12. Действие электрического тока на организм человека. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током.

Около половины несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, происходит во время профессиональной деятельности пострадавших. Электротравмы составляют около 30 процентов общего числа всех травм на производстве и, как правило, имеют тяжелые последствия.

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия.

Термическое действие тока оказывает ожоги и нагрев участков тела и внутренних органов.

Электролитическое действие токов сопровождается разрывом или смещением клеток, из которых состоит организм человека, разложением крови и плазмы.

Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей, что сопровождается непроизвольным судорожным сокращением мышц легких и сердца. Это ответная реакция организма, которая обусловлена нарушением биоэлектрических процессов, протекающих в организме.

Главной причиной смерти при поражении человека электрическим током является периферический циркуляторный коллапс после фибрилляции или остановки сердца.

Электрический ток приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электротравмы:

• Ожог: результат теплового воздействия в месте контакта (покраснение кожи) или электрической дугой (омертвение кожи, или обугливание и сгорание тканей).

• Электрический знак: четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5 мм. Они безболезненны и скоро проходят.

• Металлизация кожи: проникновение в эпидермис мельчайших частиц металла, расплавившегося в дуге. Скоро проходит.

• Электроофтальмия: воспаление наружных оболочек глаз от ультрафиолетового излучения дуги.

• Механические повреждения: ушибы, вывихи и переломы вследствие резких судорожных движений тела.

Электрический удар — это возбуждение живых тканей, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.

Различают 4 степени электрических ударов.

1-я ст. — судорожное сокращение мышц без потери сознания.

2-я ст. — с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца.

3-я.ст. — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого).

4-я.ст. — клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

При клинической смерти отсутствуют все признаки жизни: человек не дышит, сердце не работает, на болевые раздражения не реагирует, зрачки глаз расширены и на свет не реагируют. Но обменные процессы во всех тканях еще не угасли. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связано сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти — от остановки сердца до начала гибели клеток коры головного мозга — обычно 4-5 мин., а для здорового человека 7-8 мин., после чего наступает биологическая смерть, являющаяся необратимой.

Наиболее опасным принято считать электрический удар, приводящий к остановке сердца и легких.

На исход поражения человека эл. током влияют многочисленные факторы, которые делятся на три группы:

1. Определяемые параметрами электротока (род, частота, напряжение, сила тока, продолжительность и путь его прохождения через тело человека).

2. Зависящие от индивидуальных физических и психологических особенностей человека, электрического сопротивления тела.

3. Характеризующие окружающую среду.

Сила тока, проходящая через тело человека – основной поражающий фактор. От ее величины зависит общая реакция организма. Предельно допустимая величина переменного тока 0,3 мА. При увеличении силы тока до 0,5-1,6 мА человек начинает ощущать его воздействие, происходит легкое дрожание рук (ощутимый ток). При силе тока 8-10 мА сокращаются мышцы руки (в которой зажат проводник), человек не в состоянии освободиться от действия тока (неотпускающий ток

). Значения переменного тока 50-200 мА и более вызывают фибрилляцию сердца, что может привести к его остановке (ток фибрилляции).

Род и частота электрического тока. Принятая в энергетике частота переменного электрического тока (50 Гц) представляет большую опасность возникновения судорог и фибрилляции желудочков сердца. Поэтому переменный ток (с частотой 50 Гц) считается в три-пять раз более опасным, чем постоянный ток.

Предельно допустимое значение постоянного тока при напряжении не выше 300 В в 3-4 раза выше допустимого значения переменного тока. При больших величинах постоянный ток более опасен для человека ввиду его электролитического воздействия.

Напряжение прикосновения. Пороговым значением напряжения переменного тока, выше которого оно становится опасным для человека, принято 42 В; для постоянного тока — 110 В. При работе в особо опасных помещениях максимально допустимое безопасное напряжение переменного тока — 12 В.

