Электрический ток оказывает на человека. Влияние электрического тока на организм человека. Факторы, влияющие на опасность поражения током

Действия электрического тока - это те явления, которые вызывает электрический ток.
По этим явлениям можно судить есть или нет электрический ток в цепи.

Тепловое действие тока.

Электрический ток вызывает разогревание металлических проводников вплоть до свечения.

Химическое действие тока.

При прохождении электрического тока через электролит возможно выделение веществ, содержащихся в растворе, на электродах.
- наблюдается в жидких проводниках.

Магнитное действие тока.

Проводник с током приобретает магнитные свойства.
- наблюдается при наличии электрического тока в любых проводниках (твердых, жидких, газообразных).

А СМОЖЕШЬ ЛИ ТЫ СООБРАЗИТЬ

Открытие физика Араго в 1820 г. заключалось в следующем: когда тонкая медная проволока, соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней.
Объясните это явление.
В коробке перемешаны медные винты и железные шурупы.
Каким образом можно быстро рассортировать их, имея аккумулятор, достаточно длинный медный изолированный провод и железный стержень?

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.

Физиологическое действие тока на ранней стадии развития науки об электричестве было единственным, о котором было известно ученым, и было основано на собственных ощущениях экспериментаторов.

Одним из первых, кто ощутил на себе действие тока, был голландский физик П.Мушенбрук, живший в 18 веке. Получив удар током он заявил, что "не согласился бы подвергнуться ещё раз такому испытанию даже за королевский трон Франции."

отрицательное действие:

Электрический ток вызывает изменения в нервной системе, выражающиеся в ее раздражении или параличе. При воздействии электрического тока возникают судорожные спазмы мышц.
Принято говорить, что электрический ток человека "держит": пострадавший не в состоянии
выпустить из рук предмет - источник электричества
___

При поражении достаточно сильным электрическим током происходит судорожный спазм диафрагмы - главной дыхательной мышцы в организме - и сердца.
Это вызывает моментальную остановку дыхания и сердечной деятельности. Действие электрического тока на мозг вызывает потерю сознания. Соприкасаясь с телом человека, электрический ток оказывает также тепловое действие, причем в месте контакта возникают ожоги III степени.
___

Постоянный ток менее опасен, чем переменный в электросети, который даже под напряжением 220В может вызвать очень тяжелое поражение организма. Действие электрического тока на человека усиливается при наличии промокшей обуви, мокрых рук, которым свойственна повышенная электропроводность.
___

При поражении молнией на теле пострадавшего возникает древовидный рисунок синюшного цвета. Принято говорить, что молния оставила свое изображение.
В действительности при поражении молнией происходит паралич подкожных сосудов.

положительное действие:

Электрошок - электрическое раздражение мозга, с помощью которого лечат некоторые психические заболевания.
Дефибрилляторы - электрические медицинские приборы, используемые при восстановлении нарушений ритма сердечной деятельности посредством воздействия на организм кратковременными высоковольтными электрическими разрядами.
Гальванизация - пропускание через организм слабого постоянного тока, оказывающего болеутоляющий эффект и улучшающий кровообращение.

Работая с электроприборами, будь осторожен!

Любознательным

По ковру ходить опасно!

Иногда вас может «ударить током», если вы просто пройдетесь по ковру или поерзаете на сиденьи автомобиля. Очевидно, при этом каким-то образом накапливается заряд. Можете ли вы более подробно объяснить, что именно происходит? Почему, например, вас «бьет током», когда вы идете по ковру, но ничего не случается, если вы стоите на нем? Почему эти эффекты зависят от времени года?

