ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

1. Определения. Особенности электротравматизма

2. Действие электрического тока на человека

3. Факторы электрического характера, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

4. Факторы неэлектрического характера, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

5. Факторы окружающей среды, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

6. Классификация причин электротравм

7. Классификация методов безопасной эксплуатации электроустановок

1. Определения . Особенности электротравматизма

ЭЛЕКТРОТРАВМА - это травма, вызванная воздействием электрического тока, электрической дуги или электромагнитного поля.

Удельный вес электротравматизма составляет примерно 2-4% от всех травм. Однако, среди случаев с летальным исходом электрический ток, как поражающий фактор, занимает одно из первых мест. На их долю приходится около 40%. В Украине за неделю происходит несколько несчастных случаев, и более половины из них в быту. Причем, к бытовому электротравматизму относятся травмы, произошедшие с детьми.

По напряжению электроустановки делятся на:

Электроустановки до 1 кВ;

Электроустановки выше 1 кВ.

В пределах этого, электротравмы происходят:

2/3 несчастных случаев на установках до 1 кВ;

1/3 несчастных случаев на установках выше 1 кВ.

На одну электроустановку с напряжением выше 1 кВ приходится огромное количество электроустановок с напряжением выше 1 кВ. Обслуживаются установки с напряжением ниже 1 кВ в большинстве случаев неквалифицированным персоналом.

Отличительные особенности электротравм.

1). Неожиданность. - Организм человека лишен рецепторов (датчиков), которые могут определять напряжение на дистанции. Скорость защитной реакции организма и скорость подавляющего (тормозящего) действия электрического тока при попадании человека под электрический ток.

2). Воздействие электрического тока на расстоянии. - Человек может получить травму дистанционно (через электрическую дугу в установках с напряжением выше 1кВ в большинстве случаев; поражение шаговым напряжением: в зоне растекания тока замыкания на землю).

3). Рефлекторность действия электрического тока. -Ток воздействует не прямо на органы, а косвенно - проявляется в нарушении работы сердца и системы дыхания.

4). Неизвестность(скрытость электротравм). - Определяются только при летальном исходе.

2. Действие электрического тока на человека

Ток, протекающий через организм человека, обуславливает 3 воздействия:

1). Термическое;

2). Электролитическое - (характерно для проводников второго рода) - вызывает химические изменения;

3). Биологическое - состоит в возбуждении и нарушении нормальной деятельности отдельных органов.

По исходу электротравмы подразделяются на

Локальные(местные)

Общие(электроудары).

К местным электротравмам относятся:

1). Ожоги (свертывание или коагуляция белка при превышении температуры тела выше 700С)

Ожоги делятся на:

Контактные (при напряжении в несколько кВ)

Дуговые (в электроустановках до 1 кВ)

Смешанные (при напряжении больше 1 кВ)

Электрические ожоги очень болезненны и трудно поддаются излечению, особенно ожоги внутренних органов.

2). Электрические знаки или метки тока (припухлость на поверхности кожи в месте контакта с электрической частью.

Чаще всего круглые, овальные с ямочкой в центре, иногда по форме напоминают электроды, молнию. Размеры до 15 мм. Безболезненны, с течением времени сходят. Имеют диагностическую роль. Знаки - это биохимическая реакция организма на воздействие электрического тока как раздражителя.

3). Электрометаллизация кожи (пропитывание поверхности кожи частицами металла при его испарении или разбрызгивании под воздействием электрического тока). Жесткая шероховатая поверхность с цветом солей металлов, попавших на кожу (Сu-синий, Fe-зеленый,...). Безболезненны и со временем сходят. Особенно опасна металлизация глаз, поэтому, при возможности возникновения дуги одевают очки.

4). Электроофтальмия (воспаление слизистых оболочек глаза под воздействием потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги).

5). Механические повреждения (разрывы кожи, сухожилий, нервов, ампутация конечностей).

Общие травмы делятся на:

1) удары, вызвавшие сокращение мышц без потери сознания;

2) удары, вызвавшие сокращение мышц с кратковременной потерей сознания, но с работающим сердцем и системой дыхания;

3) удары, вызвавшие потерю сознания и нарушение сердечной деятельности и системы дыхания;

4) удары, вызвавшие клиническую (мнимую) смерть пострадавшего.

Причины смерти от электрического тока:

1) ожоги (более 2/3 поверхности кожи);

2) нарушение работы системы дыхания - может быть вызвано, либо прямым (электрический ток протекает через грудную клетку и сердце), либо рефлекторным воздействием электрического тока

3) нарушение работы сердца - обусловлено либо прямым, либо рефлекторным действием электрическим током (в 95% случаев массаж восстанавливает работу сердца).

Существуют два вида нарушения работы сердца:

Остановка сердца (в расслабленном или сжатом состоянии);

Фибриляция сердца (сердце состоит из большого количества мышц “фибрилл”, электрический ток через сердце нарушает синхронное сокращение мышц, в этом случае сердце не может быть насосом), используют дефибририляторы: разряд конденсатора через грудную клетку.

4) клиническая (или мнимая) смерть - состоит в нарушении работы сердца и системы дыхания.

Внешние признаки клинической смерти:

Отсутствие дыхания;

Расширенные зрачки глаз (из-за кислородного голодания коры головного мозга)

Клиническая смерть длится 5-7 мин, а затем происходит необратимый распад клеток коры головного мозга, наиболее легко подвергающихся кислородному голоданию.

5) Электрический шок - это тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на воздействие электрического тока. После воздействия электрического тока у человека появляется боль, он бежит, часто кричит, наступает истощение, ослабляется дыхание и человек падает. Шок длится от нескольких часов до нескольких суток, затем происходит либо восстановление человека после медицинского вмешательства, либо смерть.