Продолжительность воздействия тока. Тяжесть поражения зависит от продолжительности воздействия электрического тока. При длительном воздействии электрического тока снижается сопротивление кожи (из-за потоотделения) в местах контактов, повышается вероятность прохождения тока в опасный период сердечного цикла. Человек может выдержать смертельно опасное значение переменного тока силой 100 мА, если продолжительность воздействия тока не превысит 0,5 с.

Путь протекания тока через тело человека. На исход поражения человека электрическим током влияет схема включения человека в электросеть (то есть от пути прохождения тока). Наиболее опасно, когда ток проходит через жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг. При поражении человека по пути «правая рука — ноги» через сердце человека проходит 6,7% общей величины электрического тока. При пути «нога — нога» через сердце человека проходит только 0,4% общей величины тока. Наиболее характерные цепи тока через человека — это: «рука — ноги», «рука — рука» и «рука — туловище» (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8% травм).

Сопротивление тела человека. Сопротивление тела слагается из трех составляющих: сопротивления кожи (в местах контактов), внутренних органов и емкости человеческого кожного покрова и может варьировать от 800 до 100000 Ом.

Основную величину сопротивления составляет поверхностный кожный покров (толщиной до 0,2 мм). При увлажнении и повреждении кожи в местах контакта с токоведущими частями ее сопротивление резко падает. Сопротивление кожного покрова сильно снижается при увеличении плотности и площади соприкосновения с токоведущими частями. При напряжении 200-300 В наступает электрический пробой верхнего слоя кожи.

Исследования показали, что больные и ослабленные, а также лица, находящиеся в состоянии депрессии, нервного возбуждения или опьянения, более чувствительны к воздействию электрического тока.

Условия внешней среды. Риск, связанный с электрическими установками, увеличивается, если оборудование эксплуатируется в условиях повышенной опасности, чаще всего связанных с опасностью влажной или мокрой среды.

Просачивание воды ухудшает качество изоляции, в результате возможны утечки тока и короткие замыкания, что значительно увеличивает опасность для людей. Мелкая пыль, которая проникает в машины и электрическое оборудование, вызывает стирание деталей, особенно движущихся частей. Токопроводящая пыль может также вызывать короткие замыкания, а изолирующая пыль может прерывать поток электрического тока и увеличивать контактное сопротивление. Сухая пыль является тепловым изолятором, уменьшающим рассеивание тепла и увеличивающим локальную температуру. Она может нарушать электрические цепи и вызывать по жары и взрывы.

По степени опасности поражения людей электрическим током все помещения подразделяют на три категории:

— помещения с повышенной опасностью — при наличии одного из следующих условий: сырость (относительная влажность превышает 75 процентов), токопроводящая пыль, токопроводящие полы, высокая температура (более 35°С длительное время), возможность одновременно го касания заземленных частей корпуса электрооборудования и токоведущей части;

— особо опасные помещения — наличие особой сырости (относительная влажность близка к 100%), химически активной или органической среды, двух или более условий повышенной опасности;

— помещения без повышенной опасности — отсутствуют условия, указанные выше.

Основные факторы, влияющие на исход поражения током.

Величина электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, обусловливающим исход поражения. Вместе с тем большое значение имеют длительность воздействия тока, его частота, а также некоторые другие факторы. Сопротивление тела человека и величина приложенного к нему напряжения также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют величину тока, проходящего через человека.

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него токамалой величины: 0.6-1,5 мА при переменном токе с частотой 50 Гц и 5-7 мА при постоянном токе. Этот ток называется порогом ощутимых токов или пороговым ощутимым током. Бульшие токи вызывают судороги мышц и неприятные болезненные ощущуния, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на всё бульшие участки тела. При 10-15 мА боль становиться едва переносимой, а судороги мышц рук оказываются настолько значительными, что человек не в состоянии их преодолеть; в результате он не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, он не может отбросить от себя провод и т.п., то есть он не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью и оказывается как бы прикованным к ней. Такой же эффект производят и токи бульшей величины. Все это токи носят название неотпускающих, а наименьший из них – 10-15 мА при частоте 50 Гц (и 50-80 мА при постоянном токе) называется порогом неотпускающих токов или пороговым неотпускающим током.

