Действие электрического тока на человека.

Действие электрического тока на организм человека. С самого начала промышленного применения электричества изучалось воздействие электрического тока на человека и последствия этого воздействия.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, химическое, механическое и биологическое воздействие на его организм:

термическое воздействие электрического тока ведет к опасным нагревам тканей и возникновению таких травм, как ожоги, электрические знаки, металлизация кожи;

химическое воздействие электрического тока приводит к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, изменению их химического состава, наруше­нию их физиологических функций. Результатом химичес­ких изменений в клетках организма при облучении их мощным потоком ультрафиолетовых лучей электрической дуги является воспаление радужных оболочек глаз (электроофтальмия);

механическое воздействие тока проявляется в расслоении мышц, разрыве сухожилий, вывихах суставов и других по­вреждений тканей организма в результате резких, непро­извольных судорожных сокращений мышц, вызванных протеканием тока;

биологическое воздействие тока выражается в раздраже­нии живых тканей организма, рефлекторном возбуждении нервной системы и нарушении внутренних биоэлектричес­ких процессов. В результате возникают электрический удар или электрический шок.

Возможные изменения в организме человека под действием электрического тока представлены в табл.4.23.

Электротравмы при прохождении электрического тока через организм человека или воздействии электрической дуги по признаку поражения делят на электрические удары и травмы. В первом случае поражается весь организм и особенно его внутренние органы. Во втором случае происходит местное пора­жение кожи, мышц и других частей тела. В настоящее время установлено, что наиболее уязвимым органом при прохождении тока через тело человека является сердце. При малых значениях тока может возникнуть фибрилляция (беспорядочное сокращение мышц) сердца. Поэтому особенно опасен для человека электрический удар, при котором нарушаются сердечная, дыхательная и мозговая деятельность.

Степень опасности воздействия тока на организм человека за­висит от величины тока, длительности его воздействия, рода и частоты, электрического сопротивления тела человека, а также от напряжения и схемы включения тела в электрическую цепь.

Переменный ток с частотой 50 Гц более опасен по сравнению с токами иной частоты и постоянным током.

Величину электрического тока, которую начинает ощущать че­ловек, называют пороговым ощутимым током (0,6-1,5 мА переменного тока частотой 50 Гц). При воздействии переменного тока силой 15мА у человека возникают судороги, в результате которых он не в состоянии отпустить находящийся у него в руке провод. В случае поражения силой 20 - 25 мА

 

Таблица 4.23.

Действие электрического тока на организм человека

ВИДЫ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА	ВИДЫ ЭЛЕКТРОТРАВМ	Клинические прявления действия электрического тока
Термическое Электролитическое Биологическое	Местные электротравмы	Электрический ожог (60-65% от всех электротравм)	Токовый ожог (контактный)     Дуговой ожог	Ожоги I и II степени кожи в месте контакта тела с токоведущей частью. Возникают при электроустановках напряжением не выше 1-2 кВ.   Ожоги кожи Ш- IV степени; могут быть обширные ожоги с выгоранием ткани на большую глубину. Возникают при электрической дуге в сетях с напряжением выше 1-2 кВ
Электрические знаки; знаки тока; электрические метки (19-21% от всех электротравм)	Появление пятен серого или желто-серого цвета на коже в месте прикосновения к токоведущим частям; иногда электрические знаки имеют вид царапин, порезов, бородавок, мозолей
Металлизация кожи (у 10% по­страдавших).	Проникновение металлических включений в кожу в местах контакта с электрической дугой, сопровождающееся болью за счет ожога и напряжением кожного покрова.
Электроофтальмия (у 1-2% по­страдавших).	Воспаление слизистых оболочек глаз, вызываемое ультрафиолетовым излучением при возникновении электрической дуги; проявляется через 2-6 часов после воздействия и сопровождается слезотечением, светобоязнью, частичным ослеплением.
Механические повреждения (редко)	Разрывы кожи, сосудов, нервных волокон, вывихи вследствие непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока
Электрический удар	I степень II степень Ш степень	Судорожное сокращение мышц без потери сознания. Судорожное сокращение мышц с потерей сознания. Сохранено дыхание и работа сердца. Потеря сознания; нарушена деятельность сердца либо дыхания
IV степень	Клиническая смерть; отсутствие дыха­ния и работы сердца; зрачки расшире­ны, не реагируют на свет.	Прекращена работа сердца (прямое действие тока на мышцу сердца), фибрилляция мышцы сердца (совпадение действия тока с Т-фазой работы сердца). Прекращение дыхания, паралич (пря­мое или рефлекторное действие тока на мышцы грудной клетки) Электрический шок (тяжелая нервно-рефлекторная реакция, сопровождающаяся расстройством кровообращения, дыхания, обмена веществ).