Оказывается...
Когда два материала (скажем, подошвы туфель и ковер) соприкасаются, электроны из одного из них туннелируют через поверхностный энергетический барьер в другой. Поскольку ни тот, ни другой из этих материалов не является хорошим проводником, электроны могут переходить с одной поверхности на другую лишь в тех точках, где материалы плотно соприкасаются. Таким образом, чем больше поверхность контакта между материалами, тем больше будет переходить электронов. При трении одной поверхности о другую площадь контакта значительно возрастает, благодаря чему достигается переход большого числа электронов. Материал, который теряет электроны, заряжается положительно, материал, который принимает их, заряжается отрицательно. Если воздух влажный, избыточный заряд быстро переходит с материала на взвешенные в воздухе капельки воды. Уменьшению заряда могут способствовать также частицы дыма. Если же такого разряда не происходит, то при обычном контакте двух материалов может возникнуть весьма значительная разность потенциалов.
Если, например, перед тем как выйти из машины, вы поерзаете на сиденье, то потенциал вашего тела может оказаться на 15 кВ выше потенциала земли.

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связок.

Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.

Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подкожных тканей, вплоть до обугливания.

Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.

Различают два основных вида поражения организма: электрические травмы и электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно.

Электрические травмы - это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение. Обычно травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.

Характерные виды электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрические ожоги - наиболее распространенные электротравмы. Они составляют 60-65 %, причем 1/3 их сопровождается другими электротравмами.

Различают ожоги: токовый (контактный) и дуговой.

Контактные электроожоги, т.е. поражения тканей в местах входа, выхода и на пути движения электротока возникают в результате контакта человека с токоведущей частью. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1 -2 кВ), они сравнительно легкие.

Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках от 1000 В до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от перемены электрической дуги или загоревшейся от неё одежды.

Могут быть также комбинированные поражения (контактный электроожог и термический ожог от пламени электрической дуги или загоревшейся одежды, злектроожог в сочетании с различными механическими повреждениями, электроожог одновременно с термическим ожогом и механической травмой).

Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин, небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму морщин. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока.

Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п. Пораженный участок имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего под кожу: зеленая - при контакте с медью, серая - с алюминием, сине-зеленая - с латунью, желто-серая - со свинцом. Обычно с течением времени больная кожа сходит и поражённый участок приобретает нормальный вид. Вместе с тем исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой. Металлизация кожи наблюдается примерно у каждого десятого из пострадавших. Причём в большинстве случаев одновременно с металлизацией происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые поражения.

Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, вызывающих в клетках организма химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия возникает сравнительно редко (у 1-2 % пострадавших), чаще всего при проведении электросварочных работ.

Механические повреждения являются следствием резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Эти повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длительного лечения. К счастью они возникают редко - не более чем у 3 % пострадавших от тока.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;

III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.

Клиническая (или «мнимая») смерть - переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности в лёгких. 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. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не сразу и не сразу угасают функции различных органов. Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга, с деятельностью которого связаны сознание и мышление. Поэтому 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, например, от электрического тока, - 7-8 мин.

Биологическая (или истинная) смерть - необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти. Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок. Прекращение сердечной деятельности является следствием воздействия тока на мышцу сердца. Такое воздействие может быть прямым, когда ток протекает непосредственно в области сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области.

В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, то есть хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение. Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднения дыхания уже при токе 20-25 мА (50 Гц), усиливающиеся с ростом тока. При длительном действии тока может наступить асфиксия - удушье в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.

Электрический шок - своеобразная тяжёлая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.

Известно, что человек неспособен определить своими органами наличие опасного напряжения, а постоянно происходящие в организме физиологические процессы несовместимы с протеканием сквозь его тело электрического тока.

Существует четыре вида воздействия тока:

Термические;
- электролитические;
- динамические;
- биологические.

Термическое воздействие - на теле, после контакта с электричеством, появляются ожоги произвольной формы. При перегревании временно теряют свою функциональность органы, находящиеся на пути электротока. В результате поражения может пострадать как мозг, так и кровеносная или нервная системы, что приводит к серьезным расстройствам.

Электролитическое воздействие - поражение крови и лимфы в организме, что влечёт к их расщеплению и изменению физико-химического состава.

