Виды действия электрического тока.

ЛЕКЦИЯ № 4

Тема лекции: Основы электробезопасности

Цель лекции: изучить механизм воздействия электрического тока на организм человека и его последствия.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

Виды действия электрического тока.

Виды поражения электрическим током.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Маньков В.Д. Безопасность жизни и деятельности. Часть III. Безопасность эксплуатации ЭУ. Учеб. пособие для военных ВУЗов. – СПб.: ВИКУ, 2000. – 355 с., ил.

2. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с.

3. Манойлов В.Е. Основы энергобезопасности. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. – 384 с.

 

Перечень наглядных пособий и технических средств:

 

1. Плакат 4.1. Классификация видов поражений электрическим током.

2. Плакат 4.2. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.

3. Плакат 4.3. Виды прикосновений человека к токоведущим частям.

4. Плакат 4.4. Характер физиологического воздействия тока в зависимости от его величины.

5. Плакат 4.5. Характерные пути тока в теле человека (петли тока).

 

Настоящей лекцией мы начинаем изучение опасности воздействия электрического тока на человека. Электрическая энергия занимает особое место среди различных видов энергии, известных в настоящее время. Эксплуатация современных устройств, в состав которых входит большое количество электроустановок (ЭУ), невозможна без электрической энергии. Однако, при неумелом обращении электрическая энергия представляет потенциальный источник смертельной опасности для людей, эксплуатирующих ЭУ, поскольку электрический ток и напряжение не имеют видимых признаков грозящей им опасности, вследствие чего они могут попасть под их воздействие неожиданно. Так, согласно статистическим данным Госкомстата СССР за период с 1952 по 1988 г.г., только в жилых зданиях страны погибло 5435 человек. На производстве от действия электрического тока гибнет 3 – 4 человека в год.

Действие электрического тока на живую ткань, в отличие от действия других материальных факторов (пара, химических веществ, излучения и т.п.), носит своеобразный и разносторонний характер.

В самом деле, проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и механическое (динамическое) действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; одновременно электрический ток оказывает биологическое действие, которое является специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.

 

Виды поражения электрическим током

 

Указанное многообразие действий электрического тока на организм нередко приводит к различным электротравмам[1], которые условно можно свести к двум видам: местным электротравмам, когда возникает местное (локальное) повреждение организма, и общим электротравмам, так называемым электрическим ударам, когда поражается (или создается угроза поражения) весь организм из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем. Примерное распределение несчастных случаев от электрического тока в промышленности по указанным видам травм: 20 % – местные электротравмы; 25 % – электрические удары; 55 % – смешанные травмы, т.е. одновременно местные электротравмы и удары[2].

Оба вида травм часто сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно. На плак.4.1 представлена классификация видов поражения электрическим током.

 

 

Местные электротравмы

Местная электротравма – ярко выраженное локальное нарушение целостности тканей тела, в том числе костных тканей, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего это поверхностные повреждения, т.е. поражения кожи, иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Опасность местных травм и сложность их лечения зависят от места, характера и степени повреждения тканей, а также от реакции организма на это повреждение. Как правило, местные травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В редких случаях (обычно при тяжелых ожогах) человек погибает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.

Характерные местные электротравмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Как указывалось, примерно 75 % случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных электротравм.

Электрический ожог – самая распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части (63 %) пострадавших от электрического тока, причем треть их (23 %) сопровождается другими травмами – знаками, металлизацией кожи и офтальмией.

Около 85 % всех электрических ожогов приходится на электромонтеров, обслуживающих действующие электроустановки.

В зависимости от условий возникновения различают два основных вида ожога: токовый (или контактный), возникающий при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью, и дуговой, обусловленный воздействием на тело человека электрической дуги. Токовый (контактный) ожог возникает в электроустановках относительно небольшого напряжения – не выше 2 кВ. При более высоких напряжениях, как правило, образуется электрическая дуга или искра, которые и обусловливают возникновение ожога другого вида – дугового.

Контактный ожог участка тела является следствием преобразования энергии электрического тока, проходящего через него, в тепловую. Поэтому такой ожог тем опаснее, чем больше величина тока, время его прохождения и электрическое сопротивление участка тела, подвергшегося воздей-ствию тока.

