Влияние электрического тока на организм человека. Действие электрического тока на организм человека: особенности и интересные факты

Деловая игра №8

ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ДО ВРАЧЕБНОЙ ПОМОЩИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.

Теоретические знания, необходимые для выполнения деловой игры № 8.

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. ВИДЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.

Широкое использование электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства увеличивает число людей, которые эксплуатируют электрооборудование. Поэтому проблема электробезопасности при эксплуатации электрооборудования приобретает особое значение.

Анализ несчастных случаев в промышленности свидетельствует о том, что количество травм, вызванных действием электричества, сравнительно небольшое и составляет 0,5-1% от общего количества несчастных случаев. Однако следует отметить, что из общего количества несчастных случаев со смертельным исходом на производстве 20-40%, случается вследствие поражения элекротоком, что больше, чем вследствие действия других причин, причем около 80% смертельных поражений электрическим током происходит в электроустановке напряжением до 1000 В . Значительно распространенны такие электроустановки, и их обслуживают практически все лица, которые работают в промышленности, а электроустановки напряжением более 1000 В обслуживают малочисленным высококвалифици-рованным персоналом.

Электротравма - это травма, вызванная действием электрического тока или электрической дуги.

Электротравмы разделяются на два вида :

Элекротравмы, которые происходят при прохождении тока через тело века,

Электротравмы, появление которых не связано с прохождением тока через тело человека. Поражение человека во этом случае связывается с ожогами, ослеплением электрической дугой, падением, и как следствие - существенными механическими повреждениями.

Виды воздействия электротока на человека:

Термическое воздействие тока

Ожоги отдельных участков тела,

Нагревание до высокой температуры кровеносных сосудов,нервов, сердца, мозга и других органов, которые находятся на пути тока, вызывающего в них существенные функциональные нарушения.

Электролитическое воздействие тока характеризуется распадом органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными изменениями их физико-химического состава.
Механическое (динамическое) действие - это расслоение, разрывы и другие подобные повреждения тканей организма, в том числе мышц, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани вследствие электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегрева током жидкости и крови.
Биологическое воздействие тока проявляется путем раздражения и возбуждения живых тканей организма, а также вследствие нарушения внутренних биологических процессов, происходящих в организме, которые тесно связанны с его жизненными функциями.

Виды электрических травм:

Местные электротравмы, которые вызывают местное повреждение организма;

Общие электротравмы (электрические удары), когда поражается (или возникает угроза поражения) весь организм вследствие нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.

Ø Местная электротравма - ярко выраженное нарушение целостности тканей тела, в том числе костей, вызванное влиянием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего - это поверхности повреждения, то есть повреждения кожи, а иногда и других мягких ткан связок и костей. Местные электротравмы вылечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Однако при тяжелых ожогах человек умирает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные местные электротравмы:

Ø электрические ожоги, это повреждение поверхности тела воздействием электрической дуги или больших токов, которые проходят через тело человека.

Ø электрические знаки, это четко выраженная метка диаметром 1-5 мм серого или бледно-желтого цвета, которая появляется на поверхности кожи человека в месте прохождения тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны (верхний слой кожи сходит, а пораженное место приобретает начальный цвет, восстанавливается пластичность и чувствительность).

Ø Электрометализация - проникновение в кожу частичек металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока. Она может произойти при коротких замыканиях, отключениях напряжения разъедиинителями и рубильниками под нагрузкой. При этом мелкие частички расплавленного металла под влиянием динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру при малом запасе теплоты, и поэтому не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются открытые части тела: руки и лицо. При повреждении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги, должны выполняться в защитных очках.

Ø Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких судорожных сокращений мышц под влиянием тока, который проходит через тело человека. Вследствие этого могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, и даже переломы костей. Механические повреждения имеют место при работе в установках напряжением до 1000 В при длительном нахождении человека под напряжением.

Ø Электроофтальмия - это воспаление внешних оболочек глаз, которое возникает под влиянием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (при коротком замыкании).