Динамическое , или как его еще называют механическое, воздействие вызывает повреждение структуры тканей организма (в том числе, мышечные, лёгочные ткани, стенки кровеносных сосудов) в виде расслоения, рваных ран, в отдельных случаях - даже разрывов. Увечью способствует перегрев крови и тканевой жидкости с мгновенным выделением пара, похожим на взрыв.

Биологическое воздействие поражает мышечную систему и живые ткани, приводит к её временной дисфункции. В результате, могут возникать непроизвольные судорожные мышечные сокращения. Это действие, даже временного характера, может пагубно повлиять на работу сердца или дыхательной системы, не исключается летальный исход.

Виды электротравм:

Местного характера, когда нарушены отдельные участки тела;
- общее поражение - нанесены увечья электрическим ударом всему организму.

Соотношения электротравм, по данным статических исследований, распределились в следующим образом:

20% - местные проявления;
- 25% - общее поражение организма;
- 55% - смешанные поражения.

Чаще всего, возникают несчастные случаи с обоими видами травм, однако их следует рассматривать, как отдельные, так как они имеют значительные различия.

Электротравмы местного характера . Повреждения организма связаны с нарушениями целостности тканей тела. Чаще травмируется кожный покров, но бывают случаи нанесения вреда связкам или костям.

Степень опасности травм зависит от состояния и места повреждённой ткани. В большинстве случаев они излечиваются с полным восстановлением функциональности поражённой части тела.

Около 75% несчастных случаев от поражения электротоком имеют зону повреждения местного характера и встречаются со следующей частотой:

Ожоги от электричества - ≈40%;
- электрические знаки - ≈7%;
- металлизация кожного покрова - ≈3%;
- механическое поражение – ≈0,5%
- случаи электроофтальмии - ≈1,5%;
- смешанные травмы - ≈23%.

Электрические ожоги . Повреждения тканей возникают от термического влияния электрического тока, происходят часто, разделяются на:

Токовые, либо контактные, возникающие при соприкосновении человека с токоведущим оборудованием;
- дуговые, обусловленные действием электрической дугой.

Токовые ожоги характерны для электроустройств с напряжением до 2 кВ. Электрические объекты большего напряжения образуют электрическую дугу.

Сложность ожога зависит от мощности тока и длительности его прохождения. Кожный покров сгорает быстро из-за большего сопротивления чем у внутренних тканей. При увеличенных частотах токи проникают глубоко в организм, поражают внутренние органы.

Дуговые ожоги происходят при работе ЭУ с различными напряжениями. Причём источники до 6 кВ могут образовать дугу при случайном коротком замыкании. Более высокие напряжения пробивают сопротивление воздушной изоляции между человеком и электрооборудованием при сокращении безопасного промежутка до токоведущих частей.

Электрознаки . Это находящиеся на поверхности тела пятна овальной формы бледно-жёлтого или серого цвета. По размеру они около 1-5 мм. Легко поддаются лечению и не приносят человеку большого дискомфорта.

Представляет собой повреждение кожных покровов мелкими частичками расплавленного металла, которые проникают в верхние слои кожи от дуги при коротких замыканиях.

К наиболее опасной травме относятся повреждения области глаз. Для её предотвращения, при работах, связанных с разрывами цепей и одновременным образованием электродуги, работник должен использовать специальные защитные очки, а тело полностью закрывать спецодеждой.

Механические повреждения . Наиболее характерны при работе в электрических установках до 1000 В под длительным воздействием электротока.

Проявляются в виде непроизвольных мышечных судорог, которые могут привести к разрыву кожи, нервных тканей или кровеносных сосудов. Встречаются случаи с вывихом суставов и переломом костей.

Электроофтальмия . Повреждение глаз связано с воспалительными процессами наружной оболочки (конъюнктивы и роговицы) от воздействия сильного светового потока ультрафиолетового спектра электрической дуги.

