Воздействие электрического тока на организм человека

5.7.1. Воздействие электрического тока

Проходя через тело человека, ток оказывает терми­ческое, электролитическое, механическое и биологиче­ское воздействие.

Термическое воздействие проявля­ется ожогами отдельных участков тела, нагревом кро­веносных сосудов, нервов и других тканей, вызывая в них существенные функциональные расстройства. Электролитическое воздействие выражается в разложе­нии биологических жидкостей, в том числе крови, в ре­зультате чего нарушается их физико-химический состав. Механическое воздействие приводит к расслоению, раз­рыву тканей организма в результате электродинамиче­ского эффекта, а также взрывоподобного образования пара, образующегося при вскипании биологических жидкостей под действием тока. Биологическое воздейст­вие проявляется раздражением и возбуждением тканей организма, нарушением жизненно важных биологиче­ских процессов, в результате чего возможны остановка сердца и прекращение дыхания. Внешний ток может подавить весьма малые биотоки, протекающие в теле человека, и тем самым вызвать серьезные расстройства в организме вплоть до его гибели.

Рассмотренные воздействия тока на организм часто приводят к электротравмам, которые условно разделя­ют на общие (электрические удары) и местные, причем часто они возникают одновременно, образуя смешанные электропоражения.

Под электрическим ударом понимают возбуждение тканей организма проходящим через него током, про­являющееся в виде судорог мышц тела. Тяжесть послед­ствий такого воздействия различна: от слабого сокраще­ния мышц в местах входа и выхода тока до существенных нарушений, в том числе прекращения функционирова­ния сердца и легких. Даже при несмертельной электротравме электрокардиограмма пострадавшего несет на себе признаки коронарной недостаточности, а морфо­логические исследования в ряде случаев показывают наличие инфаркта миокарда. Нередко у пострадавших наблюдаются отдаленные (от 10 дней до 2 лет и более после травмы) последствия электроударов: заболевания щитовидной железы, половых органов, раннее появле­ние артериосклероза, развитие диабета, сердечно-сосу­дистых, вегетативно-эндокринных и нервно-психиче­ских расстройств.

К местным электротравмам относятся электриче­ские ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, механические повреждения и электроофтальмия.

Электрические ожоги возникают примерно у двух третей пострадавших вследствие перехода в тепловую энергию электрической энергии тока, проходящего через тело человека при его контакте с токоведущими частями, а также от воздействия электрической дуги или искры, образующихся при коротких замыканиях или приближе­нии человека на недопустимо близкое расстояние к час­тям, находящимся под высоким напряжением.

Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении и разбрызгивании в случае образования электрической дуги. Металл может проникнуть в кожу также вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Эта травма наблюдается приблизительно у каждого десятого пострадавшего. С течением времени пораженный участок кожи приобретает нормальный вид и эластичность. Однако при поражении глаз лечение может оказаться сложным, иногда и безрезультатным — наступает слепота.

Электрические знаки — это пятна серого или бледно - желтого цвета, образующиеся на коже при прохождении тока. Происходит как бы омертвление верхнего слоя пораженного участка кожи и ее затвердевание подобно мозоли. Обычно электрические знаки безболезненны и при лечении бесследно исчезают. Встречается этот вид травм приблизительно у 11-20 % пострадавших.

Механические повреждения тканей и органов тела че­ловека наблюдаются довольно редко и происходят в результате судорожных сокращений мышц под действием тока. Последствия травмирования иногда очень тяже­лые: разрывы сухожилий, кровеносных сосудов, выви­хи суставов и переломы костей.

Электроофтальмия (воспаление наружных оболочек глаз) возникает в результате воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги. Характерные проявления болезни: слезотечение, частичное ослепле­ние и светобоязнь; боль в глазах продолжается обычно несколько дней.

В результате статистической обработки многочисленных и весьма различных данных, полученных на основе анализа несчастных случаев, результатов опытов на животных и людях, была получена усредненная зависимость характера воздействия от значения постоянного и переменного тока, проходящего через человека по пути «рука-рука» и «рука-ноги» (табл. 7) [19, 20].

Таблица 7

Воздействие тока на человека

5.7.2. Основные причины электротравматизма

Отметим следующие причины поражения электрическим током:

- прикосновение к неизолированным токоведущим частям (проводам, клеммам, шинам и т.п.), при котором возникает напряжение прикосновения;

- появление напряжения на частях установок и машин, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации (корпуса, пульты и др.), что чаще всего происходит вследствие повреждения изоляции;

- образование электрической дуги между токоведущей частью и человеком, что возможно в электрических установках напряжением 1 кВ;

- воздействие напряжения шага;

- несогласованные и ошибочные действия персонала, отсутствие надзора за электроустановками под напряжением и ряд других организационных причин.

Важными факторами, влияющими на результат воздействия электрического тока на человека, являются: род тока, частота; путь прохождения тока; время его действия; температура и влажность воздуха; состояние кожных покровов человека и др.

В общем случае при напряжении до 500 В переменный ток опаснее постоянного, а при напряжении более 500 В опаснее постоянный ток. Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц. Уменьшение частоты снижают опасность его воздействия.

Путь прохождения тока многовариантен. Наиболее опасное воздействие наблюдается в случаях, когда ток проходит через сердце или мозг.

Увеличение времени прохождения тока повышает опасность смертельного поражения. Длительные судороги мышц могут привести к остановке дыхания и сердца.

Сопротивление тела человека во многом зависит от сопротивления его кожных покровов. Если кожа увлажнена, то ее значение сопротивления значительно уменьшается, достигая значений 650-1000 Ом и приближаясь к внутреннему сопротивлению, равному от 650-800 Ом.

Опасность поражения человека электрическим током зависит от состояния и вида помещения, где применяются все эти электрические сети и электроустановки. По опасности поражения током различают:

- помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность;

- помещения с повышенной опасностью, характеризуется наличием одного или следующих условий:

· cырости (относительная влажность превышает 75%) или токопроводящей пыли;

· токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные и т.п.);

· высокой температуры, постоянной или периодической, превышающей +35 градусов;

· возможности одновременного прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования, и к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей;

- помещения особо опасные, характеризующиеся одним из следующих признаков:

· особой сыростью (влажность близка к 100%);

· химически активной или органической средой, разрушающей изоляцию и токоведущую часть электрооборудования;

· наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности; к таким помещениям относится большая часть производственных помещений;

- территория размещения наружных электроустановок, которая по опасности поражения током приравнивается к особо опасным помещениям.

Опасность поражения человека электрическим током наступает вследствие:

- напряжения шага, которое равно напряжению между точками земли, обусловленному растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека; численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека; поле потенциалов на поверхности земли может возникнуть, например, при замыкании провода ЛЭП на землю в результате его обрыва, при стекании тока с заземлителя при ударе молнии и т.п.;

- прикосновения к неизолированным токоведущим частям (прямое прикосновение) или прикосновение к части электрического оборудования, которое находится под напряжением вследствие повреждения изоляции (косвенное прикосновение), когда человек находится в контакте с потенциалом земли и другой проводящей частью оборудования иного потенциала;

- образования электрической дуги между токоведущей частью установки и человеком, что возможно в электрических установках напряжением свыше 1000 В.

Опасность поражения электрическим током наступает главным образом при прямом или косвенном прикосновении к частям, находящимся под напряжением. Под прямым понимается прикосновение к неизолированным токоведущим частям, когда человек одновременно находится в контакте с землей или другой токоведущей частью отличного потенциала; под косвенным – прикосновение к частям оборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции, когда человек находится в контакте с землей или с другой проводящей частью отличного потенциала.