Ток 25-50 мА при частоте 50 Гц воздействует на мышцы не только рук, но и туловища, в том числе и на мышцы грудной клетки, в результате чего дыхание сильно затрудняется. Длительное воздействие этого тока может вызвать прекращение дыхания, после чего спустя некоторое время наступит смерть от удушья. Ток более 50 мА вплоть до 100 мА при 50 Гц ещё быстрее нарушает работу лёгких и сердца. Однако в этом случае, как и при меньших токах, первыми по времени поражаются лёгкие и затем – сердце.

Переменный ток от 100 мА до 5 А при частоте 50 Гц и постоянный от 300 мА до 5 А действуют непосредственно на мышцу сердца, что весьма опасно для жизни, поскольку спустя 1-2с с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция. При этом прекращается кровообращение и в организме возникает недостаток кислорода, что, в свою очередь, приводит к прекращению дыхания, то есть наступает смерть. Эти токи называют фибрилляционными, а наименьший из них – пороговым фибрилляционным током.

Ток более 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции, а также паралич дыхания. В случае, если действие тока было кратковременным (до 1-2с) и не вызвало повреждение сердца (в результате нагрева, ожога и т.п.), то после отключения тока сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность. Дыхание про этом самостоятельно не восстанавливается и требуется немедленная помощь пострадавшему в виде искусственного дыхания.

Длительность прохождения тока через живой организм существенно влияет на исход поражения: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжёлого поражения или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань растёт величина этого тока, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой Т сердечного цикла (0,2с).

Путь тока в теле пострадавшего играет существенную роль в исходе поражения. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, органы дыхания, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Когда ток проходит по иным путям, то воздействие на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным, благодаря чему вероятность тяжёлого поражения резко снижается. Так как сопротивление кожи на разных участках тела различно, то влияние пути тока на исход поражения зависит и от места приложения токоведущих путей к телу пострадавшего.

Возможных путей тока в теле человека очень много; наиболее часто встречаются следующие: правая рука – ноги, левая рука – ноги, рука – рука и нога – нога. Опасность того или иного пути тока можно оценивать по тяжести поражения, а также по значению тока, протекающего через сердце, при данной петле.

Известно, что значение тока, проходящего через сердце человека (в процентах от величины общего тока, проходящего через тело), составляет при пути правая рука – ноги – 6,7 %; левая рука – ноги – 3,7 %; рука – рука – 3,3 %; нога – нога – 0,4 % [2, с.86].

Таким образом наиболее опасным является путь правая рука – ноги, а наименее опасным – путь нога – нога.

Постоянный ток, как показывает практика, примерно в 4-5 раз безопаснее, чем переменный ток промышленной частоты (50 Гц). Однако это справедливо для относительно небольших напряжений – до 250-300 В. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

Индивидуальные свойства человекаиграют заметную роль в исходе поражения.Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые.Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, прежде всего болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, лёгких, нервными болезнями и др.

Глава 2. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: значения силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания через него тока, пути тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды,

Сила тока является основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека (путь: рука-рука, рука-ноги).

Фибрилляцией называют хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие её работу как насоса. (Для женщин пороговые значения тока в 1,5 раза меньше, чем для мужчин).

Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250-300 В). 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.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. При удалении верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом, При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составляет всего лишь 300-500 Ом. При расчетах принимают сопротивление организма человека, равное 1000 Ом.

При наличии на коже различных повреждений (потертостей, порезов, ссадин) резко уменьшается ее электрическое сопротивление в этих местах.

Электрическое сопротивление организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.

С повышением напряжения, приложенного к телу человека, уменьшается сопротивление кожи, а, следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через нее, и другими факторами.