От воздействия электрического тока может наступить запоздалая смерть - через несколько часов после включения в электрическую цепь. Поэтому необходима госпитализация на некоторое время после попадания человека под действие электрического тока.

3. Факторы электрического характера, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

электрический ток поражение человек электротравма

Главным поражающим фактором при электротравме является электрический ток, от силы которого зависит исход. Установлено, что болевые ощущения вызывает не величина тока, а скорость изменения тока во времени.

Пороговое значение тока - это минимальное значение тока, обуславливающее определенное действие.

1) Пороговый ощутимый ток - значения тока при котором он ощущается.

Для переменного тока промышленной частоты это значение 0.6-1.5 мА; для постоянного тока 5-7 мА.

2) Пороговый не отпускающий ток - значение тока при котором сковываются мышцы и человек не может самостоятельно отсоединиться от электродов.

Для переменного тока промышленной частоты это значение 10-15 мА; для постоянного тока 50-80 мА.

3) Пороговый фибрилляционный ток - минимальное значение тока при котором наступает фибриляция сердца.

Для переменного тока промышленной частоты это значение 100 мА; для постоянного тока 300 мА.

1) Допустимые для человека значения тока:

Для переменного тока промышленной частоты это значение 0.3 мА (длительно); для постоянного тока 1 мА.

Определяет величину тока, протекающего через сопротивление;

Определяет сопротивление тела.

При попадании человека под напряжение ниже 1 кВ чаще всего поражается сердечно-сосудистая система; при напряжении выше 1 кВ чаще всего поражается система дыхания. Необходимо различать напряжение электроустановки и напряжение, приложенное к телу человека.

Допустимые значения напряжения прикосновения и токов при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки

rод - сопротивление одежды, зависит от толщины, материала и влажности. Сопротивление сухой одежды 3-5 кОм, влажной 1 кОм.

Zт.ч. - сопротивление тела человека (сопротивление кожи + сопротивление внутренних органов).

rоб - сопротивление обуви (подошвы) зависит от толщины, материала и влажности. Более высокое сопротивление подошвы из кожи, очень высокое - из резины. Сопротивление сухой обуви несколько десятков кОм, мокрой - несколько единиц кОм.

rоп.п - сопротивление опорной поверхности ног - это пола и сопротивление грунта, обычно полы деревянные и на высоких этажах, поэтому сопротивление очень высокое. Дерево в продольном направлении обладает меньшим сопротивлением чем в поперечном. Очень высокое сопротивление имеет сухой песок, высокое - щебень и гравий. Эти материалы хороши тем, что быстро высыхают.

Uс - напряжение сети.

С=0.03 мкФ на 1дм контактной площади контактов.

Rвн - небольшое сопротивление + С - несколько пФ не учитывается.

Сопротивление тела человека зависит от состояния кожи (сухая - влажная; целая - поврежденная; чистая - грязная), от площади и плотности контакта, от приложенного напряжения то есть Zт.ч. - нелинейная величина.

Для расчетов принимают среднее значение Rт.ч.=1 кОм. Это соответствует большинству случаев включения тела человека в электрическую цепь.

rОБ - точнее сопротивление подошвы обуви. Наибольшее сопротивление у подошвы из натуральной кожи. r СУХОЙ ПОДОШВЫ несколько десятков кОм; r ВЛАЖНОЙ ПОДОШВЫ несколько кОм; rМОКРОЙ ПОДОШВЫ практически не учитывается. rоб включается параллельно при протекании тока через руку и две ноги; при попадании под шаговое напряжение - последовательно.

r ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НОГ -это сопротивление грунта или сопротивление поля. Зависит от вида грунта и его влажности. rоп.п одной ноги =3.1r, где r -удельное сопротивление грунта.

Если ноги располагаются рядом, то rоп.п.ног =2.2r за счет экранирования ног, если на расстоянии шага, то rоп.п.ног =1.6r Сопротивление уменьшается при продольных деревянных деталях. Сопротивление сухого бетона равно несколько МОм.

4) Род тока - постоянный ток и переменный ток.

400 -600 В - примерно одинаковая опасность.

5) Частота тока.

Наиболее опасным является переменный ток с частотой 40-60 Гц, так как частота собственных колебаний органов человека попадает в этот диапазон.

4. Факторы неэлектрического характера, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

1). Длительность протекания тока через человека - чем больше время протекания тока, тем выше опасность. Зависимость тока и времени протекания тока через человека прямая так как:

С течением времени сопротивление человека падает;

С течением времени ослабляются защитные силы организма;

Увеличивается вероятность совпадения максимума тока через область сердца с наиболее уязвимой фазой Т цикла.

Наибольшие допустимые для человека уровни напряжения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью и до 1 кВ при любом режиме нейтрали в зависимости от длительности воздействия:

Наибольшие допустимые для человека уровни напряжения прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью в зависимости от длительности воздействия:

2). Путь протекания тока через человека.

Петли тока.

Верхняя стандартная петля - от руки к руке

Нижняя стандартная петля - между ногами

Правая стандартная петля - через правую руку и ногу на основание

Левая стандартная петля - через левую руку и ногу на основание

Полная стандартная петля - через две руки в землю через ноги
Наиболее опасна верхняя петля.

3). Индивидуальные особенности человека:

Масса тела (чем выше масса человека, тем менее опасно попадание его под напряжение)

Физическое развитие (более сильному человеку ток менее опасен)

Состояние нервной системы и его организма (здоровому и менее раздражительному человеку ток менее опасен)

Пол (мужской или женский) - для женщин пороговое напряжение на порядок ниже, чем для мужчин)

Наличие алкоголя в крови (алкоголь снижает сопротивляемость организма)

4). Фактор внимания.