Поскольку при таких ожогах напряжение, приложенное к телу человека, сравнительно невелико, то ток, проходящий через человека, также невелик: доли ампера или в худшем случае несколько ампер. Однако в месте контакта тела с токоведущей частью плотность тока может достигать больших значений, так как площадь соприкосновения тела с токоведущей частью обычно невелика. Здесь же ток встречает и наибольшее сопротивление, а именно сопротивление кожи, которое во много раз больше сопротивления внутренних тканей. Поэтому максимальное количество теплоты выделяется в месте контакта проводника с кожей, а точнее, в том участке кожи, который находится в контакте с токоведущей частью.

Этим и объясняется то, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи. Лишь в редких случаях, когда через тело человека проходит большой ток, при контактном ожоге могут быть поражены и подкожные ткани.

Кроме того, тяжелые повреждения внутренних тканей могут возникнуть при контактных ожогах, вызванных токами высокой частоты. При этом кожа может иметь незначительные повреждения.

Токовые ожоги образуются примерно у 38 % пострадавших от электрического тока, в большинстве случаев они являются ожогами I и II степеней; при напряжениях выше 380 В возникают и более тяжелые ожоги – III и IV степеней. Различают следующие четыре степени ожогов: I – покраснение кожи; II – образование пузырей; III – омертвение всей толщи кожи и IV – обугливание тканей. Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.

Дуговой ожог наблюдается в электроустановках различных напряжений. При этом в установках до 6 кВ ожог является следствием случайных коротких замыканий, например при работах под напряжением на щитах и сборках до 1000 В, измерениях переносными приборами (электроизмерительными клещами) в установках выше 1000 В (до 6 кВ) и т.п.

В установках более высоких напряжений дуга возникает при случайном приближении человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние, при котором происходит пробой воздушного промежутка между ними; при повреждении изолирующих защитных средств (штанг, указателей напряжения и т.п.), которыми человек касается токоведущих частей, находящихся под напряжением; при ошибочных операциях с коммутационными аппаратами (например, при отключении разъединителя под нагрузкой с помощью штанги), когда дуга нередко перебрасывается на человека, и т.п. Во всех этих случаях возникает мощная дуга, вызывающая обширные ожоги на теле человека и обусловливающая прохождение через него больших токов – в несколько ампер и даже десятков ампер. Понятно, что в этих случаях поражения носят тяжелый характер и оканчиваются, как правило, смертью пострадавшего, причем тяжесть поражения возрастает обычно с увеличением напряжения электроустановки.

Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и даже бесследное сгорание больших участков тела или конечностей.

Из общего числа учитываемых несчастных случаев от действия электрического тока дуговые ожоги составляют примерно 25 %.

Электрические знаки, именуемые также знаками тока или электрическими метками, представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно–желтого цвета на поверхности тела человека, подвергшегося действию тока. Обычно знаки имеют круглую или овальную форму и размеры 1 – 5 мм с углублением в центре. Встречаются знаки и в виде царапин, небольших ран, бородавок, кровоизлияний в кожу, мозолей и мелкоточечной татуировки. Иногда форма знака соответствует форме участка токоведущей части, которого коснулся пострадавший, а при воздействии грозового разряда напоминает фигуру молнии.

Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. Происходит как бы омертвение верхнего слоя кожи. Поверхность знака сухая, не воспалена.

Обычно электрические знаки безболезненны и лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Эти знаки появляются примерно у 11 % пострадавших от тока.

Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Такое явление встречается при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. При этом мельчайшие брызги расплавленного металла под влиянием возникших динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру, малый запас теплоты и, как правило, не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются обычно открытые части тела – руки и лицо. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность.

Обычно с течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и эластичность, исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях и безрезультатным, т. е. пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитах и сборках, при снятии и установке предохранителей и т.п.), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем, одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застегнуты у запястьев рук.

Металлизация кожи наблюдается у 10 % пострадавших от электрического тока. В большинстве случаев одновременно с металлизацией возникает дуговой ожог, который почти всегда вызывает более тяжелые поражения, чем металлизация.

Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани; могут иметь место вывихи суставов и даже переломы костей. Разумеется, электротравмами не считаются аналогичные травмы, вызванные падением человека с высоты, ушибами о предметы и т.п. в результате воздействия тока.

