Воздействие электрического тока на организм человека

5.7.1. Воздействие электрического тока

Проходя через тело человека, ток оказывает терми­ческое, электролитическое, механическое и биологиче­ское воздействие.

Термическое воздействие проявля­ется ожогами отдельных участков тела, нагревом кро­веносных сосудов, нервов и других тканей, вызывая в них существенные функциональные расстройства. Электролитическое воздействие выражается в разложе­нии биологических жидкостей, в том числе крови, в ре­зультате чего нарушается их физико-химический состав. Механическое воздействие приводит к расслоению, раз­рыву тканей организма в результате электродинамиче­ского эффекта, а также взрывоподобного образования пара, образующегося при вскипании биологических жидкостей под действием тока. Биологическое воздейст­вие проявляется раздражением и возбуждением тканей организма, нарушением жизненно важных биологиче­ских процессов, в результате чего возможны остановка сердца и прекращение дыхания. Внешний ток может подавить весьма малые биотоки, протекающие в теле человека, и тем самым вызвать серьезные расстройства в организме вплоть до его гибели.

Рассмотренные воздействия тока на организм часто приводят к электротравмам, которые условно разделя­ют на общие (электрические удары) и местные, причем часто они возникают одновременно, образуя смешанные электропоражения.

Под электрическим ударом понимают возбуждение тканей организма проходящим через него током, про­являющееся в виде судорог мышц тела. Тяжесть послед­ствий такого воздействия различна: от слабого сокраще­ния мышц в местах входа и выхода тока до существенных нарушений, в том числе прекращения функционирова­ния сердца и легких. Даже при несмертельной электротравме электрокардиограмма пострадавшего несет на себе признаки коронарной недостаточности, а морфо­логические исследования в ряде случаев показывают наличие инфаркта миокарда. Нередко у пострадавших наблюдаются отдаленные (от 10 дней до 2 лет и более после травмы) последствия электроударов: заболевания щитовидной железы, половых органов, раннее появле­ние артериосклероза, развитие диабета, сердечно-сосу­дистых, вегетативно-эндокринных и нервно-психиче­ских расстройств.

К местным электротравмам относятся электриче­ские ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги возникают примерно у двух третей пострадавших вследствие перехода в тепловую энергию электрической энергии тока, проходящего через тело человека при его контакте с токоведущими частями, а также от воздействия электрической дуги или искры, образующихся при коротких замыканиях или приближе­нии человека на недопустимо близкое расстояние к час­тям, находящимся под высоким напряжением.

Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении и разбрызгивании в случае образования электрической дуги. Металл может проникнуть в кожу также вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Эта травма наблюдается приблизительно у каждого десятого пострадавшего. С течением времени пораженный участок кожи приобретает нормальный вид и эластичность. Однако при поражении глаз лечение может оказаться сложным, иногда и безрезультатным — наступает слепота.

Электрические знаки — это пятна серого или бледно - желтого цвета, образующиеся на коже при прохождении тока. Происходит как бы омертвление верхнего слоя пораженного участка кожи и ее затвердевание подобно мозоли. Обычно электрические знаки безболезненны и при лечении бесследно исчезают. Встречается этот вид травм приблизительно у 11‒20 % пострадавших.

Механические повреждения тканей и органов тела че­ловека наблюдаются довольно редко и происходят в результате судорожных сокращений мышц под действием тока. Последствия травмирования иногда очень тяже­лые: разрывы сухожилий, кровеносных сосудов, выви­хи суставов и переломы костей.

Электроофтальмия (воспаление наружных оболочек глаз) возникает в результате воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги. Характерные проявления болезни: слезотечение, частичное ослепле­ние и светобоязнь; боль в глазах продолжается обычно несколько дней.

В результате статистической обработки многочисленных и весьма различных данных, полученных на основе анализа несчастных случаев, результатов опытов на животных и людях, была получена усредненная зависимость характера воздействия от значения постоянного и переменного тока, проходящего через человека по пути «рука-рука» и «рука-ноги» (табл. 7) [19, 20].