Если защитные реакции организма мобилизованы (человек подготовлен), то включение в цепь тока менее опасно. Организм человека не поддается тренировкам на воздействие тока, иммунитет не вырабатывается.

5. Факторы окружающей среды, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

В соответствии с ПУЭ все производственные помещения по опасности поражения электрическим током подразделяются на:

1). Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих условий:

Повышенной влажностью (влажность воздуха длительное время превышает 75%) ;

Проводящей пыли (угольная и металлическая пыли);

Токопроводящих полов (земляные, бетонные, кирпичные, металлические);

Повышенной температуры воздуха (постоянно или периодически (более суток) превышающей 250С);

Возможности одновременного прикосновения человека к строительным или техническим металлоконструкциям, имеющим хороший контакт с землей с одной стороны и к корпусам электрооборудования с другой стороны. Это определяется стесненностью помещения.

2). Особо опасные помещения - помещения, характеризующиеся одновременным наличием двух или более условий повышенной опасности или одного из следующих условий особой опасности:

Особой сырости (влажность близка к 100%);

Химически или биологически активной среды (пары кислот, щелочей, микроорганизмы, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части оборудования);

3). Помещения без повышенной опасности - помещения в которых отсутствуют условия, создающие особую или повышенную опасность.

Наружные установки или установки под навесами приравниваются к электроустановкам в особо опасных помещениях. Кроме этих факторов влияет также концентрация кислорода: чем выше концентрация кислорода, тем ниже опасность. Концентрация углекислого газа наоборот: чем ниже концентрация углекислого газа, тем выше опасность. Атмосферное давление также оказывает прямое влияние: чем выше атмосферное давление, тем ниже опасность. Благотворное влияние оказывает электромагнитное поле промышленной частоты: опасность поражения ниже.

6 . Классификация причин электротравм

1). Технические причины:

Деффекты документации, изготовление монтажа и ремонта электроустановок;

Неисправности электроустановок и защитных средств, возникшие в процессе эксплуатации;

Несоответствие электроустановок и защитных средств к условиям применения;

Использование электроустановок и защитных средств, не принятых в эксплуатацию;

Использование защитных средств с истекшими сроками периодических испытаний.

2). Организационно-технические мероприятия:

Ошибки в производственных отключениях электроустановок (отключение электроустановки не со всех сторон);

Ошибочная подача напряжения на электроустановку, где работают люди;

Отсутствие ограждений и предупредительных плакатов безопасности у места работы электроустановок;

Допуск к работе на токоведущие части без проверки отсутствия напряжения на них;

Нарушение порядка наложения, снятия и хранения переносных заземлений (куски медного провода, накладываемые на токоведущие части в месте работы, фазы перемыкаются, один конец заземляется).

3). Организационные причины (не выполнение организационных мероприятий безопасности):

Недостаточная обученность персонала;

Неправильное оформление работы;

Несоответствие работы заданию;

Нарушение порядка допуска бригады к работе;

Некачественный надзор во время работы.

4). Организационно-социальные причины:

Допуск к работе лиц, моложе 18 лет;

Привлечение к работе лиц, не оформленных приказом о зачислении на работу;

Несоответствие выполняемой работы специальности;

Выполнение работ в сверхурочное время;

Нарушение производственной дисциплины;

Игнорирование правил безопасности квалифицированным персоналом.

7. Классификация методов безопасной эксплуатации электроустановок

Безопасность эксплуатации электроустановок обеспечивается тремя методами:

1). Применением защитных мер.

2). использованием электрозащитных средств.

3). Выполнением защитных мероприятий.

ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ - это схемные или конструктивные решения, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электроустановок.

Меры условно подразделяются на 3 группы:

1 - меры, обеспечивающие безопасность при нормальном режиме работы электроустановки, т.е. в течение всего времени пребывания электроустановки под напряжением;

2 - меры, обеспечивающие безопасность при аварийном состоянии электроустановки, это когда произошло нарушение изоляции и т.п.

3 - меры комбинированного действия.

ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЕ СРЕДСТВА - это переносимые или перевозимые изделия, которые служат для безопасного выполнения работ электроустановок (спецодежда и инструменты).

ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ - это законодательство о порядке выполнения работ на электроустановках (требования к персоналу, описание порядка выполнения работ на электроустановках, описание методов скорой помощи).

Работа с электрическим током требует особой осторожности: электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока.

• прикосновение к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам электроприборов, рубильников, ламповых патронов, предохранителей, находящихся под напряжением;
• прикосновение к частям электрооборудования, металлическим конструкциям сооружений и т.п., в обычном состоянии не находящихся, но в результате повреждения (пробоя) изоляции оказавшихся под напряжением:
• нахождение вблизи места соединения с землей оборванного провода электросети;
• нахождение в непосредственной близости от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000 В;
• прикосновение к токоведущей части и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей;
• одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, которые находятся под напряжением;
• несогласованные и ошибочные действия персонала (подача напряжения на установку, где работают люди; оставление установки под напряжением без надзора; допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т.д.).

Опасность поражения электрическим током отличается от других производственных опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии. Часто эта опасность обнаруживается слишком поздно, когда человек уже оказался под напряжением.

Поражающее действие электрического тока

На живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через тело человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве и повреждении кровеносных сосудов; электролитическое — в разложении органической жидкости, в том числе крови, что вызывает нарушение ее состава, а также ткани в целом; механическое - в расслоении, разрыве тканей организма: биологическое - в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов. Например, взаимодействуя с биотоками организма, внешний ток может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и вызвать непроизвольные сокращения мышц.

Рис. Классификация и виды электрических травм

Существуют три основных вида поражения электрическим током:

• электрические травмы;
• электрические удары;
• электрический шок.