Для защиты требуется использовать очки или маску с цветными специальными стёклами.

Электрический удар . Быстрое, практически мгновенное образование цепи тока в организме поражает живые ткани, приводит к судорогам мышц, нарушает работу всех органов, особенно нервной системы, сердца и лёгких. Степени электрического удара определяют пятью этапами:

1. Легкие сокращения отдельных мышц;
2. Мышечные судороги, создающие болевые ощущения, при которых пострадавший находится в сознании;
3. Судорожные сокращения мышц, вызвавшие потерю сознания, когда сердце и лёгкие продолжают функционировать;
4. Пострадавший лишен сознания, нарушен ритм/работа сердца и/или дыхание;
5. Летальный исход.

Последствия электрического удара на человеческий организм зависят от ряда факторов:

Длительность и величина поражающего электротока;
- частота и вид тока;
- пути протекания;
- индивидуальные возможности пораженного организма.

Фибрилляция . Волокна сердечной мышцы (фибриллы) под действием переменного тока с частотой 50 Гц, превышающего 50 мА, начинают хаотические сокращения. Через несколько секунд полностью прекращается нагнетание крови. Останавливается кровоток организма.

Путь току через сердце создают чаще всего, контакты между руками либо ногой и рукой. Меньшие 50 мА и большие 5 А токи фибрилляцию сердечной мышцы у человека не вызывают.

Электрический шок . Удар электрическим током тяжело воспринимается организмом, возникает реакция нервно-рефлекторного характера. Поражаются дыхательная и нервная системы, кровообращение, внутренние органы.

После воздействия током наступает фаза так называемого возбуждения организма: появляется ощутимость боли, увеличивается артериальное давление.

Затем организм переходит в фазу торможения: снижается кровяное давление, нарушается пульс, ослабевает дыхательная и нервная системы, наступает депрессия. Длительность этого состояния может колебаться от нескольких минут до суток.

Электрические травмы: ожог, металлизация кожи, механические повреждения.

Действие электрического тока на организм человека своеобразно и носит разносторонний характер. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие на различные системы организма. При этом могут возникнуть нарушения деятельности жизненно важных органов человека: мозга, сердца и легких.

Все виды действия электрического тока на организм человека можно объединить в два основных: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы - это местные поражения тела: ожоги, металлизация кожи, механические повреждения организма.

Ожог может быть вызван прохождением электрического тока непосредственно через тело человека или воздействием на него электрической дуги. Ожоги электрической дугой наиболее опасны и имеют тяжелые последствия, поскольку температура электрической дуги превышает 3500° С.

Металлизация кожи возникает вследствие проникновения в ее верхние слои мельчайших частиц металла, испарившегося или расплавившегося под действием электрической дуги. Такой вид поражения возможен также в результате электролитического действия тока.

Механические повреждения являются следствием непроизвольных сокращений мышц организма под действием тока. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов и даже переломы костей. К данному виду травм относятся также ушибы и переломы, связанные с падением человека с высоты, ударами об оборудование или элементы здания в результате непроизвольного движения или потери сознания при воздействии тока.

Разновидностью электротравмы является электроофтальмия - поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, в спектре которой имеются вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Электрический удар вызывает возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения жизнедеятельности организма и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Принята следующая классификация электротравм по степени их тяжести: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II -судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания, а возможно и их совместное нарушение; IV - клиническая смерть, характеризуемая отсутствием дыхания и кровообращения.

Клиническая смерть - это переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких. Человек, находящийся в состоянии клинической смерти, не имеет никаких признаков жизни - не дышит, сердце не работает, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет, болевые раздражения не вызывают никаких реакций. Между тем в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла. Человек может находиться в состоянии клинической смерти от 4-5 до 8-10 мин в зависимости от вида и тяжести поражения и индивидуальных особенностей организма.