Электроофтальмия развивается через 4-8 часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснения и воспаления кожи, слизистых оболочек век, слезы, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичная потеря зрения. Пострадавший ощущает головную боль и резкую боль в глазах, которая усиливается на свете. Предотвращение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычным стеклом, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей, и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла.

Ø Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма электрическим током, которое сопровождается судорожным сокращением мышц. Такой удар может привести к нарушению и даже полному прекращению работы легких и сердца. При этом внешних местных повреждений, то есть электрических травм, человек может и не иметь.

В зависимости от тяжести поражения электрические удары можно условно разделить на 5 степеней:

I - судорожные едва ощутимые сокращения мышц;

II - судорожные сокращения мышц, которые сопровождают сильной еле переносимой болью без потери сознания;

III - судорожное сокращения мышц с потерей сознания, с сохранением дыхания и работы сердца;

IV - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхаш

V - клиническая смерть, то есть остановка работы сердца и легких.

Приблизительно 75% случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных електротравм.

2. ПРИЧИНЫ ЛЕТАЛЬНЫХ ИСХОДОВ ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА .

Причинами смерти от электрического тока могут быть :

Прекращен работы сердца,

Остановка дыхания

Электрический шок.

Одновременное действие двух или даже трех этих причин.

Прекращение сердечной деятельности от электрического тока наиболее опасно, поскольку вернуть пострадавшего к жизни в этом случае является, как правило, более сложным заданием, нежели при остановке дыхания или при шоке.

Влияние тока на мышцу сердца может быть:

Прямым, когда ток проходит непосредственно в области сердца,

Рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или его фибрилляция. При поражении током фибрилляция сердца наступает значительно чаще, чем его полная остановка.

Фибрилляция сердца - хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца мои наступить вследствие прохождения через тело человека по пути рука-рука, или рука-ноги переменного тока силой более 50 мА частотой 50 Гц в течение нескольких секунд.

При фибрилляции сердца , которая возникает вследствие кратковременного действия тока, дыхание может еще продолжаться 2-3 мин. Поскольку вместе с кровообращением прекращается и снабжение организма кислородом, у человека наступает быстрое резкое ухудшение общего состояния и дыхание прекращается. Фибрилляция продолжается какое-то время и завершается полной остановкой сердца. Наступает клиническая смерть.

Прекращение дыхания происходит вследствие непосредственного влияния тока на мышцы грудной клетки, которые участвуют в процессе дыхания. Человек начинает ощущать затруднение дыхания вследствие судорожного сокращения мышц уже при токе 20-25 мА частотой 50 Гц. При большем значении силы тока это действие усиливается. В случае длительного прохождения тока у человека наступает асфикция - болезненное состояние вследствие недостатка кислорода и излишка углекислоты в организме. При асфикции постепенно теряется сознание, чувствительность, рефлексы, потом прекращается дыхание, а спустя некоторое время останавливается сердце или возникает его фибрилляция, то есть наступает клиническая смерть.

Прекращение сердечной деятельности в этом случае обусловлено не только родственным влиянием тока на сердце, но и прекращением снабжения организма кислородом, в том числе и клеток сердечной мышцы из-за остановки дыхания.

Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма из-за раздражения электрическим током, которая сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обменаа веществ. Шоковое состояние продолжается от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить гибель человека вследствие полного угасания жизненно важных функций, или выздоравливание - вследствие своевременного активного врачебного вмешательства.

Причины электротравм можно сгруппировать по следующим факторам :

1. Прикосновение к токоведущим частям под напряжением вследствие несоблюдения правил безопасности, дефектов конструкции и монтажа электрооборудования;

2. Прикосновение к нетоковедущим частям, которые случайно оказались под напряжением (повреждение изоляции, замыкание проводов);

3. Ошибочная подача напряжения в установку, где работают люди;

4. Отсутствие надежных защитных средств.

3. ПЕРВАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ТОКОМ ЧЕЛОВЕКА.