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 (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (20-50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

На электрическое сопротивление влияют также род тока и его частота. При частотах 10-20 кГц верхний слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2-3 мм² . Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.

Длительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи с тем, что с течением времени падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение сердца.

Путь тока через тело человека также имеет существенное значение. Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении тока через жизненно важные органы. Статистические данные показывают, что число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути «правая рука-ноги» составляют 87 %; по пути «нога-нога» — 15%, Наиболее характерные цепи тока через человека: рука-ноги, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Но наиболее опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки — обе ноги, левая рука-ноги, рука-рука, голова-ноги.

Род и частота тока также влияют на степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой от 20 до 1000 Гц. Переменный ток опаснее постоянного, но это характерно только для напряжений до 250 -300 В; при больших напряжениях становится опаснее постоянный ток. С повышением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а проходящий ток увеличивается. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц. Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц. Но эти токи могут вызывать 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 и состояние окружающей среды также оказывают заметное влияние на тяжесть поражения.

1.3 Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

1 Величина тока, проходящего через тело человека. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. При этом степень отрицательного воздействия тока на организм человека увеличивается с ростом тока (см. таблица 1.1)

2 Продолжительность прохождения электрического тока.Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, растут (накапливаются) последствия воздействия тока на организм и, наконец, повышается вероятность совпадения прохождения тока через сердце в момент окончания его сокращения (циклRS). На электрокардиограмме (рисунок 1.1) обозначено это как «запретная зона».

Рисунок 1.1 – Электрокардиограммы состояний работы сердца

ts(ν ), tp(ν), t(ν ) — длительности систолы, диастолы и кардиоцикла, соответственно, при частоте сердцебиений ν ; P,Q,R,S,T -зубцы ЭКГ

В случае электрического или механического воздействия на сердце в момент окончания его сокращения синусовый узел теряет контроль над сокращением мышечных волокон, и они начинают сокращаться каждое в своем ритме (хаотично). С этого момента прекращается выброс крови в сосуды, у пострадавшего расширяются зрачки, и исчезает пульс на сонной артерии.

В зависимости от времени воздействия установлены [1] предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью (приложение Б).

Т а б л и ц а 1.2 — Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности воздействия тока t, с

Род	Нормируемая	Продолжительность воздействия тока t, с
тока	величина	00,1-0,08	0,1	0,2	0,5	1,0	Свыше 1,0
Переменный 50 Гц	U, В	550	340	160	105	60	20
	I, мА	650	400	190	125	50	6
Постоянный ток	U, В	650	500	400	250	200	40
	I, мА	650	500	400	250	200	15

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в таблице 1.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления: при времени воздействия до 0,5 с — 0,85 кОм, более 0,5 с — 1 кОм.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов используются при проектировании и изготовлении устройств защитного отключения.

3 Влияние пути тока на исход поражения.Если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика. Если же электрический ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным, а не непосредственным. При этом опасность тяжелого поражения хотя и сохраняется, но вероятность его резко снижается. Возможных путей тока в теле человека, которые именуются петлями тока, очень много. На рисунке 1.2 представлены характерные, наиболее часто встречающиеся на практике пути тока в теле человека. Опасность различных петель можно оценивать по значению тока, проходящему через область сердца: чем больше этот ток, тем опаснее петля. Таким образом, из представленных на рисунке 1.2, самый путь тока в теле человека – по петле «правая рука – ноги», а менее опасный — по петле «нога – нога».

Частота возникновения данного пути тока в %	20 % «правая рука – ноги»	17 % «левая рука – ноги»	40 % «рука – рука»	6 % «нога – нога»
Величина тока, проходящего через область сердца в % от общего тока, проходящего через все тело человека	6,7 %	3,7 %	3,3 %	0,4 %

Рисунок 1.2 – Опасность различных путей тока в теле человека

4 Влияние частоты и рода тока на исход поражения.С увеличением частоты переменного тока в диапазоне 0-50 Гц повышается опасность поражения. Дальнейшее повышение частоты, несмотря на рост тока, проходящего через человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц и не может вызвать прекращение работы сердца и легких. Правда, эти токи сохраняют опасность ожогов, как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через человека.