Механические повреждения происходят при работе в основном в установках до 1000 В при относительно длительном нахождении человека под напряжением. Это, как правило, серьезные травмы, требующие длительного лечения. К счастью, механические повреждения возникают довольно редко – примерно у 1,0 % лиц, пострадавших от тока. Такие повреждения всегда сопутствуют электрическим ударам, поскольку их вызывает ток, проходящий через тело человека. Некоторые из них сопровождаются, кроме того, контактными ожогами тела.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и конъюнктивы (слизистой оболочки, покрывающей глазное яблоко), 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, которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия наблюдается примерно у 3 % пострадавших от тока.

Инфракрасные (тепловые) лучи также вредны для глаз, но лишь на близком расстоянии или при интенсивном и длительном облучении. В случае же кратковременной дуги основным фактором, воздействующим на глаза, являются ультрафиолетовые лучи, хотя и в этом случае не исключена опасность поражения глаз инфракрасными лучами, а также мощным потоком света и брызгами расплавленного металла.

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 частичная потеря зрения. Пострадавший испытывает головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, т.е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжелых случаях нарушается прозрачность роговой оболочки, сужается зрачок.

Обычно болезнь продолжается несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным. Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла при возникновении электрической дуги.

 

 

Электрический удар

 

Под электрическим ударом следует понимать возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, проявляющееся в непроизвольных судорожных сокращениях различных мышц тела. Появляется рассеянность, ослабевают память и внимание. Если подобных ярко выраженных заболеваний не наступает, то и в этом случае считается, что электрический удар резко ослабляет сопротивляемость организма к болезням, в первую очередь, к сердечно–сосудистым и нервным, которые могут возникнуть у человека впоследствии по другим причинам.

Электрический удар является следствием протекания тока через тело человека; при этом под угрозой поражения оказывается весь организм из–за нарушения нормальной работы различных его органов и систем, в том числе сердца, легких, центральной нервной системы и пр.

Степень отрицательного воздействия на организм электрических ударов различна. Самый слабый электрический удар вызывает едва ощутимое сокращение мышц вблизи места входа или выхода тока; в худшем случае он приводит к нарушению и даже полному прекращению деятельности легких и сердца, т.е. к гибели организма. При этом внешних местных повреждений человек может и не иметь.

В зависимости от исхода поражения электрические удары можно условно разделить на следующие пять степеней:

I – судорожное едва ощутимое сокращение мышц;

II – судорожное сокращение мышц, сопровождающееся сильными, едва переносимыми болями, без потери сознания;

III – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;

IV – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);

V – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от ряда факторов, в том числе от значения и длительности прохождения тока через его тело, рода и частоты тока, а также от индивидуальных свойств человека.

Сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через человека.

Электрический удар, даже если он не приводит к смерти, может вызвать серьезные расстройства в организме, которые проявляются сразу после воздействия тока или через несколько часов, дней и даже месяцев.

Так, в результате электрического удара, т.е. прохождения тока через тело человека, сопровождающегося непроизвольными судорожными сокращениями мышц, могут возникнуть или обостриться сердечно–сосудис-тые заболевания – аритмия сердца, стенокардия, повышение или понижение артериального давления и др., а также нервные болезни – невроз, эндокринные нарушения и пр. Нередко у пострадавших подвергшихся воздействию тока, были отмечены различные расстройства в организме, в том числе сердечно–сосудистой системы. Этим больным потребовалось длительное и сложное лечение.

Электрическим ударам подвергается обычно более 80 % пострадавших от тока из числа учитываемых случаев поражения током (т.е. с утратой трудоспособности более 3 дней). При этом большая часть их (55 %) сопровождается местными электротравмами, в первую очередь ожогами. Около 25 % случаев поражения током – это электрические удары без местных травм, хотя на теле пострадавших можно обнаружить места входа и выхода тока – весьма незначительные участки поврежденной кожи, которые за их малостью травмами не считаются.

Электрические удары являются грозной опасностью для жизни пострадавшего; они вызывают 85 – 87 % смертельных поражений (считая за 100 % все случаи со смертельным исходом от действия тока). Правда, большая часть смертельных случаев (60 – 62 %) является результатом смешанных поражений, т.е. одновременного действия электрических ударов и местных электротравм (ожогов), однако и в этих случаях смертельный исход является, как правило, следствием электрического удара.

Электрический шок – своеобразная тяжелая нервно–рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п.

При шоке непосредственно после воздействия тока наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший не реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление и т.п. Вслед за этим приходит фаза торможения и истощения нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия – угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании.

Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель человека в результате полного угасания жизненно важных функций, или выздоровление – как результат своевременного активного лечебного вмешательства.