Первая медицинская помощь - это комплекс мероприятий, направлен на восстановление или сохранение здоровья потерпевших, осуществляемых немедицинскими работниками (взаимопомощь) или самим пострадавшим (самопомощь).

Поражение электричеством является следствием того, что организм человека контактировал с источником напряжения.

Если дотронуться до проводника, находящегося под напряжением, человек превращается в часть электросети, по которой происходит протекание электрического тока.

Не секрет, что в человеческом организме много жидкости и солей. А это – отличный проводник тока. Потому электричество, может воздействовать на него. Длительное по времени и интенсивное по силе тока воздействие на организм человека может привести к его гибели.

Как может электрический ток влиять на наш организм?

Исход, к которому приведёт действие электричества на человеческий организм, зависит от многих обстоятельств. На него влияет:

1) величина (сила тока, напряжение) и род электричества (переменный ток опаснее постоянного);

2) длительность действия (чем больше времени ток действует на человека, тем более тяжёлым может быть исход);

3) путь протекания (самый опасный - ток, который проходит через спинной и головной мозг, сердце и органы дыхания);

4) психологическое и физическое состояние потерпевшего на момент воздействия. У нашего организма есть некое сопротивление. Оно напрямую зависит от нашего состояния.

Действие постоянного тока быстрее, чем переменного. Но переменный несёт большую опасность, даже если напряжение небольшое, а частота низкая. Ткани сопротивляются переменному току меньше, чем постоянному.

Переменный ток 100-150 V может сильно влиять на человека, вплоть до смертельного поражения. Переменный ток 500 V опаснее постоянного с таким же напряжением. Но постоянный ток выше 500 V несёт большую опасность, чем переменный. Последний с частотой 40-60 периодов за секунду несёт наибольшую угрозу человеческой жизни. Если увеличить частоту периодов – уменьшится вредное действие электричества. Высокочастотный ток применяется в лечебных целях (ток д"Арсонваля).

Проходя через человеческий организм, ток оказывает такие виды воздействий :

Биологическое.
Электролитическое.
Термическое.

Первое нарушает нормальную работу мышечной системы. Мышцы судорожно сокращаются. Может быть огромная опасность для органов дыхания и кровообращения (сердца, лёгких). Они могут перестать нормально функционировать, возможно абсолютное прекращение их функционирования.

При электролитическом действии расщепляется кровь и прочая органическая жидкость в тканях, происходят значительные физические и химические изменения в составе.

Во время термического действия на теле появляются ожоги разной формы. Кровеносные сосуды перегреваются, функциональность внутренних органов нарушается.

Главные факторы поражения, возникающие благодаря действию тока на организм человека

Электрическая травма является местным повреждением ткани организма из-за действия тока или электрической дуги. Сюда входит электрический ожог, металлизация кожи, электрический знак, механическое повреждение.

Самая распространённая электротравма – электрический ожог. 60% всех происшествий, когда происходит поражение током. Электрический ожог бывает дуговой и токовой.

Электрический знак проявляется на коже пострадавшего, который был под воздействием тока, в форме овального пятна бледно-жёлтого либо серого оттенка. Обычно такой знак не болит, затвердевает, как и мозоль. Омертвевшие слои кожи постепенно сходят сами.

Металлизацию кожи вызывает проникновение в верхний кожный слой маленьких частичек металла, оплавившегося из-за электрической дуги. Место поражения болит, становится жёстким. Кожа становится тёмного металлического оттенка.

Механическое повреждение проявляется, когда из-за тока мышцы начинают непроизвольно судорожно сокращаться. Кожа, нервные ткани и кровеносные сосуды могут разорваться.

Но самым опасным является электрический удар. Живые ткани организма возбуждаются от тока. В это время мышцы судорожно сокращаются.

Четыре степени действия тока на человеческий организм :

I – мышцы судорожно сокращаются, человек не теряет сознания;

II – мышцы судорожно сокращаются, потерпевший теряет сознание, сердце и органы дыхания работают;

III – дыхание отсутствует, нарушается работа сердца;

IV – наступает клиническая смерть, дыхания нет, сердце останавливается.