Постоянный ток примерно в 4-5 разбезопаснее переменного тока частотой 50 Гц.

5 Влияние индивидуальных свойств человека на исход поражения.Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, легких, нервными болезнями и др. С учетом указанных обстоятельств, приказами Минздрава России (№ 90 от 14.03.96г.; № 23 от 06.02.2001г.) электротехнический персонал должен проходить обязательное медицинское освидетельствование, как при наступлении на работу, так и периодически 1 раз в 2 года.

6 Окружающая среда. Повышенная влажность (особенно близкая к 100%), повышенная температура окружающего воздуха (более +35 ºС), пониженное парциальное давление кислорода (в закрытых помещениях) и др. вызывают некоторое понижение электрического сопротивления тела человека и, как следствие, при всех прочих равных условиях, увеличивается опасность поражения электрическим током. Этот фактор используется при классификации помещений [2] по степени опасности поражения человека электрическим током (см. приложение В)

2. Факторы, влияющие на исход поражения человека током

Характер и тяжесть поражения электрическим током зависят от ря­да факторов, таких как величина и длительность протекания тока че­рез тело человека, путь тока в теле человека, род и частота действую­щего тока, индивидуальные свойства человека и параметры окружающей среды, фактор внимания. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходя­щего через тело человека, поэтому их можно считать косвенными фак­торами.

Величина тока, протекающего через тело человека, является ос­новным фактором, влияющим на исход поражения.

Реакции организма при протекании тока частотой 50 Гц по пути «рука-рука» или «рука-ноги» — следующие. При токах до 0,6 мА ощуще­ния не наблюдаются. При токах, превышающих в среднем 1 мА и назы­ваемых ощутимыми токами, появляются ощущения слабого зуда и лег­кого по­щипывания. При токах в несколько мА происходят судорожные сокра­щения мышц и болезненные ощущения, которые с ростом тока усили­ваются и распространяются на все большие участки тела. При то­ках бо­лее 10 мА (в среднем 15 мА), называемых неотпускающими, воз­никает едва переносимая боль, а судороги мышц руки становятся не­преодоли­мыми, и человек не в состоянии разжать руку, в которой зажата токове­дущая часть. Токи 25-50 мА приводят к параличу рук и сильному за­труднению дыхания из-за судорожных сокращений мышц грудной клетки. Кроме того, резко повышается кровяное давление из-за сужения кровеносных сосудов, ухудшается работа сердца. При токах более 50 мА наблюдается паралич дыхания. В диапазоне токов от 50 мА до 5 А при времени воздействия 1-3 с происходит фибрилляция сердца. Токи в 5 А и более вызывают немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции, однако после отключения тока дыхание, как правило, самостоятельно не восстанавливается, и требуется оказывать помощь пострадавшему в виде искусственного дыхания. Для оценки опасности поражения током принято использовать пороговые токи: ощутимый, неотпус­кающий и фибрилляционный. Пороговыми токами называют наи­меньшие значения соответствующих токов. Значения пороговых токов зависят от рода тока, частоты и различны у разных людей, поэтому рассматривают вероятность возникновения соответствующих эффектов воздействия тока.

Пороговый ощутимый ток составляет в среднем 1 мА при f= 50 Гц и 6 мА при постоянном токе.

Пороговый неотпускающий ток составляет 10 мА при f = 50 Гц и 50 мА при постоянном токе. В последнем случае едва переносимая боль возникает в момент отрыва рук от электродов.

Пороговый фибрил­ля­ционный ток составляет примерно 100 мА при f = 50 Гц и 300 мА при постоянном токе. Верхний предел фибрилляционного тока составляет 5 А.

