Воздействия электрического тока на человека

 

Воздействия электрического тока на человека чрезвычайно разнообразны. Они зависят от множества факторов. По характеру воздействия различают:

 

термические, биологические, электролитические, химические и механические повреждения.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела;

почернением и обугливанием кожи и мягких тканей; нагревом до высокой тем- пературы органов, расположенных на пути прохождения электрического тока, кровеносных сосудов и нервных волокон, вызывающим в них функциональ- ные расстройства.

Электролитическое действие тока проявляется в разложении различных

жидкостей организма на ионы, нарушающем их свойства.

Химическое действие тока выражается в возникновении химических реак- ций в крови, лимфе, нервных волокнах с образованием новых веществ, несвой- ственных организму.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении

тканей организма, возникновении судорог, в остановке дыхания, изменении режима сердечной деятельности.

Механическое действие тока приводит к сильным сокращениям мышц,

вплоть до их разрыва, к разрывам кожи, кровеносных сосудов, переломам кос- тей, вывихам суставов, расслоению тканей.

По видам поражения различают электротравмы и электрические удары.

 

Электротравмы — это местные поражения (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия).

Токовые ожоги подразделяются на контактные и дуговые. Контактные воз- никают в месте контакта кожи с токоведущей частью электроустановки с на- пряжением не выше 2 кВ. Дуговые — в местах, где возникла электрическая ду- га, обладающая высокой температурой и большой энергией. Дуга может вы- звать обширные ожоги тела, обугливание и даже полное сгорание больших участков тела. Электрические знаки — это уплотненные участки серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся дейст- вию тока. Как правило, в месте электрического знака кожа теряет чувствитель- ность. Металлизация кожи — внедрение в верхние слои кожи мельчайших час- тиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги или заря- женных частиц электролита из электролизных ванн. Электроофтальмия — это воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей при электрической дуге. Возможно повреждение ро- говой оболочки, что особенно опасно.

Электрические удары — это общие поражения, связанные с возбуждением тканей проходящим через них током (нарушения функционирования цен-

тральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения, потеря созна-

 

ния, расстройства речи, судороги, нарушение дыхания, вплоть до остановки, мгновенная смерть).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения то- ка: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм человека вызывает ощутимое раздражение. Ощущение от протекания переменного электрического тока, как правило, начинается от значения 0,6 мА. Неотпускающим называют ток, который при прохождении через организм че- ловека вызывает непреодолимые судорожные сокращения мышц рук, ног или других частей тела, соприкасающихся с токоведущим проводником. Перемен- ный ток промышленной частоты, протекая по нервным волокнам, поглощает управляющие биотоки коры головного мозга, что приводит к возникновению эффекта «приковывания» к месту прикосновения. Человек не может самостоя- тельно оторваться от токоведущей части проводника. Фибрилляционным назы- вается ток, вызывающий при прохождении через организм человека фибрил- ляцию сердца — разновременные некоординированные сокращения отдельных мышечных волокон сердца, в конечном итоге приводящие к остановке сердца и параличу дыхания.

Степень поражения электрическим током зависит от:

 

• общего электрического сопротивления или обратного ему параметра — проводимости организма, которые зависят от индивидуальных особенно- стей тела человека;

• параметров электрической цепи (напряжение, сила и род тока, частота ко- лебаний), под действие которой попал человек;

• пути прохождения тока через тело человека;

• условий включения в электросеть;

• продолжительности воздействия;

• условий внешней среды (температура, влажность, наличие токопроводя-

щей пыли и др.).

Низкое электросопротивление организма способствует более тяжелым по- следствиям поражения электрическим током. Электросопротивление тела че- ловека снижают такие показатели, как физиологическое и психологическое состояние (утомление, алкогольное опьянение, голод, заболевание, эмоцио- нальное возбуждение).