Характер и последствия поражения человека электрическим током зависят от ряда факторов: электрического сопротивления тела человека, величины и длительности протекания через него тока, рода и частоты тока, пути прохождения тока в теле человека, индивидуальных свойств организма человека и др.

Электрическое сопротивление тела человека неоднородно. Кожа, кости, жировые ткани имеют большее сопротивление, чем кровь, спинной и головной мозг, мышечная ткань. Кожа обладает наибольшим удельным сопротивлением, определяющим сопротивление всего тела человека.

При увлажнении и загрязнении, а также повреждении кожи сопротивление тела резко снижается (рис. 65). Сопротивление тела уменьшается также с увеличением тока и времени его протекания.

Рис. 65. Зависимость сопротивления человеческого тела от напряжения тока при частоте 50 Гц:

а - сухая кожа; б - влажная кожа

При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.

Сила электрического тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, определяющим исход поражения. Чем больше сила тока, тем опаснее его действие.

По последствиям физиологического воздействия на организм человека электрический ток можно подразделить на пороговый ощутимый, пороговый неотпускающий, пороговый фибрилляционный.

Пороговый ощутимый ток, имеющий малые значения (от 0,6 до 1,5 мА), вызывает первые ощутимые воздействия, но не травмирует. Пороговым неотпускающим считается ток величиной 10-15 мА. Под его воздействием практически исключается возможность самостоятельного отрыва человека от токоведущих установок.

Смертельно опасным считается ток более 100 мА, который вызывает паралич органов дыхания и фибрилляцию сердца и называется пороговым фибрилляционным.

Чем дольше человек находится под воздействием тока, тем серьезнее последствия поражения. В связи с этим необходимо как можно быстрее помочь пострадавшему освободиться от контакта с установкой, находящейся под опасным напряжением, поскольку при длительном прохождении тока 25-50 мА возможен смертельный исход. Объясняется это тем, что сопротивление тела человека при длительном прохождении тока уменьшается в результате прогрессирующего прогревания и пробивания рогового слоя кожи. Кроме того, длительное прохождение переменного тока нарушает ритм сердечной деятельности, вызывая трепетания желудочков сердца в связи с поражением нервов сердечной мышцы. Для переменного тока частотой 50 Гц допустимой величиной считается: при длительном воздействии (не ограниченном временем) 1 мА, при воздействии 0,1 с - 500 мА и 1,0 с - 65 мА.

Род и частота тока также влияют на тяжесть поражения. Наиболее опасен переменный ток частотой 50 Гц.

Постоянный ток одинаковой величины с переменным вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения.

При постоянном токе пороговые значения повышаются: для ощутимого тока до 6-7 мА и неотпускающего тока до 50-70 мА. Его действие в основном тепловое, однако ожоги могут быть очень тяжелыми и даже смертельными. Меньшая опасность постоянного тока ограничивается величиной напряжения 250-300 В. При большей величине напряжения постоянный ток также становится опасным. Действующие правила устройства и эксплуатации электроустановок одинаковы как для переменного, так и для постоянного тока.

Путь прохождения тока через тело человека также влияет на исход поражения, так как отдельные ткани обладают различными сопротивлениями. Ток проходит не по кратчайшему расстоянию между электродами, а главным образом вдоль потоков тканевой жидкости, кровеносных и лимфатических сосудов и оболочек нервных стволов, обладающих наибольшей электропроводностью. Ткани внутренних органов являются худшими проводниками тока. Соединительную ткань, сухую кожу и костную ткань можно отнести даже к диэлектрикам. Наибольшую опасность представляет прохождение тока, через жизненно важные органы: сердце, спинной мозг, органы дыхания и т. д. Такая опасность возникает по пути «рука - ноги» или «рука - рука». Не исключены тяжелые поражения и при прохождении тока по наименее опасному пути нога - нога (при шаговом напряжении).