Продолжительность воздействия тока оказывает существенное влия­ние на исход поражения человека электрическим током. Чем дольше действие тока, тем больше вероятность тяжелого или даже смертель­ного исхода поражения. Объясняется это тем, что с увеличе­нием вре­мени воздействия тока на живые ткани повышается его значе­ние за счет уменьшения сопротивления тела че­ловека, накапливаются последствия воздействия тока на организм, и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой Т кардио­цикла, когда желудочки сердца находятся в расслабленном со­стоянии. Продолжительность фазы Т составляет около 0,2 с.

Путь тока в теле человека оказывает существенное влияние на ис­ход пораже­ния. Наиболее тяжелые электротравмы возникают в слу­чаях, когда на пути тока оказываются жизненно важные органы (мозг, сердце, легкие) или уязвимые зоны, особо чувстви­тельные к электрическому току. Наиболее опасными путями протека­ния тока через тело человека являются: «голова – руки», «голова – ноги», «рука – рука», “рука – ноги”. Наиболее уязвимые зоны расположены на внешней стороне кисти рук, на руках выше кисти, спине, шее, висках, плечах, пе­редней части ног. Образование электрической цепи через уязвимые места при неблагоприятном стечении обстоятельств может привести к тяжелым исходам поражения при токах даже в несколько миллиампер.

Род и частота тока также в значительной степени определяют ис­ход поражения. Наиболее опасными являются переменные токи с час­то­тами в диапазоне 20 – 100 Гц. При частотах меньше 20 Гц или больше 100 Гц опасность поражения током снижается. Токи с частотами в не­сколько сотен кГц и выше фибрилляции сердца практически не вызы­вают, однако это не означает, что их следует считать безопасными, т. к. возможность их термического и биологического действия сохраняется. При напряже­ниях до 500 В переменный ток с частотой 50 Гц ус­ловно можно считать в 3 – 4 раза опаснее постоянного. При более высо­ких напряжениях постоянный ток становится опаснее переменного из-за более тяжелых форм ожогов.

Индивидуальные свойства человека также влияют на исход по­ра­жения электрическим током. Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обла­дают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болез­нями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секре­ции, лёгких, нервными болезнями. Утомление, возникающее к концу рабочего дня, снижая внимательность, не только увеличивает вероят­ность поражения током, но и может усугубить его тяжесть. Отягощают электротравму алкогольные опьянения и болезненные состояния, при­водящие к истощению нервной системы. Существует список болезней и расстройств, препятствующих до­пуску к работе по обслуживанию действующих электроустановок.

Условия внешней среды в некоторых случаях увеличивают опас­ность поражения током. Повышенные влажность и температура, пониженное атмосферное давление, уменьшенное со­держание кислорода и уве­личенное содержание углеки­слого газа повышают чувствительность организма к воздействию электриче­ского тока.

Фактор внимания учитывает состояние центральной нервной сис­темы человека. Установлено, что последствия поражения в резуль­тате неожиданного электрического удара могут оказаться более тяже­лыми по сравнению со случаем, если тот же человек получит электри­ческий удар, ожидая его. Наиболее опасные электротравмы происходят с людьми, случайно оказавшимися под напряжением. Наоборот, если че­ловек знает о грозящей ему опасности, работает в состоянии сосредо­то­ченного внимания, то поражение током, если оно произойдет, не бу­дет для него неожиданным. Последствия такого поражения, как пра­вило, могут оказаться менее тяжёлыми при напряжениях до 380 В.

Лекция 9. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: значения силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания через него тока, пути тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды,

Сила тока является основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека (путь: рука-рука, рука-ноги).

Фибрилляцией называют хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие её работу как насоса. (Для женщин пороговые значения тока в 1,5 раза меньше, чем для мужчин).

Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250-300 В). 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.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более.

При удалении верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом, При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составляет всего лишь 300-500 Ом.

При расчетах принимают сопротивление организма человека, равное 1000 Ом. При наличии на коже различных повреждений (потертостей, порезов, ссадин) резко уменьшается

ее электрическое сопротивление в этих местах. Электрическое сопротивление организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.