Электрическая травма

Электрическая травма - местное поражение тканей и органов электрическим током: ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, поражение глаз воздействием на них электрической дуги (электроофтальмия), механические повреждения.

Электрический ожог — это повреждения поверхности тела или внутренних органов под действием электрической дуги или больших токов, проходящих через тело человека.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновений к токоведущей части. Токовый ожог — следствие преобразования электрической энергии в тепловую; как правило, это ожог кожи, так как кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела.

Токовые ожоги возникают при работе на электроустановках относительно небольшого напряжения (не выше 1-2 кВ) и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени; впрочем, иногда возникают и тяжелые ожоги.

При более высоких напряжениях более высоких между токоведущей частью и телом человека или между токоведущими частями образуется электрическая дуга, которая и вызывает возникновение ожога другого вида — дугового.

Дуговой ожог обусловлен действием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500ºC) и большой энергией. Такой ожог возникает обычно при электроустановках высокого напряжения и носит тяжелый характер — III или IV степени.

Состояние пострадавшего зависит не столько от степени ожога, сколько от площади поверхности тела, пораженной ожогом.

Электрические знаки — это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями диаметром 5-10 мм. Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются спустя некоторое время после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Электрометаллизация кожи — это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения. Исход поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженного тела. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и следов не остается.

Электрометаллизация может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой.

Электроофтальмия — это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (короткое замыкание), которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Электроофтальмия обнаруживается спустя 2-6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом наблюдаются покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся при свете, у него возникает так называемая светобоязнь.

В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза и нарушается ее прозрачность, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Болезнь продолжается обычно несколько дней.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые плохо пропускают ультрафиолетовые лучи и защищают глаза от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Электрический удар

Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через них электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

Степень отрицательного воздействия этих явлений на организм может быть различна. Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, превышающих 10-15 мА, человек не способен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При токе, равном 20-25 мА (50 Гц), человек начинает испытывать затруднение дыхания, которое усиливается с ростом тока. При действии такого тока в течение нескольких минут наступает удушье. При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15-20 с могут наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50-80 мА приводят к фибрилляции сердца, т.е. беспорядочному сокращению и расслаблению мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается. Действие тока величиной 100 мА в течение 2-3 с приводит к смерти (смертельный ток).

При невысоких напряжениях (до 100 В) постоянный ток примерно в 3-4 раза менее опасен, чем переменный частотой 50 Гц; при напряжениях 400-500 В опасность их сравнивается, а при более высоких напряжениях постоянный ток даже опаснее переменного.

Наиболее опасен ток промышленной частоты (20-100 Гц). Снижение опасности действия тока на живой организм заметно сказывается при частоте 1000 Гц и выше. Токи высокой частоты, начиная от сотен килогерц, вызывают только ожоги, не поражая внутренних органов. Это объясняется тем, что такие токи не способны вызывать возбуждение нервных и мышечных тканей.

В зависимости от исхода поражения электрические удары могут быть условно разделены на четыре степени:

• I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
• II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
• III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
• IV — клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая смерть - это переходный период от жизни к смерти, наступающий в момент прекращения деятельности сердца и легких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет.

Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. В большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, в частности от электрического тока. — 7-8 мин.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Работа сердца может прекратиться в результате или прямого воздействия тока на мышцу сердца, или рефлекторного действия, когда сердце не подвержено прямому воздействия тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляциоиными , а наименьший из них —

Фибрилляция обычно продолжается недолго и сменяется полной остановкой сердца.

Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.

Электрический шок

Электрический шок — своеобразная реакция нервной системы организма в ответ на сильное раздражение электрическим током: расстройство кровообращения, дыхания, повышение кровяного давления.

Шок имеет две фазы:

• I — фаза возбуждения;
• II — фаза торможения и истощения нервной системы.

Во второй фазе учащается пульс, ослабевает дыхание, возникают угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего наступает легальный исход.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током

Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока

Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в промышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6...1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток называют пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровождается судорожными сокращениями мыши кисти и предплечья.

При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в работе легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные сокращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачивающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Величина тока, протекающего через тело человека (I ч), зависит от напряжения прикосновения U пp и сопротивления тела человека

R ч: I ч = U пр / R ч

Сопротивление тела человека — величина нелинейная, зависящая от многих факторов: сопротивления кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.д.): величины тока и приложенного напряжения; длительности протекания тока.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:

• при снятом роговом слое R ч = 600-800 Ом;
• при сухой неповрежденной коже R ч = 10-100 кОм;
• при увлажненной коже R ч = 1000 Ом.

Сопротивление тела человека (R 4) в практических расчетах принимается равным 1000 Ом. В реальных условиях сопротивление тела человека — величина непостоянная и зависит от ряда факторов.

С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, так как при этом увеличиваются нагрев кожи и потоотделение. По этой же причине снижается R 4 с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток, проходящий через тело человека I ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи.

С ростом напряжения сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, следовательно, уменьшается и сопротивление тела в целом; оно приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т.е. к своему наименьшему значению (300-500 Ом). Это можно объяснить электрическим пробоем слоя кожи, который происходит при напряжении 50-200 В.

Загрязнение кожи различными веществами, особенно хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, ока-чина и т.п.), снижает ее сопротивление.

Сопротивление разных участков тела человека не одинаково. Объясняется это различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желез на поверхности тела и неодинаковой степенью наполнения сосудов кожи кровью. Поэтому величина сопротивления тела зависит от места приложения электродов. Действие тока на организм усиливается при замыкании контактов в акупунктурных точках (зонах).

На исход электротравм влияют и условия окружающей среды (температура, влажность). Повышенная температура, влажность повышают опасность поражения электрическим током. Чем ниже атмосферное давление, тем выше опасность поражения.