 

Электрическим током

 

Тело человека является проводником электрического тока. Однако проводимость живой ткани в отличие от обычных проводников обусловлена не только ее физическими свойствами, но и сложнейшими биохимическими и биофизическими процессами, протекающими лишь в живой материи.

В живой ткани нет свободных электронов, и поэтому она не может быть уподоблена металлическому проводнику, электрический ток в котором представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Сопротивление тела человека является переменной величиной, имею-щей нелинейную зависимость от множества факторов, в том числе от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Большинство тканей тела человека содержит значительное количество воды (до 65 % массы). Поэтому живую ткань можно рассматривать как электролит, т.е. раствор, разлагающийся химически при прохождении по нему тока, и, таким образом, считать, что она обладает ионной проводимостью. Иначе говоря, можно полагать, что перенос электрических зарядов в живой ткани осуществляется не свободными электронами, как в металлических проводниках, а заряженными атомами или группами атомов – ионами подобно тому, как это происходит в электролитах.

Таким образом, тело человека можно рассматривать как проводник особого рода, имеющий переменное сопротивление и обладающий в какой–то мере свойствами проводников первого рода (полупроводники) и второго рода (электролиты).

При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. Однако имеется и ряд других не менее опасных факторов. Классификация факторов, влияющих на исход поражения электрическим током, представлена на плак.4.2.

Психическое состояние

 

В западноевропейской и американской литературе нередко встречаются утверждения, что психическое состояние человека в момент поражения имеет если не большее, то, по крайней мере, такое же значение для исхода поражения, как сопротивление тела человека и другие его физические данные.

Многие зарубежные авторы считают, что алкоголики, неврастеники, истерические больные, эпилептики, а также меланхолики могут погибнуть от токов, которые совершенно безопасны для здоровых людей. Строгого подтверждения выше изложеному нет.

Однако было бы неправильно полностью отрицать влияние психических факторов на исход поражения. Например, немалое значение имеет психическая подготовленность человека к возможной опасности поражения током.

Дело в том, что неожиданный электрический удар, даже при относительно небольшом напряжении, нередко приводит к тяжелым последствиям; если же человек подготовлен к удару, т.е. ожидает его, то степень опасности резко уменьшается. Имеют значение также моральное состояние в процессе выполняемой им работы, утомление и т.п.

Внимание

 

В своих опытах над животными австрийский ученый С. Еллинек выявил роль фактора внимания в исходе электротравмы. Те из животных, которые находились в спокойном состоянии и не ждали беды, погибали от малого напряжения, а те, которых дразнили палкой и при этом подавали напряжение 220 В, воспринимали удар электрического тока как удар палкой, приходили в ярость и бросались на экспериментатора. Описываемый опыт был многократно повторен и подтвержден.

Говоря о спасительном факторе внимания, можно сделать вывод, что для обороны от опасного раздражителя мобилизуются внутренние ресурсы животного, что свойственно, естественно, и человеку.

Главная особенность электротравмы в том, что напряжение нашего внимания, наша твердая воля в состоянии не только ослабить действие электрического тока, но иногда совершенно его уничтожить. «Сокрушительную силу падающей балки или взрыва нельзя ослабить мужеством и героической выдержкой, но это вполне возможно по отношению к действию электрического удара, если он наступает в период напряженного внимания… Действительно, тот, кто слышит выстрел, не видя стреляющего, может погибнуть от внезапно наступившего шока, тот же, кто смотрит на стреляющего или сам стреляет, шоку неподвержен…». Здесь имеется в виду не так называемое непроизвольное внимание, которое вызывается каким–нибудь неожиданным событием, а то внимание, которое усилием воли направляется нами на ожидаемые явления, события и раздражения.

«Фактор внимания, – писал С. Еллинек, – играет чрезвычайно большую, может быть решающую роль…» и далее: «C тем, кто находится в состоянии сосредоточенного внимания, обыкновенно ничего не случается… Он противопоставляет свое внимание, как щит, страшному моменту, который может произойти».

Квалификация человека

 

Квалификация человека также отражается на результатах воздействия тока: человек, далекий от электротехники, в случае попадания под напряжение оказывается, как правило, в более тяжелых условиях, чем опытный электротехник. Дело здесь не в «привычке» к электрическому току, ибо никакая тренировка не вырабатывает в организме иммунитета к нему, а в опыте, умении правильно оценить степень возникшей опасности и применить рациональные приемы освобождения себя от действия тока. Этим, в частности, объясняется то, что в отечественных и зарубежных правилах и нормах требования к устройству и содержанию электроустановок в общепроизводственных цехах значительно более строги, чем в электротехнических цехах, куда имеет доступ лишь квалифицированный электротехнический персонал.

