина тока
По величине тока, токи подразделяются на:
неощущаемые (0,6 – 1,6мА);
ощущаемые (3мА);
отпускающие (6мА);
неотпускающие (10-15мА);
удушающие (25-50мА);
фибрилляционные (100-200мА);
тепловые воздействия (5А и выше).
Величина напряжения и время действия
По ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые величины напряжений и токов. Электробезопасность». Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока, приведены в табл. 1.
Таблица 1
При кратковременном воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1с допустимый ток возрастает в 16 раз.
Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца. Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 2.1.) составляет 0075-0,85с.
В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды.
Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние. В период диастола желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15-0,2с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такового совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность фибрилляции сердца. В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца.
Характер воздействия.
|
Значение |
Характер воздействия |
|
|
Переменный ток 50 Гц |
Постоянный ток |
|
|
Начало ощущения - слабый зуд, пощипывание кожи под электродами |
Не ощущается |
|
|
Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку |
Не ощущается |
|
|
Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья. Руки, как правило, можно оторвать от электродов |
Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом |
|
|
Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно, но в большинстве случаев еще можно оторвать от электродов |
Усиление ощущения нагрева |
|
|
Едва переносимые боли во всей руке. Во многих случаях руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекание тока боли усиливаются |
Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в прилегающих областях кожи |
|
|
Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено |
Еще большее усиление ощущения нагрева кожи, возникновение ощущения внутреннего нагрева. Незначительные сокращения мышц рук |
|
|
Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания |
Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц |
|
|
Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца |
Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта |
|
|
Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд - паралич сердца |
Паралич дыхания при длительном протекании тока |
|
|
То же действие за меньшее время |
Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд - паралич дыхания |
|
|
Дыхание парализуется немедленно - через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей |
||
Род и частота тока.
Постоянный и переменный токи оказывают различные воздействия на организм главным образом при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдаются.
Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза.
Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100Гц равны, с повышением частоты до 200Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400Гц – почти в 3,5 раза.
Путь замыкания тока.
При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека. Основные из них:
голова – ноги;
рука – рука;
правая рука – ноги;
левая рука – ноги;
нога – нога.
Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути «левая рука - ноги» 3,7%, «правая рука – ноги» 6,7%, «нога – нога» - 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути «рука – рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука – ноги».
Сопротивление человека.
Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела.
М
ежду
воздействующим током и напряжением
существует нелинейная зависимость: с
увеличением напряжения ток растет
быстрее. Это объясняется главным образом
нелинейностью электрического сопротивления
тела человека. На участке между двумя
электродами электрическое сопротивление
тела человека в основном состоит из
сопротивлений двух тонких наружных
слоев кожи, касающихся электродов, и
внутреннего сопротивления остальной
части тела. Плохо проводящий ток наружный
слой кожи, прилегающий к электроду, и
внутренняя ткань, находящаяся под плохо
проводящим слоем, как бы образуют
обкладки конденсатора емкостью С и
сопротивлением его изоляции V н
(рис.2.2.). С увеличением частоты тока
сопротивление тела человека уменьшается
и при больших частотах практически
становится равным внутреннему
сопротивлению.
При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом.
Окружающая среда.
Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека как с токоведущими частями, так и с землей.
Влияние продолжительности действия тока
При увеличении продолжительности действия тока увеличиваются опасность и последствия воздействия тока на организм.
При длительном протекании тока это объясняется повышенным выделением тепла, что приводит к потовыделению, увлажнению кожи, снижению сопротивления тела человека, и, как следствие, к возрастанию тока и увеличению опасности.
При кратковременном воздействии тока (менее 1 с) опасность зависит от того, с какой фазой работы сердца совпал момент прохождения тока. Известно, что в каждом кардиоцикле продолжительностью около 1с сердце в течение 0,1 с. находится в расслабленном состоянии и в это время особенно чувствительно к прохождению тока, что увеличивает вероятность возникновения фибрилляции. При длительности более 1 с ток не может не совпасть с этим состоянием сердца. При уменьшении продолжительности действия тока уменьшается и вероятность совпадения момента прохождения тока с расслабленным состоянием сердца, что снижает опасность поражения.