Индивидуальные свойства человека в значительной степени влияют на исход поражения. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят воздействие электрического тока по сравнению со страдающими различными заболеваниями. Следует учитывать, что имеет значение не только физическое, но и психическое состояние пострадавшего в момент возникновения электротравмы. Лица, страдающие болезнями сердца, органов внутренней секреции, нервными заболеваниями, туберкулезом и т. п., а также находящиеся в состоянии переутомления, усталости, алкогольного опьянения, подвержены большей опасности поражения электротоком.

Вследствие этого обслуживание электроустановок поручается лицам, прошедшим не только специальное обучение, но и медицинский осмотр.

Воздействия электрического тока на человека по характеру и по его видам чрезвычайно разнообразны. Они зависят от множества факторов.

По характеру воздействия различают: термические, биологические, электролитические, химические и механические повреждения.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, почернением и обугливанием кожи и мягких тканей; нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути прохождения тока, кровеносных сосудов и нервных волокон. Фактор нагрева вызывает функциональные расстройства в органах и системах человеческого тела.

Электролитическое действие тока выражается в разложении различных жидкостей организма на ионы, нарушающие их свойства.

Химическое действие тока проявляется в возникновении химических реакций в крови, лимфе, нервных волокнах с образованием новых веществ, не свойственных организму.

Биологическое действие приводит к раздражению и возбуждению живых тканей организма, возникновению судорог, остановке дыхания, изменению режима сердечной деятельности.

Механическое действие тока выражается в сильном сокращении мышц, вплоть до их разрыва, разрывам кожи, кровеносных сосудов, переломе костей, вывихе суставов, расслоении тканей.

По видам поражения различают: электротравмы и электрические

Электротравмы — это местные поражения (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия).

Токовые ожоги подразделяются на контактные и дуговые. Контактные возникают в месте контакта кожи с токоведущей частью электроустановки напряжением не выше 2 кВ, дуговые — в местах, где возникла электрическая дуга, обладающая высокой температурой и большой энергией. Дуга может вызвать обширные ожоги тела, обугливание и даже полное сгорание больших участков тела.

Электрические знаки — это уплотненные участки серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Как правило, в месте электрического знака кожа теряет чувствительность.

Металлизация кожи — внедрение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги или заряженных частиц электролита из электролизных ванн.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетового излучения от электрической дуги. Возможно повреждение роговой оболочки, что особенно опасно.

Электрические удары — это общие поражения, связанные с возбуждением тканей проходящим через них током (сбои в функционировании центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения, потеря сознания, расстройства речи, судороги, нарушение дыхания вплоть до его остановки, мгновенная смерть).

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Ощущение от протекания переменного электрического тока, как правило, начинается от 0,6 мА.

Неотпускающим называют ток, который при прохождении через человека вызывает непреодолимые судорожные сокращения мышц рук, ног или других частей тела, соприкасающихся с токоведущим проводником. Переменный ток промышленной частоты, протекая по нервным тканям, воздействует на биотоки мозга, вызывая эффект «приковывания» к неизолированному проводнику тока в месте контакта с ним. Человек не может самостоятельно оторваться от токоведущей части.

Фибрилляционный называют ток, который при прохождении через организм вызывает фибрилляцию сердца (разновременные некоординированные сокращения отдельных мышечных волокон сердца). Фибрилляция может привести к остановке сердца и параличу дыхания.

Степень поражения электрическим током зависит от электрической проводимости или от обратного ему параметра — общего электрического сопротивления организма. Они, в свою очередь, определяются:

Индивидуальными особенностями тела человека;

Параметрами электрической цепи (напряжением, силой и родом тока, частотой его колебаний), под действие которой попал работник;

Путем прохождения тока через тело человека;

Условиями включения в электросеть;

Продолжительностью воздействия;

Условиями внешней среды (температурой, влажностью, наличием токопроводящей пыли и др.).

Низкое электрическое сопротивление организма способствует более тяжелым последствиям поражения. Электрическое сопротивление тела человека снижается вследствие неблагоприятных физиологических и психологических состояний (утомление, заболевание, алкогольное опьянение, голод, эмоциональное возбуждение).