С учетом указанных обстоятельств правила и меры безопасности предусматривают обязательное медицинское освидетельствование персонала, обслуживающего действующие электроустановки, как при назначении на должность, так и периодически 1 раз в 2 года. Однако, это освидетельствование преследует и другую цель – ограничить допуск к обслуживанию электроустановок людей с недостатками здоровья, которые могут мешать их производственной деятельности или послужить причиной ошибочных действий, опасных для других лиц. К таким недостаткам относятся: неразличение цветного сигнала из–за порока зрения, невозможность подать четкую команду из–за болезни горла или заикания и т.п.

Род и частота тока

Непосредственным физическим фактором поражения при электротравмах является электрический ток через тело человека. Сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение сказываются лишь в той мере, в какой они изменяют величину тока.

Токи различного рода неодинаково опасны (при прочих равных условиях) для организма. Наиболее опасным следует считать переменный ток промышленной частоты 50 – 60 Гц. Он сильно воздействует на центральную нервную систему и производит сильные сокращения мышц, которые во многих случаях удерживают человека в контакте с частями, находящимися под напряжением, лишая возможности самостоятельно освободится от ТВЧ.

По этому вопросу существует несколько теорий, но ни одна из них не отвечает высоким требованиям современной физиологической науки. Однако, грубо в приближенной форме можно объяснить это явление.

При прикосновении к ТВЧ, находящимся под напряжением, в живой клетке происходит расщепление внутриклеточного вещества на ионы, которые устремляются к внешним оболочкам клеток.

При частоте 50 Гц и близких к ней скорость ионов оказывается достаточной, чтобы за период изменения тока, пройти длину клетки. Это соответствует наибольшему возмущению в клетке и нарушению биохимических процессов в ней.

Дальнейшее повышение частоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450 – 500 кГц.

Токи частотой 450 – 500 кГц и более не могут вызвать смертельного поражения вследствие прекращения работы сердца или легких, а также других жизненно важных органов.

Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов, как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека.

Постоянный ток примерно в 4 – 5 раз безопаснее переменного частотой 50 Гц. Проходя через тело человека, он вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения по сравнению с переменным током того же значения. Лишь в момент замыкания и размыкания цепи тока человек испытывает кратковременное болезненное ощущение вследствие внезапного судорожного сокращения мышц, подобное тому, которое возникает при переменном токе примерно того же значения.

Сказанное о сравнительной опасности постоянного и переменного токов справедливо лишь для напряжений до 500 В. Считается, что при более высоких напряжениях постоянный ток становится опаснее переменного частотой 50 Гц.

Степень отрицательного воздействия тока на организм человека увеличивается так же и с ростом тока. На плак.4.2 представлена характеристика физиологического действия тока в зависимости от его величины.

Условно, различают три степени воздействия электрического тока на организм человека и три его пороговых значения: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

 

Ток, мА	Характер воздействия
Переменный ток частотой 50 – 60 Гц	Постоянный ток
0,6 – 1,5	Начало ощущения, легкое дрожание рук	Не ощущается
2 – 3	Сильное дрожание пальцев рук	Не ощущается
5 – 7	Судороги в руках	Зуд, ощущение нагрева
8 – 10	Руки с трудом, но можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук	Усиление ощущения нагрева
20 – 25	Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, затрудняется дыхание	Еще большее усиление ощущения нагрева. Незначительные сокращения мышц рук
50 – 80	Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца	Сильное ощущения нагрева. Сокращения мышц рук, судорога. Затруднение дыхания
90 – 100	Паралич дыхания. При длительности 3 с и более – паралич сердца, трепетание желудочков	Паралич дыхания
3000 и более	Паралич дыхания и сердца при воздействии дольше 0,1 с. Разрушение тканей тела теплом тока	Нет сведений

 

Плакат 4.2. Характеристика физиологического воздействия тока

в зависимости от его величины

Ощутимый ток – это такой ток, который вызывает при прохождении через человека ощутимые раздражения. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока частотой 50 Гц значением 0,5 – 1,5 мА и постоянного тока значением 5 – 7 мА. Это воздействие ограничивается при переменном токе слабым зудом и легким покалыванием, а при постоянном токе – ощущением нагрева кожи на участке, касающемся токоведущей части. Указанные значения тока являются граничными (пороговыми), с которых начинается область ощутимого воздействия.