Согласно ГОСТ 12.1.038-82
предельно допустимый ток
,
не вызывающий фибрилляции сердца
(пороговый нефибрилляционный ток) в
интервале времени t
= 0,2... 1 с, можно определить
из выражения:
Т. е. чем меньше длительность протекания тока, тем меньше вероятность возникновения фибрилляции сердца.
Влияние состояния человеческого организма
Тяжесть исхода электротравмы зависит от физического состояния пострадавшего в момент поражения, в первую очередь от состояния нервной системы. Отсутствие внимания, подавленное состояние, состояние алкогольного опьянения, а также некоторые болезни-все эти факторы увеличивают вероятность тяжелого и смертельного исхода электротравмы.
Увеличивают опасность поражения электрическим током некоторые болезни. В соответствии с приказом Министерства здравоохранения в перечень медицинских противопоказаний к допуску на работы по обслуживанию действующих электротехнических установок включены: психические заболевания со значительными изменениями личности; органические заболевания центральной нервной системы, в том числе эпилепсия и эпилептиформные состояния; наркомания, токсикомания, хронический алкоголизм; гипертоническая болезнь II и III стадий, ишемическая болезнь сердца (стенокардия с частыми приступами) и др.
Большое влияние на исход электротравмы оказывает фактор внимания. Неожиданность поражения, испуг создают дополнительную нагрузку на нервную систему и приводят к снижению электрического сопротивления тела человека, что утяжеляет условия поражения. Если же человек знает о наличии потенциальной опасности поражения током и находится в состоянии направленного внимания, то поражение током (если оно случайно произойдет) не будет для него неожиданным и как правило значительно легче. Объясняется это тем, что под влиянием напряженного внимания усиливается кровообращение центральной нервной системы. Это вызывает повышенное потребление кислорода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа электронов, участвующих в биохимических реакциях обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Поэтому сосредоточенный, внимательный к опасности человек менее подвержен воздействию тока. Таким образом, фактор внимания является одним из решающих для исхода поражения.
Фактор влияния.
Ф
актор
влияния играет важную роль при поражении
электрическим током. На рис.2.3. представлен
график зависимости освобождаемости
студентов при поражении электрическим
током, если им известно о том, что
установка находится под напряжением.
Допустимые уровни напряжений прикосновения и токов по ГОСТ 12.1.038-82.
ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».
Этот ГОСТ устанавливает предельно допустимые уровни прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам (табл. 1).
Таблица 1
Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи при нормальном режиме работы электроустановок
|
Род тока |
U, В |
I, мА |
|
Переменный, 50 Гц |
||
|
Переменный, 400 Гц |
||
|
Постоянный |
||
|
Примечания: 1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин. в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения. 2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 о С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза. |
||
Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 1. При этом под аварийным режимом электроустановки понимается такая работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с этой электроустановкой.
Таблица 2
Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи при аварийном режиме работы электроустановок
|
Род тока |
мируе- мая ве- личина |
Предельно допустимые уровни, не более, при продолжительности воздействия тока t , с |
|||||||||||
|
Выпрямленный двухполупериодный |
I ампл, мА |
||||||||||||
|
Выпрямленный однополупериодный |
I ампл, мА |
||||||||||||
Примечание: Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия свыше 1 с, приведенные в табл. 2 соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.
Из рассмотренных критериев электробезопасности следует, что защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов можно обеспечить либо конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, либо за счет снижения тока, протекающего через тело человека, или за счет сокращения времени его воздействия.
. Электрический ток оказывает на человека термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие . Термическое воздействие тока проявляется ожогами...Расчет электрической подстанции
Дипломная работа >> Физика... воздействия электрического тока на человека зависит от параметров электрического тока протекающего через тело человека , пути тока через тело человека , продолжительности воздействия тока на человека ...
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током. Сопротивление тела человека.
Электрические установки представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации не исключены случаи прикосновения к частям находящимся под напряжением.
Особенностью поражения электрическим током является:
отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука-ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.
тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12-16 % всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.
токи промышленной частоты 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т. е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.
воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.
специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.
Воздействия тока на организм человека
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.
Тепловое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей; биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма.
Любое из перечисленных воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009-76).