Психическое и физическое состояние человека также оказывает влияние на тяжесть поражения электрическим током. При заболеваниях сердца, щитовидной железы и т.п. человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, так как в этом случае уменьшается электрическое сопротивление тела человека и общая сопротивляемость организма внешним раздражениям. Отмечено, например, что у женщин пороговые значения токов примерно в 1.5 раза ниже, чем у мужчин. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин. При применении спиртных напитков сопротивление тела человека снижается так же, как и сопротивляемость его организма и внимание.

Частота тока

Наиболее опасен ток промышленной частоты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опасен, и пороговые значения для него больше. Так, для постоянного тока:

• пороговый ощутимый ток — 3...7 мА;
• пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;
• фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока

Важное значение имеет путь прохождения электрического тока через тело человека. Установлено, что ткани разных частей человеческого тела имеют различные удельные сопротивления. При прохождении тока через тело человека наибольшая часть тока проходит по пути наименьшего сопротивления, главным образом вдоль кровеносных и лимфатических сосудов. Различают 15 путей тока в теле человека. Наиболее частые: рука — рука; правая рука — ноги; левая рука — ноги; нога — нога; голова — ноги: голова — руки.

Наиболее опасным является путь тока вдоль тела, например от руки к ноге или через сердце, голову, спинной мозг человека. Однако известны смертельные поражения, когда ток проходил по пути «нога — нога» или «рука — рука».

Вопреки установившемуся мнению наибольшая величина тока через сердце оказывается не по пути «левая рука — ноги», а по пути «правая рука — ноги». Это объясняется тем, что большая часть тока входит в сердце по продольной его оси, лежащей по пути «правая рука — ноги».

Рис. Характерные пути тока в теле человека

Время воздействия электрического тока

Чем продолжительнее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет величина силы электрического тока , протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включенным человек. По закону Ома сила электрического тока / равна электрическому напряжению (/, деленному на сопротивление электрической цепи R :

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опаснее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже может изменяться в довольно широких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление человека вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела небольшое — всего лишь 300...500 Ом. Поэтому при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электрическою тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпидермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком снижается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влажных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого количества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах применяются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R.

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависит от следующих факторов:

Электрического сопротивления тела человека;

Величины напряжения и тока;

Продолжительности действия электрического тока;

Пути тока через тело человека;

Рода и частоты электрического тока;

Индивидуальные свойства человека;

Условий внешней среды.

Электрическое сопротивление тела человека. Сила тока Ih, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления Z т, оказываемого току данным участком тела:

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, находящиеся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением r н (рис.7.1). Из схемы замещения видно, что в наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям; через активное наружное сопротивление Rн и емкость, электрическое сопротивление которой

, где Wpf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц,

Рис. 7.1. Электрическая схема замещения сопротивления наружного слоя кожи

а – схема контакта электрода; б – электрическая схема замещения; 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; 3 – внутренняя область кожи.

Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока:

(7.2)

Сопротивление r н и емкость C зависит от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта r н уменьшается, а емкость C увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи. Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела r в можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока «рука – рука» общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения, представленной на рисунке 7.2.

Рис. 7.2. Электрическая схема замещения сопротивления тела человека: 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; r вр , r вк - внутреннее сотротивление рук и корпуса.

С увеличением частоты тока из-за уменьшения Xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв. Зависимость сопротивления тела человека от частоты приведена на рис. 7.3.

Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует 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 возникают значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела человека (рис. 7.4.) При напряжении 127…220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зависит от длины поперечного размера участка тела, по которому проходит ток.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты принимают активное сопротивление тела человека равное 1000 0м.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др.

Повреждение рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижает сопротивление тела до 500 … 700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током.

Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Т.о., работа с электроустановками влажными руками или в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышенной температуре, вызывающей усиленное потовыделение, усугубляет опасность поражения человека током.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а так же место касания, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и в особенности на стороне, обращенной к туловищу, подмышечных впадинах, тыловой стороны кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.

С увеличение тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи, Кратковременное (несколько минут) снижение сопротивления тела человека (на 20 …50%) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

Величина напряжения и тока. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока проходящего через тело человека (табл. 7.1)

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь, постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.

Таблица 7.1

Характер воздействия тока

Из приведенной таблицы можно выделить следующие пороговые значения тока:

О щ у т и м ы й т о к - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения, Ощутимые раздражения взывает переменный ток силой 0,6 … 1,5 мА и постоянный – силой 5 … 7 мА. Указанные значения являются пороговыми ощутимымитоками; с них начинается область ощутимых токов.

Н е о т п у с к а ю щ и й т о к – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляет 10 … 15 мА переменного тока и 50 … 60 мА постоянного. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней.

Ф и б р и л л я ц и о н н ы й т о к – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного при длительности 1 … 2 с по пути «рука-рука» или «рука – ноги». Фибрилляционный ток может достичь 5 А. Ток больше 5 А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.

Пороговые (наименьшие) значения ощутимого, неотпускающего и фибрилляционных токов представляют собой случайные величины, нормируемые значения которых определяются законом распределения и его параметрами. Численные значения токов соответствуют определенной вероятности возникновения данной биологической реакции.

Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности.

Первый критерий – ощутимый ток. В качестве первого критерия для переменного тока частотой 50 Гц принят ток I = 0,6 мА, который не вызывает нарушений деятельности организма. Допускаемая длительность протекания такого тока через человека не более 10 мин.

Второй критерий – отпускающий ток. В качестве второго критерия электробезопасности принят ток I = 6 мА, при протекании которого через человека вероятность отпускания равна 99,5%. Длительность воздействия такого тока ограничивается защитной реакцией самого человека.