Что влияет на степень тяжести электротравмы?

Индивидуальные качества человека очень влияют на результат электротравмы. Здоровый и крепкий физически человек легче переносит действие тока по сравнению с тем, у кого имеются разные заболевания. Но не только физическое, а и психическое здоровье потерпевшего имеет значение в момент получения электротравмы. Человек с нервным заболеванием, болезнью сердца, органов внутренней секреции, туберкулёзом и так далее, а также пострадавший с переутомлением, усталостью, в алкогольном опьянении имеет больше шансов получить тяжёлую электротравму. Поэтому электроустановки обслуживаются лицами, которые прошли специальные курсы и медицинский осмотр.

Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током. Сопротивление тела человека.

Электрические установки представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации не исключены случаи прикосновения к частям находящимся под напряжением.

Особенностью поражения электрическим током является:

отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука-ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.

тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12-16 % всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.

токи промышленной частоты 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т. е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.

воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.

специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.

Воздействия тока на организм человека

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.

Тепловое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей; биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма.

Любое из перечисленных воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009-76).

Виды поражения электрическим током

На практике электротравмы условно разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).

Общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению всего организма.

Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током

К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.

Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.

Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6-1,5 мА и постоянного тока силой 5-7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.

В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15-80 мА.

При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.

Путь тока.

Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути "рука-рука" или "рука-ноги". Однако он может протекать и по другим путям, например, "голова-ноги", "спина-руки", "нога-нога" и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути "нога-нога" через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути "рука-рука" - 3,3 %. Сила неотпускающего тока по пути "рука-рука" приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути "правая рука-ноги".

Род тока

Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза.

Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц - почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности.

Окружающая среда.

Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности.

Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.

Электрическое сопротивление тела человека

Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,

Iч = Uпр / zт

На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.

Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой

где ω = 2nf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц.

Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2

Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.

Протекая через тело человека, электрический ток вызывает тепловое, электрохимическое и биологическое действия.

Тепловое действие тока проявляется в нагреве и ожогах отдельных участков тела; электрохимическое в разложении крови и других органических жидкостей; биологическое действие тока связано с раздражением и возбуждением живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц легких и мышцы сердца, и может вызвать прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

Указанные действия тока могут привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

К электрическим травмамотносятся электрические ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Причиной электрических ожогов может быть действие электрической дуги (дуговой ожог) или прохождение тока через тело человека в результате контакта его с токоведущей частью (токовый ожог). Токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью вследствие преобразования электрической энергии в тепловую. Так как кожа человека обладает во много раз большим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Токовые ожоги возникают в электроустановках, главным образом, напряжением до 1000 В.

Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, которая создается при разряде в случае приближения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением выше 1000 В, или при коротких замыканиях в электроустановках

напряжением до 1000 В. Электрическая дуга, обладающая высокой температурой, может вызвать обширные ожоги тела и привести к смертельным случаям.

Электрические знаки, именуемые также знаками тока или электрическими метками, представляют собой омертвевшие пятна на коже человека, подвергшегося действию тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и поддаются лечению.

Электрометаллизация кожи обусловлена проникновением в верхние ее слои мельчайших частичек металла, расплавившихся под действием электрической дуги. Впоследствии поврежденный участок восстанавливается и приобретает нормальный вид, исчезают болезненные ощущения. Весьма опасными могут быть случаи поражения глаз, нередко приводящие к потере зрения. Поэтому работы, при которых возможны подобные случаи, 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.

Нередко одновременно с металлизацией кожи возможен ожог электрической дугой.

Электроофтальмия воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия потока ультрафиолетовых лучей. Подобное облучение возможно при возникновении электрической дуги, например, при коротких замыканиях, которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением специальных защитных очков, которые одновременно защищают глаза от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока. Это может привести к падению с высоты, вывихам суставов, переломам и т. д.