 

наступает остановка дыхания. Из-за спазмы голосовых связок пострадавший не может крикнуть и позвать на помощь. Если действие тока не прекращается, то через несколько минут происходит остановка сердца и наступает смерть. В легких случаях общие проявления могут быть в виде обмороков, головокружения, общей слабости, тяжелого нервного потрясения.

 

Экспериментальные исследования (Charles F. Dalziel) зависимости «отпускающего тока» от индивидуальных качеств человека представлены на рис. 4.41. Кривая 1 характеризует экспериментальные данные для группы из 28 испытуемых женщин – среднее значение тока 10,5 мА, кривая 2 – для группы из 134 мужчин – средне значение тока 16 мА.

 

Рис.4.41. Результаты экспериментального исследования зависимости значений «отпускающего тока» от индивидуальных качеств испытуемого (1- женщины, 2 – мужчины).

 

Наименьшую вели­чину тока, при которой человек самостоятельно не может прервать контакт с токоведущими частями, называют порогом неотпускающего тока (10-15 мА).

Наименьший ток, при котором возникает фибрилляция сердца, называют пороговым фибрилляционным током (50-80мА). С увели­чением времени прохождения электрического тока через организм человека возрастает опасность тяжелого поражения, иногда при­водящая к смертельному исходу. На рис.4.42. представлена область предельно допустимых значений тока и длительность его протекания через человека с вероятностью 99,5% не вызывающих фибрилляцию сердца (А- область недопустимых значений).

Живая ткань тела человека обладает следующим удельным объемным сопротивлением при частоте тока 50 Гц: кожа сухая — 3-10³...2-10⁴; кости—10⁴...2-10⁶; жировая ткань 30...60, мышечная ткань -2-3 и кровь -1-2 Ом∙м. Анализ этих данных показывает, что основное сопротивление протеканию тока оказывает кожа человека.

 

Рис. 4.42. Графическая интерпретация зависимости предельно допустимого нефибриляционного тока (99,5%) от длительности протекания тока через тело человека (А- область недопустимых значений).

 

При неисправностях электрооборудования, нарушении правил эксплуатации может произойти загорание электроустановки, а загорании - привести к дополнительной опасности.

Электротравма возникает не только при непосредственном соприкосновении с источником тока, но и при дуговом контакте, когда человек находится вблизи установки с напряжением более 1000В, особенно в помещениях с высокой влажностью воздуха. Чем выше напряжение и продолжительнее действие, тем тяжелее поражения, вплоть до смертельного исхода.

Электрический ток вызывает в организме местные и общие изменения. Местные проявляются ожогами там, где были вход и выход электрического тока. В зависимости от его силы и напряжения, состояния человека (влажная кожа, утомление, истощение) возможны поражения различной тяжести - от потери чувствительности до глубоких ожогов. В тяжелых случаях кратерообразная рана может проникать до кости. При воздействии тока высокого напряжения возможны расслоения тканей, их разрыв, иногда полный отрыв конечности.

Местные повреждения молнией аналогичны воздействию электротока. На коже появляются пятна темно-синего цвета, напоминающие разветвление дерева ("знаки молнии"). Это связано с расширением кровеносных сосудов. Общее состояние в таких случаях, как правило, тяжелое. Может развиться паралич, немота, глухота, а также произойти остановка дыхания и сердца.

В общем случае по ГОСТ 12.1.019 степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока, электрической дуги и электромагнитных полей зависит от:

- рода и величины напряжения и тока;

- частоты электрического тока;

- пути тока через тело человека;

- продолжительности воздействия электрического тока или электромагнитного поля на организм человека;

- условий внешней среды.

 

Причины электротравматизма.

Риск поражения человека электрическим током составляет 6∙10^-6. Вероятность реализации этого события возрастает по нескольким основным причинам: неисправность, неправильное устройство или неправильная эксплуатация электрических сетей и электроустановок; допуск к работе с электроустановками необученного персонала.

Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие:

- случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

- появление напряжения на металлических частях конструкции электрооборудования из-за повреждения изоляции или других причин;

- появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди из-за ошибочного включения электроустановок;

- возникновение шагового напряжения на поверхности земли вследствие замыкания провода на землю.