Третий критерий – нефибрилляционный ток. Это ток промышленной частоты, который при длительном воздействии 1 … 3 с не вызывает фибрилляцию сердца у человека массой 50 кг с некоторым запасом принят равным 50 мА.

Таким образом, величина тока оказывает существенное влияние на степень поражения человека. При одинаковой длительности протекания тока через человека характер воздействия существенно изменяется от ощущения (0,6 … 1,6 мА) до неотпускания (6 … 24 мА) и фибрилляции сердца (более 50 мА).

Продолжительность действия электрического тока. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям.

При кратковременном воздействии (0,1 … 0,5 с) ток порядка 100 мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1 с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значения допустимых для человека токов существенно увеличиваются. Так, при изменении времени воздействия от 1 до 0,1 с допустимый ток возрастет, примерно, в 16 раз.

Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца.

Схема электрокардиограммы

Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 7.5.) составляет 0,75 … 0,85 с. В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды. Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние.

В период диастолы желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того, чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15 … 0,2 с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такого совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность возникновения фибрилляции сердца.

В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т, токи значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца.

Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой

I h = 50/ t (7.3)

где I h – ток, проходящий через тело человека, мА; t - продолжительность прохождения тока, с.

Эта формула действительна в пределах 0,1 … 1,0 с. Ее используют для определения предельно допустимых токов, проходящих через человека по пути «рука – ноги», необходимых для расчета защитных устройств.

Пути тока через тело человека. Путь тока в теле человека зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела неодинаково.

Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Так отмечено, что на пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, «левая рука – ноги» - 3,7%, «правая рука – ноги» - 6,7%, «нога – нога» - 0,4%, «голова – ноги» - 6,8%, «голова – руки» - 7%.

По данным статистики потеря трудоспособности на три дня и более наблюдалась при пути тока «рука – рука» в 83% случаев, «левая рука – ноги» - 80%, «правая рука – ноги» - 87%, «нога – нога» - в 15% случаев.

Таким образом, путь тока влияет на исход поражения; ток в теле проходит не обязательно по кратчайшему пути, что объясняется большой разницей в удельном сопротивлении различных тканей (костная, мышечная, жировая и т.д.).

Наименьший ток через сердце проходит при пути тока по нижней петле «нога – нога». Однако из этого не следует делать выводы о малой опасности нижней петли (действие шагового напряжения). Обычно если ток достаточно велик, он вызывает судороги ног, и человек падает, после чего ток уже проходит через грудную клетку, т.е. через дыхательные мышцы и сердце.

Род и частота тока. Установлено, что переменный ток более опасен, чем постоянный. Это следует также из табл. 7.1., так как одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250 … 300 В). Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

В интервале напряжений 400 … 600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее переменного. При попадании под постоянное напряжение особенно резкие болевые ощущения возникают в момент замыкания и размыкания электрической цепи.

Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50 Гц). С увеличение частоты (от 50 Гц до 0) значения неотпускающего тока возрастают (рис. 7.6.) и при частоте равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в 3 раза.

Рис. 7.6. Зависимость неотпускающего тока от частоты:

1 – для 0,5% испытуемых; 2 – для 99,5% испытуемых

При увеличении частоты (более 50 Гц) значения неотпускающего тока возрастают. Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 45 … 50 кГц. Но эти токи могут вызвать ожоги как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с повышением частоты практически заметно при частоте 1000 … 2000 Гц.

Индивидуальные свойства человека. Установлено что, физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары.

Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистыми заболеваниями, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др.

Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривают отбор персонала для обслуживания действующих электроустановок по состоянию здоровья. С этой целью проводится медицинское освидетельствование лиц при поступлении на работу и периодически 1 раз в два года в соответствии со списком болезней и расстройств, препятствующих допуску к обслуживанию действующих электроустановок.

Условия внешней среды. Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезобасности. Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или 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. Токопроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения по опасности поражения людей электрическим током подразделяются на следующие классы: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

Сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;

Токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);

Высокой температуры (выше +35 0 С);

Возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

Особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);

Химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

Одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:

Значение тока, проходящего через тело человека,

Электрического сопротивления человека,

Уровня приложенного к человеку напряжения,

Продолжительности воздействия электрического тока,

Пути тока через тело человека,

Рода и частоты электрического тока,

Условий внешней среды и других факторов.

Электрическое сопротивление тела человека.

Тело человека является проводником электрического тока, правда, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.

Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермиса и внутреннего – дермы. Наружный слой – эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его объемное удельное сопротивление достигает 10 5 – 10 6 Ом·м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи, сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500Ом.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют сопротивление тела человека, равное 1000 Ом.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др.

Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние и площадь контактов, а также место касания, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и, в особенности на стороне, обращенной к туловищу, подмышечных впадинах, тыльной стороны кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.

С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300-500 Ом). Это объясняется электрическим пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через кожу.

С увеличением частоты тока сопротивление тела будет уменьшаться, и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Величина тока. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в Таблице 7.1

Таблица 7.1.

Характер воздействия тока на человека (путь тока рука – нога, напряжение 220 В)

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздражения вызывает переменный ток силой 0,6-1,5 А и постоянный – силой 5-7 А. Указанные значения являются пороговыми ощутимыми токами; с них начинается область ощутимых токов.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый не отпускающий ток составляет 10-15 мА переменного тока и 50-60 мА постоянного тока. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть и оказывается как бы прикованным к ней.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного тока при длительности воздействия 1-2 с. по пути рука-ноги или рука-рука. Фибрилляционный ток может достичь 5А. Ток больше 5А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.

Продолжительность воздействия электрического тока . Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через область сердца. Если длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75-1с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца (в том числе наиболее уязвимой), что весьма опасно для организма. Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардиоцикла на 0,5 с или более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с наиболее уязвимой фазой работы сердца, а, следовательно, и опасность поражения резко уменьшаются. Указанное обстоятельство используется в быстродействующих устройствах защитного отключения, где время срабатывания менее 0,2 с.