Электрические удары относятся к виду поражений, которые имеют место при воздействии малых токов (порядка нескольких сотен миллиампер) и напряжения до 1000 В. При электрических ударах исход воздействия тока на человека может быть различным от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев до смертельного поражения, связанного с прекращением работы сердца или органов дыхания.

Степень поражения током при электрических ударах характеризуется его пороговым значением. Характерными являются следующие токи: пороговый ощутимый, пороговый неотпускающий, пороговый фибрилляционный.

Пороговый ощутимый ток наименьшее значение ощутимого тока, вызывающего при прохождении через организм человека ощутимые раздражения.

Пороговый неотпускающий ток наименьшее значение неотпускающего тока, вызывающего при прохождения через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.

Пороговый фибрилляционный ток наименьшее значение фиб- рилляционного тока, вызывающего при прохождении через организм фибрилляцию сердца.

Как будет показано ниже, ток, протекающий через человека, колеблется в широких пределах и зависит от многочисленных трудноучитываемых физических и физиологических явлений. В отличие от прошлых лет в настоящее время в технике электробезопасности преобладает мнение о нецелесообразности нормирования в промышленности и в быту опасных и безопасных пороговых значений напряжения и тока.

Таблица 1. Характер воздействия электрического тока на организм человека


Значение тока, мА	Переменный ток, 50 Гц	Постоянный ток
	Начало ощущения слабый зуд, пощипывание кожи под электродами	Не ощущается
	Ощущение тока распространяется. и на запястье руки, слегка сводит руку	Не ощущается
	Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаясь судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья. Руки, как правило, можно оторвать от электродов	Начало ощущения впечатление нагрева кожи под электродом
	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов	Усиление ощущения нагрева
	Едва переносимые боли во всей руке. Во многих случаях руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются	Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в прилегающих областях кожи
	Руки парализуются мгновенно, оторвать от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено	Еще большее усиление ощущения нагрева кожи. Незначительные сокращения МЫШЦ РУК
	Очень сильная боль в руках и в груди. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания	Ощущения сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц рук
	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца	Ощущения очень сильного нагрева, сильные боли во всей области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов
	Фибрилляция сердца через 23 с, еще через несколько секунд паралич сердца	Паралич дыхания при длительном протекании тока
	То же действие за меньшее время	Фибрилляция сердца через 23 с, еще через несколько секунд паралич дыхания
	Дыхание парализуется немедленно через дали секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает. Возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожога, разрушение тканей	Усиление ощущения нагрева

Основные факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током, следующие.

Путь тока в теле человека.

Путь тока в теле человека по-разному влияет на поражение. С некоторых пор этому вопросу стали придавать большое значение, так как анализ несчастных случаев позволил установить зависимость их от вида так называемой петли тока, т. е. от пути тока через тело человека. Наиболее часто встречаются следующие четыре петли: правая рука ноги, левая рука ноги, рука рука, нога нога. В большинстве случаев цепь тока возникает по пути правая рука ноги. Наиболее распространенным и, как правило, сопровождающимся тяжелыми повреждениями является путь тока (петля тока) рука рука, когда ток проходит через жизненно важные органы, в частности через сердце.

Как показывают анализы несчастных случаев, примерно 55% всех электрических ударов происходят по двум основным путям: от руки или рук к ногам и от одной руки к другой руке. Однако смертельные поражения составляют половину от приведенной цифры несчастных случаев.

Опасность определяется не тем, протекает или не протекает ток через область сердца, а тем, каким участком тела касается человек токоведущих частей. Наиболее уязвимыми местами человеческого тела являются тыльная часть кисти, шея, висок; передняя часть ноги, плечо. Образование электрической цепи через уязвимые места приводит к смертельным исходам даже при очень малых токах и напряжениях.

Электрическое сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление цепи, по которой проходит ток через тело человека, состоит из электрического сопротивления проводов активного и индуктивного; электрического сопротивления машин, аппаратов или приборов, оказавшихся последовательно включенными с телом человека; электрического сопротивления переходного контакта между токоведущими частями оборудования, которых коснулся человек; собственного электрического сопротивления тела человека.