Таблица 7

Воздействие тока на человека

Ток, мА	Переменный (50‒60 Гц)	Постоянный
0,5‒1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук	Ощущение отсутствует
2,0‒2,5	Начало ощущения боли и усиление дрожания пальцев	Ощущение отсутствует
5,0‒7,0	Легкие судороги в руках, усиление болевых ощущений	Ощущение нагрева. Зуд
8,0‒10,0	Сильные боли, судороги в руках, трудно, но еще можно оторваться от электродов	Усиление ощущения нагрева
20,0‒25,0	Очень сильные судороги и боли, руки невозможно оторвать от электродов. Затруднение дыхания	Слабые сокращения мышц рук, усиление нагрева
50,0‒80,0	Паралич дыхания	Судороги рук, затруднение дыхания, сильное ощущение нагрева
90,0‒100,0	Фибрилляция сердца при воздействии тока продолжительностью 1…3 с и более. Остановка сердца	Паралич дыхания
300,0	Фибрилляция сердца при меньшей длительности воздействия	Фибрилляция сердца через 1…3 с, паралич дыхания

5.7.2. Основные причины электротравматизма

Отметим следующие причины поражения электрическим током:

- прикосновение к неизолированным токоведущим частям (проводам, клеммам, шинам и т.п.), при котором возникает напряжение прикосновения;

- появление напряжения на частях установок и машин, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации (корпуса, пульты и др.), что чаще всего происходит вследствие повреждения изоляции;

- образование электрической дуги между токоведущей частью и человеком, что возможно в электрических установках напряжением 1 кВ;

- воздействие напряжения шага;

- несогласованные и ошибочные действия персонала, отсутствие надзора за электроустановками под напряжением и ряд других организационных причин.

Важными факторами, влияющими на результат воздействия электрического тока на человека, являются: род тока, частота; путь прохождения тока; время его действия; температура и влажность воздуха; состояние кожных покровов человека и др.

В общем случае при напряжении до 500 В переменный ток опаснее постоянного, а при напряжении более 500 В опаснее постоянный ток. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц. Уменьшение частоты снижают опасность его воздействия.

Путь прохождения тока многовариантен. Наиболее опасное воздействие наблюдается в случаях, когда ток проходит через сердце или мозг.

Увеличение времени прохождения тока повышает опасность смертельного поражения. Длительные судороги мышц могут привести к остановке дыхания и сердца.

Сопротивление тела человека во многом зависит от сопротивления его кожных покровов. Если кожа увлажнена, то ее значение сопротивления значительно уменьшается, достигая значений 650‒1000 Ом и приближаясь к внутреннему сопротивлению, равному от 650‒800 Ом.

Опасность поражения человека электрическим током зависит от состояния и вида помещения, где применяются все эти электрические сети и электроустановки. По опасности поражения током различают:

- помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;

- помещения с повышенной опасностью, характеризуется наличием одного или следующих условий:

· cырости (относительная влажность превышает 75%) или токопроводящей пыли;

· токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные и т.п.);

· высокой температуры, постоянной или периодической, превышающей +35 градусов;

· возможности одновременного прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования, и к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей;

- помещения особо опасные, характеризующиеся одним из следующих признаков:

· особой сыростью (влажность близка к 100%);

· химически активной или органической средой, разрушающей изоляцию и токоведущую часть электрооборудования;

· наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности; к таким помещениям относится большая часть производственных помещений;

- территория размещения наружных электроустановок, которая по опасности поражения током приравнивается к особо опасным помещениям.

Опасность поражения человека электрическим током наступает вследствие:

- напряжения шага, которое равно напряжению между точками земли, обусловленному растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека; численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека; поле потенциалов на поверхности земли может возникнуть, например, при замыкании провода ЛЭП на землю в результате его обрыва, при стекании тока с заземлителя при ударе молнии и т.п.;

- прикосновения к неизолированным токоведущим частям (прямое прикосновение) или прикосновение к части электрического оборудования, которое находится под напряжением вследствие повреждения изоляции (косвенное прикосновение), когда человек находится в контакте с потенциалом земли и другой проводящей частью оборудования иного потенциала;

- образования электрической дуги между токоведущей частью установки и человеком, что возможно в электрических установках напряжением свыше 1000 В.

Опасность поражения электрическим током наступает главным образом при прямом или косвенном прикосновении к частям, находящимся под напряжением. Под прямым понимается прикосновение к неизолированным токоведущим частям, когда человек одновременно находится в контакте с землей или другой токоведущей частью отличного потенциала; под косвенным – прикосновение к частям оборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции, когда человек находится в контакте с землей или с другой проводящей частью отличного потенциала.