Лекция 16. Действие электрического тока на организм человека

Электротравмы на производстве (в том числе с летальным исходом) составляют 12—15% от общего количества травм, происшедших по другим причинам.

Проходя через организм человека, электрический ток оказывает термическое (ожоги и нагрев участков тела), электролитическое (разрыв или смещение клеток, из которых состоит организм человека, разложение крови) и биологическое действие (раздражение и возбуждение живых тканей, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц легких и сердца в ответ на нарушение биоэлектрических процессов, протекающих в организме).

Раздражающее действие тока на ткани организма может быть прямым (прохождение тока непосредственно через ткани, испытывающие раздражение) и непрямым, или рефлекторным (возбуждение тканей, по которым ток не протекает).

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

Широко распространены электрические ожоги, тяжесть которых различна — от легкого покраснения кожи до ее обгорания на значительной площади.

Чаще всего травмы имеют смешанный характер.

Местные электротравмы:

· ожог — результат теплового воздействия в месте контакта (покраснение кожи) или воздействия 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 — возбуждение живых тканей, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. Различают 4 степени электрических ударов:

1-я степень — судорожное сокращение мышц без потери сознания;

2-я степень — потеря сознания, но сохранение дыхания и сердечной деятельности;

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

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

При клинической смерти отсутствуют все признаки жизни: дыхание, сердечная деятельность, реакция на болевые раздражения; зрачки глаз расширены и на свет не реагируют. Но обменные процессы во всех тканях сразу не угасают. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга, с деятельностью которых связано сознание и мышление. Поэтому клинической смертью считается период от остановки сердца до начала гибели клеток коры головного мозга (4—5 мин, а для здорового человека 7—8 мин), после чего наступает биологическая смерть, являющаяся необратимой.

Наиболее опасен электрический удар, приводящий к остановке сердца и легких.

Степень воздействия электрического тока на живой организм зависит от силы и длительности протекания тока, электрического сопротивления человека, рода, частоты и пути прохождения тока.

Эквивалентную схему при протекании тока через тело человека можно представить в виде последовательно включенных сопротивлений внутренних органов Rвнутр и кожи (эпидермы) Rнаруж в месте контакта (на входе и выходе) с источником тока (рисунок 3.1). Емкость человеческого тела Cнаруж незначительна, и ее не учитывают в практических расчетах. Сопротивление тела человека Rч при различных расчетах, связанных с обеспечением безопасности, принимают активным и равным 1000 Ом, хотя оно и изменяется в широких пределах. Наибольшим сопротивлением обладает наружный слой кожи толщиной порядка 0,2 мм, состоящий из мертвых ороговевших клеток, наименьшим – спинно-мозговая жидкость. Сухая, чистая, неповрежденная кожа имеет сопротивление значительно больше, чем влажная, с большим pH, потная кожа. С увеличением силы тока и временем его протекания сопротивление тела человека уменьшается. Наибольшая опасность возникает при прохождении тока через головной мозг, легкие, сердце. Наиболее опасным является ток промышленных частот (20 – 1000 Гц). Постоянный ток напряжений 250 – 300 В менее опасен, чем переменный. Некоторые заболевания человека (сердечно сосудистые, кожные) делают его восприимчивым к электрическому току. Поэтому к обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование.

Rнаруж.Rнаруж.

Рисунок – Схема замещения тела человека

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие токи промышленной частоты воздействием более 1 секунды:

0,5 – 1,5 мА (для переменного тока) и 5-7 мА (для постоянного тока) - пороговый ощутимый ток (т.е. наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);

10 – 20 мА (переменного) и до 80 мА (постоянного тока) – пороговый не отпускающий ток (когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободится от токоведущих частей);

80 – 100 мА – пороговый фибрилляционный ток (расчет-

ный поражающий ток), вызывающий неритмичные судорожные сокращения сердца, называемые фибрилляцией.

Травмы происходят как при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям или корпусу оборудования, оказавшегося под напряжением, так и при нахождении на недопустимо близком расстоянии от них. В этом случае возникает электрическая дуга между токоведущей частью и телом человека.

Согласно стандарту (ГОСТ 12.1.038—82 ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов») при выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются три основные параметра: сила тока (Ih), протекающего через тело человека, напряжение прикосновения (Unp) и длительность протекания тока (tc).