Сопротивление тела человека представляет собой сложный комплекс биофизических, биохимических и других явлений. Его принято делить на две части: сопротивление кожи и кровеносных сосудов и сопротивление нервов. Верхний слой кожи обладает заметным сопротивлением по сравнению с сопротивлением внутренних органов. Наличие в коже потовых желез сильно изменяет ее электрическое сопротивление. Сопротивление нервов очень мало. Именно эта составляющая общего сопротивления играет наиболее существенную роль в токовой проводимости, а стало быть, и в исходе электротравмы. На электрическое сопротивление живого организма оказывает влияние большое число факторов. Существенное значение при этом имеет состояние кожи: повреждения рогового слоя (поры, царапины, ссадины и другие микротравмы); увлажнение водой или потом; загрязнение различными веществами и в особенности хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, окалина и т. п.).

Сопротивление тела человека, т. е. сопротивление между двумя электродами, наложенными на поверхность тела, можно условно считать состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений: двух сопротивлений наружного (рогового) слоя кожи и одного, называемого внутренним сопротивлением тела, которое включает сопротивление внутреннего слоя кожи и сопротивление внутренних тканей тела. В целом указанные сопротивления имеют активную и емкостную составляющие.

При практических расчетах необходимо знать и оценивать численные значения сопротивления электрической цепи человека между двумя электродами, наложенными на тело. Род тока и напряжение. Исследования (см. табл. 1), практика эксплуатации электроустановок показывают, что постоянный ток по сравнению с переменным тех же значений менее опасен для человека. Объясняется это в первую очередь тем, что из-за наличия емкостной составляющей в электрическом сопротивлении тела человека плотность тока, а следовательно, и напряженность поля в тканях будут при равных напряжениях в случае поражения переменным током больше, чем при поражении постоянным. Сказывается также то существенное обстоятельство, что при переменном токе поражающее амплитудное напряжение может быть в 1,4 раза больше действующего напряжения. И наконец, вероятность образования электрической цепи через уязвимые места при переменном токе больше, чем при постоянном, ибо сети переменного тока охватывают несравненно большее число установок, к тому же самых различных, тогда как сети постоянного тока имеют более ограниченные и специализированные применения.

Сказанное об относительной опасности поражения постоянным и переменным токами справедливо лишь для небольших напряжений порядка 250 - 300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный с частотой 50 ГЦ, из-за возможности отброса пострадавшего от токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением, что крайне редко наблюдается при аналогичных поражениях переменным током. Отброшенный может получить механическую травму, в результате которой (например, при падении) не исключен и смертельный исход.

В целом следует отметить, что вопрос о сравнительной опасности для человека переменного и постоянного тока нуждается в дальнейшем изучении, что позволит расширить наши представления о биофизике электротравмы.

Напряжение, приложенное к электрической цепи, приводит к преобразованию электрических явлений в другие явления, воздействие которых на организм человека и вызывает непосредственно тот или иной исход поражения. Сложилось и существует мнение, что исход поражения электрическим током зависит от напряжения сети: чем выше это напряжение, тем опаснее последствия электротравмы. В статистических отчетностях учет электро-травм ведется с подразделением по значениям напряжения сети. По этому же признаку анализируются данные и классифицируются элекгротравмы, проводятся исследования, эксперименты. Между тем такое изучение электротравмы далеко не всегда дает правильное представление об этом поражающем факторе.

Действующие у нас Правила делят все установки по напряжению ниже и выше 1000 В. В установках напряжением выше 1000 В основной причиной смертельных поражений являются ожоги, вызванные прохождением электрического тока. В установках ниже 1000 В основная причина поражения связана с непосредственным действием тока. Статистика показывает, что электротравмы со смертельным исходом имеют место преимущественно в установках до 1000 В.

