Действие электрического тока на организм человека

При кратковременном опасном воздействии электромагнитного поля на человека различают напряжение прикосновения и напряжение шага.

Напряжением прикосновения называют разность потенциалов между двумя точками электрической цепи, которых касается человек.

Напряжением шага называют напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

Прямое прикосновение - электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением.

Косвенное прикосновение - электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.

Организм человека представляет собой некую электроустановку, в которой головной мозг вырабатывает электрические импульсы (биотоки мозга), распространяющиеся по нервным тканям и управляют работой органов человеческого тела и двигательными реакциями с помощью мышечной системы. Внутренний потенциал в клетках не превышает 100 мкВ, а биотоки 40 мкА.

С точки зрения физиологического действия на организм человека различают два уровня напряжений и токов, при которых происходят существенно различающиеся явления, сопровождающие протекание тока через тело человека.

Низкий уровень – характеризуется напряжениями прикосновения до 1000В и токами менее 0,5А, которые протекают по нервным и мышечным тканям человека, вызывают болевое и раздражающее действие (электрический удар).

Высокий уровень – характеризуется напряжениями выше 1000В и токами более 0,5А. Вызывает тепловое и электролитическое разрушение структуры тканей (ожог) с образованием узкого канала, по которому протекает весь ток.

Наличие двух уровней физиологического действия напряжений прикосновения и токов явилось причиной разделения электроустановок в отношении мер безопасности на электроустановки до 1000В и электроустановки выше 1000В.

Основной вид электрической травмы – электрический удар. По степени тяжести принята следующая классификация электрических травм:

I степень – судорожное сокращение мышц (электрический удар) без потери сознания;

II степень – электрический удар и потеря сознания;

III степень – потеря сознания в результате электрического удара и нарушение сердечной деятельности и (или) дыхания;

IV степень – наступление клинической смерти в результате электрического удара.

При действии на организм человека тока высокого уровня значительный электрический ожог возникает на поверхности кожи и внутри тела вдоль канала протекания тока. При действии на организм человека тока низкого уровня возникают ожоги различной степени при плохом контакте в месте прикосновения.

Электрические знаки возникают обычно при хорошем контакте в месте прикосновения и представляют собой точки серого или желтоватого цвета на поверхности кожи. Как правило, безболезненны и лечения не требуют.

Металлизация кожи представляет собой проникновение в структуру кожи паров металла. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, не оставляя следов.

Воздействие постоянного тока на организм человека характеризуется еще и болевыми ощущениями в суставах.

Действие переменного тока промышленной частоты низкого уровня по реакциям организма при протекании тока может характеризоваться пороговыми уровнями:

- порог ощущения – величина тока, при которой 99,9% людей ощущают протекание тока ладонями рук (около 1 мА);

- порог отпускания - величина тока, при которой у 100% людей не возникает эффект «приковывания жертвы» к месту прикосновения (6 мА);

- порог неотпускания - величина тока, при которой 100% людей не смогут самостоятельно оторваться от места прикосновения (22 мА);

- порог фибрилляции сердца и остановки дыхания - величина тока, при которой может возникнуть фибрилляция сердца и остановка дыхания (при длительном протекании может быть равна неотпускающему току).

При случайном прикосновенииисход электрической травмы зависит от следующих основных факторов:

- величины напряжения прикосновения и тока через тело человека;

- рода тока (постоянный или переменный) и частоты переменного тока;

- продолжительности протекания тока по телу человека (в практике рассматриваются случаи кратковременного прикосновения до 10 секунд);

- пути протекания тока по телу человека (ладонь-ладонь, ладонь-ступни, ладони-ступни, ступня-ступня);

- условий внешней среды.

Таблица 3 . Характеристика наиболее распространенных путей прохождения тока по телу человека

Пути прохождения тока через тело человека	Частота возникновения данного пути прохождения тока, %	Доля пострадавших терявших сознание во время воздействия тока, %	Значение тока, проходящего через область сердца в % от общего тока, проходящего через тело человека
Ладонь - ладонь			3,3
Правая ладонь - ступни			6,7
Левая ладонь - ступни			3,7
Ступня - ступня		15*	0,4
Голова - ступни			6,8
Голова - ладони			7,0
Прочие			-

Таблица 4. Удельное объемное сопротивление тканей тела человека

Наименование тканей тела человека	Удельное объемное сопротивление [Ом*м]
Кожа сухая	3*103 - 2*104
Кости (без надкостницы)	103 – 2*106
Жировая ткань	30 - 60
Мышечная ткань	1,5 - 3
Кровь	1 – 2
Спинномозговая жидкость	0,5 – 0,6

Таблица 5. Наибольшие допустимые напряжения прикосновения и токи, проходящие через человека, при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки (не более 10 мин)

Род и частота тока	Наибольшие допустимые значения
U, В	I, mА
Переменный, 50Гц		0,3
Переменный, 400Гц		0,4
Постоянный		1,0

Таблица 6. Наибольшие допустимые напряжения прикосновения при аварийном режиме работы производственных электроустановок переменного тока 50 Гц напряжением выше 1000 В с эффективно заземленной нейтралью

Продолжительность воздействия тока, с	до 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	1,0 : 5,0
Наибольшее допустимое значение U, В

Таблица 7. Наибольшие допустимые напряжения прикосновения и токи, проходящие через человека, при аварийном режиме работы производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью (не более 10 с)

Род и частота тока	Нормиру-емая величина	Продолжительность воздействия, сек
0,01-0,08	0,1	0,9	1,0	>1
Переменный, 50 Гц	U, В
I, мА
Постоянный	U, В
I, мА