Виды поражения электрическим током
На практике электротравмы условно разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).
Общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению всего организма.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.
Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.
Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6-1,5 мА и постоянного тока силой 5-7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.
В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15-80 мА.
При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.
Путь тока.
Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути "рука-рука" или "рука-ноги". Однако он может протекать и по другим путям, например, "голова-ноги", "спина-руки", "нога-нога" и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути "нога-нога" через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути "рука-рука" - 3,3 %. Сила неотпускающего тока по пути "рука-рука" приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути "правая рука-ноги".
Род тока
Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза.
Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц - почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности.
Окружающая среда.
Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности.
Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.
Электрическое сопротивление тела человека
Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,
Iч = Uпр / zт
На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.
Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой
где ω = 2nf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц.
Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2
Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.
Действие электрического тока на организм человека. Электрический ток , действуя на организм человека, может привести к различным поражениям: электрическому удару, ожогу, металлизации кожи, электрическому знаку, механическому повреждению, электроофтальмии (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика воздействия на человека электрического тока различной силы
| Сила тока, мА | Переменный ток 50 — 60 Гц | Постоянный ток |
| 0,6 — 1,5 | Легкое дрожание пальцев рук | Не ощущается |
| 2 — 3 | Сильное дрожание пальцев рук | Не ощущается |
| 5 — 7 | Судороги в руках | 3yд. Ощущение нагревания |
| 8 — 10 | Руки с трудом, но еще можно оторвать от электродов. Сильные боли в руках, особенно в кистях и пальцах | Усиление нагревания |
| 20 — 25 | Руки парализуются немедленно, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Затрудняется дыхание | Еще большее усиление нагревания, незначительное сокращение мышц рук |
| 50 — 80 | Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца | Сильное ощущение нагревания. Сокращение мышц рук. Судороги. Затруднение дыхания |
| 90 — 100 | Паралич дыхания и сердца при воздействии более 0,1 с. | Паралич дыхания |
Электрический удар ведет к возбуждению живых тканей; В зависимости от патологических процессов, вызываемых поражением электротоком, принята следующая классификация тяжести электротравм при электрическом ударе:
1. электротравма I степени — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2. электротравма II степени — судорожное сокращение мышц с потерей сознания,»
3. электротравма III степени — потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности или дыхания (не исключено и то и другое);
4. электротравма IV степени — клиническая смерть.
Степень тяжести электрического поражения зависит от многих факторов: сопротивления организма, величины, продолжительности действия, рода и частоты тока, пути его в организме, условий внешней среды.
Исход электропоражения зависит и от физического состояния человека. Если он болен, утомлен нли находится в состоянии опьянения, душевной подавленности, то действие тока особенно опасно. Безопасными для человека считаются переменный ток до 10 мА и постоянный — до 50 мА.
Электрический ожог различных степеней — следствие коротких замыканий- в электроустановках и пребывания тела (как правило, рук) в сфере светового (ультрафиолетового) и теплового (инфракрасного) влияния электрической дуги; ожоги III и IV степени с тяжелым исходом — при соприкосновении человека (непосредственно или через электрическую дугу) с токоведущими частями напряжением свыше 1000 В.
Электрический знак (отметка тока) — специфические поражения, вызванные механическим, химическим или их совместным воздействием тока. Пораженный участок кожи практически безболезнен, вокруг него отсутствуют воспалительные процессы. Со временем он затвердевает, и поверхностные ткани отмирают. Электрознаки обычно быстро излечиваются.
Металлизация кожи — так называемое пропитывание кожи мельчайшими парообразными или расплавленными частицами металла под влиянием механического или химического воздействия тока. Пораженный участок кожи приобретает жесткую поверхность и своеобразную окраску. В большинстве случаев металлизация излечивается, не оставляя на коже следов. Электроофтальмия — поражение глаз ультрафиолетовыми лучами, источником которых является вольтова дуга. В результате электроофтальмии через несколько часов наступает воспалительный процесс, который проходит, если приняты необходимые меры лечения.
В условиях производства поражение электротоком чаще всего является следствием того, что люди прикасаются к токоведущим частям, находящимся под опасным напряжением.