Смертельные поражения бывают и при малых напряжениях (65, 36, 24, 12 В). Их анализ показывает, что они обусловлены не только фибрилляционным током, который нельзя получить при этих напряжениях. Поражения от 12 до 65 В могут привести к смертельному исходу лишь при особых обстоятельствах, например, если электрическая цепь возникает через уязвимые к току места, если неблагоприятны условия внешней среды. Возможны также и другие причины смертельного исхода, пока еще недостаточно изученные.

Суммируя сказанное в отношении отсутствия прямой зависимости между исходом поражения и напряжением, током, констатируем, что невозможно с высокой точностью нормировать в промышленности (и в быту) опасные и безопасные пороговые значения тока и напряжения.

Длительность существования электрической цепи через тело человека.

Исход поражения электрическим током связан с фактором времени. При анализе несчастных случаев этому параметру уделяется большое внимание, особенно если учесть наличие противоречий в оценке опасного (и безопасного) времени прохождения тока через человека. С одной стороны, наблюдаются поражения с тяжелым исходом даже при небольших токах и очень малой длительности прохождения тока через человека (доли секунды), с другой случаи с благоприятным исходом (исключая ожоги) при длительности поражения в несколько секунд и более.

Из-за приведенных противоречий не представляется возможным строго обосновать зависимость исхода поражения от продолжительности существования электрической цепи.

Влияние частоты

Из приведенной выше формулы полного сопротивления тела человека следует, что с увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается, что ведет к увеличению тока и повышению опасности поражения. Однако практика показывает, что этот вывод справедлив лишь в пределах определенных частот. Долгое время считалось, что в области низких частот наибольшей опасностью обладает 50-периодный ток. При дальнейшем повышении частоты в пределах 50 - 400 Гц ток сохраняет примерно одинаковые значения. Дальнейшее повышение частоты снижает опасность поражения. Но вредно или не вредно это для организма человека, утвердительного ответа пока не существует.

Отмечается сравнительная опасность для человека выпрямленного тока. Наличие в нем частотных составляющих утяжеляет исход электротравмы. Пока это малоизученный раздел электробезопасности.

Воздействие окружающей среды.

Окружающая среда во многих случаях может оказывать влияние на поражение человека электрическим током. К факторам этого влияния относятся атмосферное давление, температура, влажность, электрическое или магнитное поля и др.

Повышение температуры воздуха влияет на потоотделение у человека, в результате чего падает электрическое сопротивление его тела и возрастает опасность поражения электрическим током.

Аналогичные явления связаны также с повышенной влажностью. Здесь отмечается снижение не только электрического сопротивления, но и общей сопротивляемости организма электрическому току.

Влияние указанных двух факторов температуры и влажности зафиксировано в нормативных документах.

Третий атмосферный фактор давление окружающего воздуха также оказывает влияние на чувствительность к электрическому току. При повышении давления опасность поражения уменьшается. Так, например, статистика показывает, что при подводной электросварке не было зарегистрировано смертельных и тяжелых электротравм, хотя случаи соприкосновения водолазов, работающих под водой, с токоведущими элементами и контактами отмечались неоднократно.

Обратная картина была установлена для пониженного атмосферного давления, что особенно существенно в связи с электрификацией горных районов. Экспериментально доказано, что пониженноеатмосферное давление увеличивает опасность электрического тока для живых организмов.

Медико-биологические свойства человека

Анализ несчастных случаев при поражении электрическим током показывает, что исход поражения связан с медико-биологическими особенностями человека, состоянием его здоровья. Физически здоровые и крепкие люди легче переносят электротравмы, нежели бальные и слабые. Люди, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистыми, нервными заболеваниями, более восприимчивы к электрическому току.

Поэтому правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривают медицинский отбор персонала для обслуживания электроустановок. Отбор осуществляется при поступлении на работу, периодические осмотры в сроки, устанавливаемые Минздравом в соответствии со списком болезней и расстройств, препятствующих допуску к работе. Отбор преследует и другую цель: не допустить к обслуживанию электроустановок людей с заболеваниями, которые могут мешать их производственной работе или служить причиной ошибочных действий, опасных для других лиц (неразличение цвета сигнала из-за порока зрения, невозможность подать четкую команду из-за болезни горла или заикания и т. п.).