Неотпускающий ток – это такой ток, который вызывает при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговым неотпускающим током называют наименьшее значение неотпускающего тока. Для переменного тока частотой 50 Гц оно составляет 10 – 15 мА. При этих значениях тока человек чувствует непереносимую боль, а судороги мышц руки оказываются настолько значительными, что он не в состоянии их преодолеть, т.е. не может разжать руку, в которой зажата ТВЧ. Для постоянного тока пороговое значение неотпускающего тока составляет 50 – 80 мА.

Фибрилляционный ток – это такой ток, который при прохождении через тело человека вызывает фибрилляцию сердца.

Пороговымфибрилляционным током называют наименьшее значение фибрилляционного тока.

Фибрилляция (fibrillatio) – быстрое хаотическое сокращение многих отдельных мышечных волокон сердца, в результате которого сердце теряет способность к эффективным и синхронным сокращениям. Пораженный участок сердца после этого перестает нагнетать кровь. Фибрилляция может возникнуть независимо в предсердиях или желудочках сердца. Фибрилляция предсердий (atrial fibrillation) является типичной разновидностью аритмии; проявляется учащенным и неритмичным пульсом и сердцебиением. При фибрилляции желудочков (ventricular fibrillation) сердце перестает сокращаться. Чаще всего причиной такой фибрилляции является инфаркт миокарда.

Для переменного тока частотой 50 Гц фибрилляционным является ток от 100 мА до 5 А, пороговым – 100 мА. Для постоянного тока пороговым фибрилляционным током считается ток 300 мА, верхним пределом – 5 А. Следует подчеркнуть, что эти данные справедливы при условии длительного прохождения тока через человека (не менее 2 – 3 с) по пути «рука – рука» или «рука – ноги».

Ток больше 5 А как при постоянном напряжении, так и частотой 50 Гц фибрилляцию сердца, как правило, не вызывает. При протекании такого тока происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции. Если воздействие тока было кратковременным (до 1 – 2 с) и не вызвало паралич сердца, то сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность. При большом токе, даже в случае кратковременного воздействия, наряду с остановкой сердца происходит и паралич дыхания. Причем после снятия напряжения дыхание, как правило, самостоятельно не восстанавливается, и требуется немедленная помощь пострадавшему в виде искусственного дыхания.

На исход поражения

 

Анализ несчастных случаев с людьми от воздействия электрического тока и данные опытов над животными показывают, что длительность прохождения тока через организм существенно влияет на исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, растут (накапливаются) последствия воздействия тока на организм и, наконец, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой сердечного цикла (кардиоцикла).

Рост тока с увеличением времени его действия объясняется уменьшением сопротивления тела человека.

Последствия воздействия тока на организм выражаются в нарушении функций центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей организма под влиянием выделяющейся теплоты, нарушении работы сердца и легких и т.п. Очевидно, что с увеличением времени воздействия тока эти отрицательные факторы накапливаются, а губительное влияние их на состояние организма усиливается.

Пол и возраст

У женщин, как правило, сопротивление тела меньше, чем у мужчин, а у детей – меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Объясняется это, очевидно, тем, что у одних людей кожа тоньше и нежнее, у других – толще и грубее.

Физические раздражения, возникающие неожиданно для человека болевые (уколы и удары), звуковые, световые и пр. воздействия – могут вызвать на несколько минут снижение сопротивления тела на 20 – 50 %.

Уменьшение или увеличение парциального давления кислорода в воздухе по сравнению с нормой соответственно снижает или повышает сопротивление тела человека. Следовательно, в закрытых помещениях, где парциальное давление кислорода, как правило, меньше, опасность поражения током при прочих равных условиях выше, чем на открытом воздухе.

Повышенная температура окружающего воздуха (30 – 45 °С) или тепловое облучение человека вызывают некоторое понижение сопротивления тела, даже если человек в этих условиях находится кратковременно (несколько минут) и у него не наблюдается усиления потовыделения. Одной из причин этого может быть усиление снабжения сосудов кожи кровью в результате их расширения, что является ответной реакцией организма на тепловое воздействие.