С повышением напряжения, приложенного к телу человека, уменьшается сопротивление кожи, а, следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через нее, и другими факторами.

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 (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (20-50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

На электрическое сопротивление влияют также род тока и его частота. При частотах 10-20 кГц верхний слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2-3 мм2. Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.

Длительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи с тем, что с течением времени падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение сердца.

Путь тока через тело человека также имеет существенное значение. Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении тока через жизненно важные органы.

Статистические данные показывают, что число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути «правая рука-ноги» составляют 87 %; по пути «нога-нога» — 15%. Наиболее характерные цепи тока через человека: рука-ноги, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Но наиболее опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки — обе ноги, левая рука-ноги, рука-рука, голова-ноги.

Род и частота тока также влияют на степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой от 20 до 1000 Гц. Переменный ток опаснее постоянного, но это характерно только для напряжений до 250 -300 В; при больших напряжениях становится опаснее постоянный ток. С повышением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а проходящий ток увеличивается. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц.

Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц. Но эти токи могут вызывать 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 и состояние окружающей среды также оказывают заметное влияние на тяжесть поражения.

20. Действие электрического тока на организм человека. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током. Понятие об электрическом ударе. Шаговое напряжение. Напряжение прикосновения.

Действие тока на организм человека может быть местным и общим.

Местное действие, называемое электрическими травмами, представляет собой поражение участков тканей электрическим током.

Характер и последствия поражения человека электрическим током зависят от величины, частоты и пути прохождения, продолжительности его воздействия, сопротивления тела человека, внешней среды, индивидуальных свойств организма и т. п.

Установлено, что основными факторами при поражении электрическим током, являются сила и время воздействия тока, протекающие через тело человека.

На исход поражения электрическим током влияют целый ряд следующих факторов: величина, род, частота тока, проходящего через тело человека; длительность прохождения и путь тока; величина сопротивления тела человека, индивидуальные свойства организма человека и др.

Основными факторами, определяющими тяжесть исхода поражения, является величина проходящего через человека электрического тока. Она определяется напряжением между точками цепи тока, которых одновременно касается человек, т. е. напряжением прикосновения и сопротивлением тела человека

Напряжение шага (шаговое напряжение) — напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека.

Напряжение между двумя точками цепи электрического тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения.

21. Электротравмы: причины, классификация по степеням тяжести, характеристика симптомов

К эклектическим травмам относятся ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи, электроофтальмия.

Ожоги являются результатом теплового действия тока, электрической дуги или искры, а также воздействия расплавленного или раскаленного металла. Электрические знаки возникают при контакте участка тела человека с токоведущими частями и представляют собой огрубления желтого цвета с белой каймой и припухлостью кожи.

Электрометаллизация кожи ― пропитывание кожи частицами металла при его разбрызгивании и испарении под действием тока возникшей электрической дуги.

Общее поражение электрическим током человека представляет наибольшую опасность. При таком поражении нарушается работа центральной и периферической нервной и сердечно-сосудистой системы. Относительно большие величины тока приводят к фибрилляции и параличу сердца, а также остановке дыхания.

Действие электрического тока приводит к электротравмам 2 видов: местным электротравмам и электрическим ударам (общие электротравмы).

Местные электротравмы это повреждения тканей организма, к которым относятся: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия.

Электрический удар вызывает возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких.

По степени тяжести электротравмы классифицируют на четыре степени.

Наиболее опасная четвертая ― клиническая смерть т. е. переходной период от жизни к смерти. В этом састоянии человек не имеет никаких признаков жизни ― не дышит, сердце не работает, зрачки глаз расширенны, не реагируют на свет. В это время жизнь в организме еще не угасла. Период клинической смерти длится от 4…5 до 8…10 мин в зависимости от тяжести поражения и индивидуальных особенностей человека.