Кроме того, правила техники безопасности не допускают к обслуживанию электроустановок лиц моложе 18 лет и не имеющих определенных знаний в области электробезопасности, соответствующих объему и условиям выполняемых ими работ.

Несчастные случаи, связанные с воздействием на человеческий организм электротока, происходят в результате непосредственного контакта тела человека с токопроводящими элементами или воздействия разряда тока при приближении к проводникам на минимальное, для возникновения разряда, расстояние.

Механизм поражения организма электротоком довольно сложен и до сих пор не изучен до конца.

Его воздействие на организм можно разделить на четыре категории:

тепловое – ожоги;
химическое – электролиз;
механическое – растрескивание костей, разрыв ткани;
биологическое – нарушение функционирования нервной системы и связанных с ней процессов.

Виды поражений организма, нанесенных электричеством:

внешние – ожоги и металлизация;
внутренние – электрический удар.

Электрические удары – это самый тяжелый тип электротравм.

В результате исследований травм от электротока было установлено, что решающую роль на их исход оказывают такие факторы:

величина электротока, проходящая через человеческий организм;
величина напряжения в электрических установках;
время воздействия электротока на тело человека;
путь прохождения тока;
частота и род электротока;
состояние человеческого организма на момент получения травмы;
состояние внешней среды.

Величина электротока

Несмотря на множество исследований, точную величину электротока, являющейся опасной или смертельно опасной для организма человека, установить не удалось.

Под безопасным током понимают такую величину, которая дает возможность самостоятельно оторваться от токопроводящих частей. Его величина зависит от приложенного напряжения и сопротивления человеческого тела.

Максимальные показатели отпускающего переменного тока при частоте 50 периодов за секунду составляют около 20 ма. В целом же средняя величина данного показателя для разных частот находится в пределах 60-70 ма.

Примерная зависимость характера действия электротока на организм от его величины имеет следующие показатели:

1.Переменный ток (55 периодов в секунду):

сила тока от 0,6 до 1,5 – небольшое дрожание пальцев;
от 2 до 3 – сильное дрожание пальцев;
от 5 до 7 – судороги в руках;
от 8 до 10 – боли в кистях и пальцах, с трудом отрываются руки от проводов или кабеля;
от 20 до 25 – затруднение дыхания, руки парализованы и их нельзя оторвать от проводов или кабеля;
от 50 до 80 – паралич дыхания и трепетания сердечных желудочков;
от 90 до 100 – при воздействии более трех секунд наступает паралич сердца.

2.Постоянный ток:

от 0,6 до 3 – действие не ощущается;
от 5 до 7 – зуд, легкое нагревание;
от 8 до 10 – усиление нагревания;
от 20 до 25 – незначительное сокращение мышц;
от 50 до 80 – судороги, затруднение дыхания;
от 90 до 100 – паралич дыхательных путей.

Время воздействия электротока

Длительность воздействия электротока на организм также играет значительную роль на организм. Сопротивление тела имеет обратную зависимость с продолжительностью: чем дольше человек контактирует с токопроводящими частями, тем меньше сопротивление, что в свою очередь приводит к увеличению количества проходящего тока.

Путь прохождения электротока

Путь прохождения напряжения по телу также значительно влияет на исход от полученных травм. Чем длинней путь, тем тяжелее последствия. Прохождение тока через тело приводит к различным патологическим процесса и чем больше важных органов он затронет, тем больше вероятность летального исхода.

Частота и вид электротока

Множество исследований характера воздействия постоянного и переменного тока на человека показывают, что опасность последнего гораздо выше при низких напряжениях. При этом с увеличением частоты, вероятность поражения уменьшается. Самой опасной является частота в районе от 50 до 60 Гц.

Токи большей частоты не представляют значительно опасности для организма, но могут вызвать ожоги.