Путь тока через тело человека. Играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела.

Возможных путей тока в теле человека, которые также называются петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука-рука, рука-ноги, нога-нога. Наиболее опасны петли голова-руки и голова-ноги.

Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250-300В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).

С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, следовательно, опасность поражения увеличивается.

Условия внешней среды. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения делят по опасности поражения человека электрическим током на следующие классы: (Таблица 7.2.)

Таблица 7.2.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током

Критерии безопасности электрического тока. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82.

При длительном воздействии допустимый ток принят в 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с – 6 мА. При воздействии 1 с и менее величины токов приведены в таблице 7.3., однако, они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность, и принимаются в качестве практических допустимых с достаточно малой вероятностью поражения.

Таблица 7.3.

Практически допустимые величины тока

Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука-рука, рука-ноги, и нога-нога.

Статистические данные показывают, что поражения электрическим током обычно встречаются в быту и на производстве. Как обезопасить себя и что делать в случае воздействия тока?

Что такое электротравма?

Случаи поражения электрическим током являются редким явлением, но в тоже время они относятся к наиболее опасным травмам. При таком поражении возможен летальный исход - статистика показывает, что он возникает в среднем в 10% травм. Такое явление связано с воздействием на организм электрического тока. Следовательно, к группе риска можно отнести представителей профессий, связанных с электрикой, но не исключены среди людей, которые случайно столкнулись с действием тока в быту или на участках линий электропроводов. Как правило, причиной такого поражения являются технические неполадки или несоблюдение техники безопасности.

Виды поражения электрическим током

Характер воздействия на организм и его степень могут быть различными. Классификация поражения основывается именно на этих особенностях.

Электрический ожог

Ожог электрическим током входит в число наиболее встречающихся поражений. Выделяют несколько вариантов такой травмы. В первую очередь следует отметить контактную форму, когда электрический ток проходит через тело при контакте с источником. Также выделяют дуговое поражение, при котором сам ток не проходит непосредственно через тело. Патологическое воздействие связано с электрической дугой. В случае если отмечается комбинирование описанных выше форм, такое поражение называют смешанным.

Электроофтальмия

Электрическая дуга приводит не только к ожогу, но и облучению глаз (это источник УФ лучей). В результате такого воздействия возникает воспаление конъюнктивы, лечение которого может занять длительное время. Для того чтобы избежать такого явления, необходима специальная защита от поражения электрическим током и соблюдение правил работы с его источниками.

Металлизация

Среди видов поражения кожи своими клиническими особенностями выделяется металлизация кожи, которая возникает по причине проникновения частичек металла, расплавленного под действием электрического тока. Они мельчайшие по размеру, проникают в поверхностные слои эпителия открытых участков. Патология не является смертельной. Клинические проявления в скором времени сходят на нет, кожа приобретает физиологическую окраску, а болевые ощущения прекращаются.

Электрические знаки

Тепловое и химическое действие приводит к образованию специфических знаков. Они имеют резкие контуры и цвет от серого до желтоватого. Форма знаков может быть овальной или округлой, а также напоминать линии и точки. Кожа в этой области характеризуется возникновением некроза. Она становится отвердевшей за счет омертвления поверхностных пластов. За счет гибели клеток в послетравматический период боли среди жалоб отсутствуют. Поражения проходят через некоторое время за счет процессов регенерации, при этом кожа приобретает естественную окраску и эластичность. Такая травма встречается очень часто и обычно не приводит к летальному исходу.

Механические повреждения

Они возникают при длительном воздействии тока. Механические травмы характеризуются разрывами мышц и связок, что происходит вследствие мышечного напряжения. Кроме того, дополнительно повреждается сосудисто-нервный пучок, а также возможны такие тяжелые травмы, как переломы и полные вывихи. Требуется более серьезная и высококвалифицированная помощь при поражении током с такой клиникой. В случае несвоевременного оказания помощи или слишком длительного воздействия возможен летальный исход.

Как правило, перечисленные виды возникают не по отдельности, а сочетаются. Этот фактор затрудняет оказание первой помощи и дальнейшее лечение.

От чего зависят степени поражения электрическим током?

Этот показатель зависит не только от силы, длительности действия и характера тока, но и сопротивления организма. Кожа и кости обладают высоким показателем сопротивления, у печени и селезенки же он, напротив, низкий. Снижению резистентности способствуют утомление и поэтому в таких случаях наиболее вероятен летальный исход. Этому же способствуют влажная кожа и Защитить организм от пагубного воздействия поможет одежда и обувь из кожи, шелка, шерсти и резины, так как они будут выполнять роль изолятора. Именно эти факторы влияют на опасность поражения током.

Последствия

Электрический ток приводит к множественным повреждениям. Прежде всего, он действует на нервную систему, за счет чего ухудшается двигательная активность и чувствительность. Кроме того, возникают Например, выраженные судороги и потеря сознания могут стать причиной летального исхода вследствие остановки дыхания. После спасения пострадавшего иногда отмечаются глубокие поражения центральной нервной системы. Основные к этому ведут.

Воздействие на сердце также может привести к смерти, так как ток приводит к нарушению сократимости и вызывает фибрилляцию. Кардиомиоциты начинают работать несогласованно, в результате чего утрачивается насосная функция, а ткани не получают необходимое количество кислорода с кровью. Это приводит к развитию гипоксии. Еще одно грозное осложнение - разрывы сосудов, которые могут привести к гибели от кровопотери.