Общее электрическое сопротивление человеческого организма суммируется из сопротивлений каждого участка тела, расположенного на пути прохождения тока. Каждый участок обладает своим сопротивлением. Наибольшее электросопротивление имеет верхний роговой слой кожи, в котором отсутствуют нервные окончания и кровеносные сосуды. При влажной или поврежденной коже сопротивление составляет около 1000 Ом. При сухой коже без повреждений оно многократно возрастает. При электропробое наружного слоя кожи полное сопротивление тела человека значительно снижается. Сопротивление кожи падает тем быстрее, чем длительнее процесс протекания тока.

Тяжесть поражения человека пропорциональна силе тока, прошедшего через его тело. Ток силой более 0,05 А может смертельно травмировать человека при продолжительности воздействия 0,1 с.

Переменный ток более опасен, чем постоянный, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее становится постоянный ток. Наиболее опасен частотный диапазон переменного тока от 20 до 100 Гц. Основная масса промышленного оборудования работает на частоте 50 Гц, входящей в этот опасный диапазон. Высокочастотные токи менее опасны. Токи высокой частоты могут вызвать лишь поверхностные ожоги, так как они распространяются только по поверхности тела.

Степень поражения организма во многом определяет путь, по которому электрический ток проходит через тело человека. Наиболее часты в практике варианты 1, 2, 5, 6, 7, показанные на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Варианты путей прохождения электрического тока через тело человека: 1 — «рука—рука».; 2 — «рука—ноги»; 5 — «нога—нога»; 6 — «голова—ноги»; 7 — «голова—рука»

Человек дотрагивается двумя руками до токоведущих проводов или частей оборудования, находящихся под напряжением. В этом случае движение тока идет от одной руки к другой через легкие и сердце. Путь этот принято называть «рука — рука»;

Человек стоит двумя ногами на земле и прикасается одной рукой к источнику тока. Путь протекания тока в этом случае называют «рука — ноги». Ток проходит через легкие и, возможно, через сердце;

Человек стоит обеими ногами на земле в зоне стекания на землю тока от неисправного электрооборудования, выполняющего в данном случае роль заземлителя. Земля в радиусе до 20 м получает потенциал напряжения, уменьшающийся с удалением от заземлителя. Каждая из ног человека получает разный потенциал напряжения, определяемый удаленностью от неисправного электрооборудования. В результате возникает электрическая цепь «нога — нога», напряжение в которой называют шаговым;

Прикосновение головой к токоведущим частям может создать цепь, где путь тока будет «голова — руки» или «голова — ноги».

Наиболее опасными являются те варианты, при реализации которых в зону поражения попадают жизненно важные системы организма, — головной мозг, сердце, легкие. Это цепи: «голова — рука», «голова — ноги», «руки — ноги», «рука — рука».

Пример. Переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 В, являющийся стандартным для отечественных электрических сетей, при прохождении по пути «рука — ноги» в зависимости от силы тока может оказывать различное воздействие. Так, если сила тока составляет 0,6—1,5 мА, он уже ощутим. Ему сопутствует слабый зуд, легкое дрожание пальцев. При силе тока 2,0—2,5 мА появляются болевые ощущения и сильное дрожание пальцев. При силе тока 5,0—7,0 мА возникают судороги кистей рук. Ток силой 20,0—25,0 мА — это уже неотпускающий ток. Человек не может самостоятельно оторвать руки от проводника, наблюдаются сильные боли и судороги, затрудненное дыхание. При силе тока 50,0—80,0 мА происходит паралич дыхания (при длительном протекании тока может возникнуть фибрилляция сердца). При 90,0—100,0 мА наступает фибрилляция. Через 2—3 с наступает паралич дыхания (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Характер воздействия на человека при протекании через тело (участки тела) электрического тока

Протекание по телу человека постоянного тока напряжением менее 500 В вызывает болевое ощущение в месте соприкосновения с проводником, в суставах конечностей, болевой шок, ожоги. Однако он может привести и к остановке дыхания или сердечной деятельности. При напряжении 500 В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдается.

Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость. При увеличении напряжения сила тока растет быстрее напряжения.

Степень опасности поражения электрическим током зависит от условий включения человека в электросеть. На производствах используют трехфазные электрические сети переменного тока (с изолированной нейтралью или с заземленной нейтралью) и однофазные электрические сети. Все они опасны, но у каждой степень опасности разная.

Для трехфазных сетей переменного тока с любым режимом нейтрали самым опасным является двухфазное прикосновение (одновременно к двум проводам исправной сети). Человек замыкает через свое тело два фазных провода и попадает под полное линейное напряжение сети. Ток при этом проходит по наиболее опасному пути «рука — рука». Сила тока максимальна, так как в сеть включается только очень невысокое (примерно 1000 Ом) сопротивление тела человека. Двухфазное прикосновение к действующим частям установки уже при напряжении 100 В может оказаться смертельным.

В случае прикосновении к проводу установки, находящейся в аварийном режиме (обрыв второго провода и замыкание фазы на землю), из-за перераспределения напряжений между фазами опасность серьезного поражения человека электрическим током несколько снижается.

Трехфазные электрические сети с заземленной нейтралью несколько менее опасны, чем сети с изолированной нейтралью. Такие сети обладают очень малым сопротивлением между нейтралью и землей, поэтому заземление нейтрали служит целям безопасности.

Наименее опасным всегда является прикосновение к одному из проводов исправной сети.

При падении оборванного провода на грунт или при повреждении изоляции и пробое фазы через корпус оборудования на землю, а также в местах расположения заземлителя происходит растекание тока замыкания в грунте. Оно подчиняется гиперболическому закону (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема растекания тока замыкания в грунте: 1 — место падения на землю оборванного провода; 2 — кривая (гипербола) распределения потенциалов на поверхности земли при растекании тока; U3 — напряжение в точке замыкания

Так как грунт является существенным сопротивлением для растекания тока, все точки, расположенные на одной радиальной прямой, но на разных расстояниях от точки замыкания проводника на грунт, будут иметь разный потенциал. Он максимален у заземлителя, уменьшается по мере удаления от него и равен нулю за границей зоны растекания. На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения в сухом грунте составляет уже 68 %, на расстоянии 10 м — 92 %. Нахождение человека в зоне растекания тока близко к заземлителю может быть опасным.

Выходить из опасной зоны необходимо по радиусу очень мелкими шагами. Согласно «Инструкции по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог» № ЦЭ-402, утвержденной МПС России 17.10.96 г., перемещаться в зоне растекания тока замыкания на землю без средств защиты (диэлектрических галош, бот) следует, передвигая ступни ног по земле и не отрывая их одну от другой. С увеличением длины шага увеличивается разница в потенциалах, под которыми находится каждая из ног. Образующееся за счет разности потенциалов в зоне растекания тока напряжение между двумя точками поверхности земли, которые отстоят друг от друга в радиальном направлении на расстоянии шага (0,8 м), называют шаговым напряжением. Путь тока при шаговом напряжении «нога — нога» не касается жизненно важных органов. Однако при значительном напряжении возникают судороги ног, человек падает. Электрическая цепь в этом случае замыкается через все тело упавшего.

В однофазных сетях постоянного тока наиболее опасным также является прикосновение человека одновременно к двум проводам, так как в этом случае ток, протекающий через тело человека, определяется только сопротивлением его тела.

Продолжительность воздействия тока часто служит фактором, от которого зависит исход поражения. Чем продолжительнее воздействует электрический ток на организм, тем тяжелее последствия. Через 30 с сопротивление тела человека протеканию тока падает примерно на 25 %, а через 90 с — на 70 %.