Общее электрическое сопротивление человеческого организма суммируется из сопротивлений каждого из участков тела, расположенных на пути прохож- дения тока. Они обладают различным электросопротивлением. Наибольшее электросопротивление имеет верхний роговой слой кожи, в котором отсутству- ют нервные окончания и кровеносные сосуды. При влажной или поврежденной

 

коже электросопротивление составляет около 1000 Ом. При сухой, без повре- ждений, кожи электросопротивление многократно возрастает. Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением суще- ствует нелинейная зависимость — с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется, главным образом, нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40…45 В, в наружном слое кожи возникает значительная напряженность электрического поля, при которой полностью или частично происходит пробой наружного слоя кожи, что снижает полное сопротивление тела человека. При напряжении

127…220 Воно практически падает до значения внутреннего сопротивления те- ла. Чем длительнее процесс протекания тока, тем сопротивление кожи будет падать быстрее. Суммарное сопротивление внутренних сред тела человека не превышает нескольких сот Ом. Вкачестве расчетных значений сопротивления человеческого организма принимают 1000 Ом при напряжении 50 Ви выше. Для напряжения 36 Впринимают сопротивление 6000 Ом.

Оценка опасности прикосновения к токоведущим частям сводится к опреде-

лению силы тока, протекающего через тело человека, и сравнению его с допус- тимым значением. Тяжесть поражения человека пропорциональна силе тока, прошедшего через его тело. Ток силой более 0,05 А может быть смертельным для человека при продолжительности воздействия 0,1 с. Но ток, проходящий

 

через тело человека, зависит от напряжения, под которым оказался пострадав- ший, и суммарного электрического сопротивления цепи, в которое входит и электросопротивление тела человека.

Переменный ток более опасен, чем постоянный, однако при высоком напря-

жении (более 500 В) опаснее становится постоянный ток.

Наиболее опасен частотный диапазон переменного тока от 20 до 100 Гц. Ос- новная масса промышленного оборудования работает на частоте 50 Гц (входя- щей в этот опасный диапазон). Высокочастотные токи менее опасны. Токи вы- сокой частоты могут вызвать лишь поверхностные ожоги, так как они распро- страняются только по поверхности тела человека.

Путь электрического тока через тело человека во многом определяет степень

поражения организма. Наиболее часто в практике встречаются такие варианты

(рис. 4.1):

• человек дотрагивается двумя руками до токоведущих проводов или частей оборудования, находящихся под напряжением. Вэтом случае движение тока идет от одной руки к другой через легкие и сердце. Путь этот приня- то называть «рука—рука»;

• при прикасании одной рукой к источнику тока, стоя двумя ногами на зем- ле; путь протекания тока «рука—ноги»;

 

 

 

Рис. 4.1. Варианты путей прохождения электрического тока через тело человека:

1 — «рука—рука»; 2 — «рука—ноги»; 3 — «рука—нога»; 4 — «руки—ноги»;

5 — «нога—нога»; 6 — «голова—ноги»; 7 — «голова—рука»; 8 — «голова—но- га»

• при стекании тока на землю от неисправного электрооборудования. Земля в радиусе до 20 м получает потенциал напряжения, уменьшающийся с удалением от заземлителя. Человек, стоящий обеими ногами в этой зоне, оказывается под разностью потенциалов, так как каждая из его ног полу- чает разный потенциал напряжения, зависящий от удаленности от зазем- лителя. Врезультате возникает электрическая цепь «нога—нога», напря- жение которой называют шаговым;

• прикосновение головой к токоведущим частям может создать электриче- скую цепь, где путь тока будет: «голова—руки» или «голова—ноги». Наиболее опасными являются те варианты, в которых в зону поражения по-

падают жизненно важные оганы и системы организма — головной мозг, серд- це, легкие Это цепи: «голова—руки», «голова—ноги», «руки—ноги», «ру- ка—рука».

Так, переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 В, которые являют- ся стандартными для отечественных электрических сетей, при прохождении по пути «рука—нога» в зависимости от силы тока может оказывать различное воздействие.

Влияние силы тока на организм человека при условии его прохождения по

путям «рука—рука» и «рука—нога» представлено в табл. 4.1.

 

Т а б л и ц а 4.1