Сокращение мышц нередко достигает такой силы, что возможен перелом позвоночника, а, следовательно, поражение спинного мозга. Со стороны органов чувств отмечаются нарушение тактильной чувствительности, шум в ушах, снижение слуха, поражения барабанной перепонки и элементов среднего уха.

Осложнения не всегда проявляются сразу. Даже при недлительном воздействии электротравма может дать о себе знать в дальнейшем. Отдаленные последствия - аритмии, эндартериит, атеросклероз. Со стороны нервной системы могут возникнуть невриты, вегетативные патологии и энцефалопатия. Кроме того, возможны контрактуры. Именно поэтому важны средства защиты от поражения электрическим током.

Причины

Основной этиологический фактор - действие тока. Дополнительными условиями являются состояние организма и наличие или отсутствие какой-либо защиты. Электрический удар, как правило, возникает по причине несоблюдения правил использования или отсутствия защиты при работе с проводкой. В группу риска входят профессии, связанные с работой с током. Однако электротравма может произойти с любым человеком. Нередки случаи поражения в быту, но они преимущественно заканчиваются благоприятно. Кроме того, часты среди таких поражений эпизоды контакта с Внимательность и знание техники безопасности защитят от таких явлений.

Клинические проявления электротравмы

Симптомы зависят от вида поражения, при этом их комплекс основывается на комбинации проявлений описанных видов травм. Также клиника зависит от тяжести. Следует отметить, что наиболее опасны функциональные отклонения дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Пострадавший испытывает сильнейшую боль. На лице появляется характерное страдальческое выражение, а кожные покровы становятся бледными. Под действием тока происходит сокращение мышц, от длительности которого зависит сохранение их целостности. Все это может стать причиной потери сознания, а в более тяжелом случае - гибели. Предотвратить возникновение такого состояние поможет защита от поражения электрическим током.

Действие тока на организм

Изменения, происходящие в организме под влиянием тока, связаны с многогранностью его воздействия. Он оказывает тепловой эффект, путем превращения электрической энергии в тепловую из-за сопротивления тканей. Это объясняется образование ожогов и знаков. Тепловое действие неблагоприятно сказывается на организме, так как неизбежно ведет к разрушению тканей.

Электрохимическое действие главным образом сказывается на системе кровообращения. Это приводит к изменению заряда многих молекул, а также склеивает кровяные клетки, сгущая кровь и способствуя образованию тромбов.

Биологическое влияние связывают с нарушением органов и систем - действие на мышечную ткань, систему дыхания, нервные клетки.

Множественный эффект воздействия тока на организм усугубляет состояние пострадавшего, повышая риск летального исхода. Комбинированные факторы поражения электрическим током могут привести к различному исходу. Даже действие 220 Вольт на организм вызовет необратимые нарушения.

Первая помощь

Все виды поражения электрическим током требуют иначе возможен летальный исход. Прежде всего, необходимо прекратить воздействие тока на пострадавшего, то есть выключить из цепи. Для этого спасателю следует обязательно обезопасить себя изолирующими материалами и только после этого оттаскивать жертву от источника. После нужно вызвать бригаду скорой помощи и приступать к оказанию первой помощи. Эти мероприятия проводят до приезда специалистов. Человек, подверженный воздействию тока, не переносит холодного, поэтому его необходимо перенести на теплую сухую поверхность. Первая помощь направлена на восстановление жизненно важных функций - дыхания и кровообращения. Для этого требуется сердечно-легочная реанимация. Каждый человек должен быть ей обучен или иметь хотя бы малейшие представления. Реанимация проводится на твердой поверхности. Спасатель комбинирует искусственное дыхание и массаж сердца. Требуется соблюдать соотношение - 2 вдоха и 30 нажатий. Спасение начинают с проведения массажа, так как восстановление кровообращения приоритетно. Его выполняют прямыми руками, накладывая ладони друг на друга (давление оказывается областью запястья на нижнюю часть грудины). Рекомендуемая частота - 100 нажатий в минуту (грудная клетка должна смещаться на 5 см). После полость рта очищают от выделений и проводят искусственное дыхание. Для защиты спасателя рекомендуется проводить манипуляцию через платок. Реанимация может осуществляться двумя спасателями, при этом соблюдается соотношение - 2 вдоха и 15 нажатий. Когда один человек выполняет вдох, второму противопоказано прикасаться к грудной клетке. При осуществлении вдоха грудь пострадавшего должна обязательно приподниматься - это говорит о правильности выполнения процедуры.

Лечение

Электрический удар требует скорейшей реанимации и последующего лечения. Терапия проводится в стационаре. Даже если пострадавший чувствует себя удовлетворительно, а повреждения незначительны, требуется профилактическое наблюдение, которое поможет избежать осложнений.

Лечение направлено на скорейшее заживление поражений кожи, а также на устранение других расстройств, связанных с пагубным действием тока. Наблюдение в стационаре производится до полнейшего выздоровления.

Профилактика

Предупредить все виды поражения электрическим током поможет соблюдение техники безопасности. Не следует пользоваться электроприборами, которые являются неисправными. Также противопоказано прикасаться к ним мокрыми руками, так как это улучшит проведение тока. Работа с электроприборами и проводкой требует применения средства защиты от поражения электрическим током. К ним относятся перчатки, специальные накладки. Инструменты должны иметь рукоятку с изоляцией. Также для профилактики следует сообщать населению о возможности возникновения такой травмы. Особую роль играет информирование в СМИ, а также проведение бесед со школьниками. Это позволит снизить риск возникновения поражения током.

Электротравмы очень опасны, а их исход зависит от множества факторов. На него влияют не только показатели тока (напряжение, длительность), но и защитные силы организма. Например, ток 220 Вольт в зависимости от условий воздействия может привести как к несмертельным травмам, так и к летальному исходу. Очень важно соблюдать технику безопасности - это позволит избежать таких поражений.