Возможны два варианта таких прикосновений с разной степенью опасности. Первый, наиболее опасный,- одновременное прикосновение к двум линейным проводам и второй, менее опасный (таких случаев больше) — прикосновение к одной фазе.
Однофазное включение в цепь тока: а) с заземленной нейтралью; б) с изолированной нейтралью
Действие электрического тока на организм человека носит сложный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве до высоких температур других органов.
Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.
На какие виды можно разделить электротравмы?
Электротравмы условно можно разделить на два вида: местные электротравмы и электрические удары.
Под местными электротравмами понимаются четко выраженные местные нарушения целости тканей организма. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. повреждения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Обычно местные электротравмы излечиваются, и работоспособность восстанавливается полностью или частично. Иногда (при тяжелых ожогах) человек погибает. Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Что такое электрический ожог?
Электрические ожоги наиболее распространенные электротравмы: они возникают у большинства пострадавших (60-65%), причем около третьей части их сопровождаются другими электротравмами.
Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой. Токовый ожог получается в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Эти ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения - не выше 1-2 кВ, в большинстве случаев они сравнительно легкие.
Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках напряжением выше 1 кВ и, как правило, носит тяжелый характер. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину и бесследное сгорание больших участков тела.
Чем характеризуются электрические знаки?
Электрические знаки (знаки тока или электрические метки) представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму моли ии.
В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20% пострадавших от тока.
Что такое металлизация кожи?
Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. Пострадавший в месте поражения испытывает напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и боль от ожога за счет теплоты занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают. При поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным.
Металлизация кожи наблюдается примерно у 10% пострадавших.
Каковы условия возникновения электроофтальмии?
Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.
Электроофтальмия возникает сравнительно редко - у 1-2% пострадавших.
Чем характеризуются механические повреждения?
Механические повреждения возникают в результате резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения, как правило,- серьезные травмы, требующие длительного лечения. Они происходят сравнительно редко.
Что такое электрический удар?
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход воздействия тока на организм при этом может быть различен - от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.
Электрические удары условно можно разделить на четыре степени:
- I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
- II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
- III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
- IV - клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Чем характеризуется клиническая (мнимая) смерть?
Клиническая (мнимая) смерть-переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.
Человек, находящийся в состоянии клинической смерти, не дышит, его сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период почти во всех тканях организма еще продолжаются слабые обменные процессы, достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности.
При клинической смерти первыми начинают погибать чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга: в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например от электрического тока,- 7-8 мин. В состоянии клинической смерти путем воздействия на органы дыхания и кровообращения возможно восстановление угасающих или только что угасших функций, т. е. оживление умирающего организма.
Что такое биологическая (истинная) смерть?
Под биологической смертью понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Она наступает после клинической смерти.
Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, дыхания и электрический шок.
Чем вызывается прекращение работы сердца?
Прекращение работы сердца - результат прямого воздействия тока на мышцу сердца, т. е. прохождение тока непосредственно в области сердца, а иногда и результат рефлекторного действия. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.
Что такое фибрилляция?
Фибрилляция - это хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мыщцы (фибрилл), при которых сердце перестает выполнять функции насоса, т. е. оно не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате в организме нарушается кровообращение и как следствие прекращается доставка кислорода кровью из легких к тканям и органам, что и вызывает гибель организма.
Каковы причины прекращения дыхания?
Прекращение дыхания вызывается прямым и в некоторых случаях рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек испытывает затруднение дыхания уже при переменном токе, равном 20-25 мА, которое усиливается с ростом силы тока. При длительном воздействии такого тока (несколько минут) наступает асфиксия (удушье) в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. Дыхание останавливается также в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока (несколько сотен миллиампер).
Чем характеризуется электрический шок?
Электрический шок - своеобразная тяжелая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током. Она сопровождается опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. После этого может наступить либо гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, либо выздоровление после своевременного активного лечебного вмешательства.
Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током?
Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления тела человека и величины приложенного к нему напряжения, силы тока, проходящего через, тело, длительности его воздействия, пути прохождения^, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и факторов окружающей среды.
Что представляет собой электрическое сопротивление тела человека?
Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань - большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг -малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. При удалении всего верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом. При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составит всего лишь 300-500 Ом. При расчетах обычно принимают сопротивление тела человека, равное 1000 Ом. В действительности это величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды (влажность, температура и т. п.). Состояние кожи сильно влияет на электрическое сопротивление тела человека. Так, повреждения рогового слоя, в том числе порезы, царапины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, при этом увеличивается опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение, ее ^токопроводящей пылью и грязью.
В связи с различным электрическим сопротивлением кожи на разных участках тела на сопротивление в целом влияют место приложения контактов и их площадь.
Сопротивление тела человека падает при увеличении значения тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.
Повышение напряжения, приложенного к телу человека, уменьшает в десятки раз сопротивление кожи, а следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, ростом тока, проходящего через кожу, и другими факторами.
Род тока и частота также влияют на значение электрического сопротивления. При частотах 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.
Как влияет величина тока на исход поражения?
Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обусловливающий исход поражения.
Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиною 0,6-1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым.
При токе в 10-15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим. Ток меньшего значения называют отпускающим.
Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечнососудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном, хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.
Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1-2 с) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т. п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.
Какое влияние оказывает на исход поражения длительность прохождения тока через организм человека?
Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).
Какое значение в исходе поражения имеет путь тока в теле пострадавшего?
Если на пути тока оказываются жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.
Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно. Наиболее опасный путь - правая рука - ноги, наименее опасный - нога - нога.
Как влияет род и частота тока на исход поражения?
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений - до 250-300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.
С увеличением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а величина проходящего тока возрастает. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц; дальнейшее же повышение частоты сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450- 500 кГц. Но эти токи сохраняют опасность ожогов как в случае возникновения электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с увеличением частоты становится практически заметным при частоте 1000-2000 Гц.
Каково влияние индивидуальных свойств человека на исход поражения электрическим током?
Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, нервными и др.
Как влияет внешняя среда на механизм поражения?
Присутствие в воздухе помещений ряда производств химически активных и токсичных газов, попадающих в организм человека, снижает электрическое сопротивление его тела. Во влажных и сырых помещениях происходит увлажнение кожи, что в значительной степени снижает ее сопротивление. Влага, попавшая на кожу, растворяет находящиеся на ней минеральные вещества и жирные кислоты, выведенные из организма вместе с потом и кожным салом, поэтому кожа становится более электропроводной.
При работе в помещениях с высокой температурой окружающей среды кожа нагревается и происходит усиленное потовыделение. Пот - хороший проводник электрического тока. Следовательно, работа в таких условиях усугубляет опасность воздействия электрического тока на человека. Последними исследованиями установлено, что величина сопротивления тела человека в подобных условиях значительно уменьшается. Она зависит как от продолжительности пребывания в среде с повышенной температурой, так и от температуры этой среды и интенсивности тепловых нагрузок.
В ряде случаев имеет место загрязнение кожи различными веществами, хорошо проводящими электрический ток, что снижает ее сопротивление. Люди с такой кожей подвержены большей опасности поражения электрическим током.
В отдельных производственных помещениях возникают шум и вибрации, отрицательно действующие на весь организм человека: повышается кровяное давление,
нарушается ритм дыхания. Эти факторы, а также недостатки освещения ряда производств вызывают замедление психических реакций, понижают внимание, что играет не последнюю роль в ошибочных действиях персонала и приводит к авариям и несчастным случаям, в том числе и электротравмам.
Известны ли случаи отдаленных последствий электротравмы?
Да, известны. Через продолжительное время после электротравмы наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидных желез, половых органов, отмечены различные болезни аллергической природы (крапивницы, экземы и др.), а также стойкие органические изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативноэндокринные расстройства.
Описаны случаи поздних осложнений в виде нервно-психических расстройств (шизофрения, истерия, психоневрозы, импотенция), развития катаракт спустя 3-6 месяцев после электротравм.
У электромонтеров чаще, чем у лиц других профессий, наблюдается раннее развитие артериосклероза, эндоартрита, вегетативных и других расстройств.
Таким образом, действие электрического тока не всегда проходит бесследно и нередко ведет к понижению трудоспособности, а иногда и.к хроническим заболеваниям.
