Виды поражения электрическим током
Содержание:
- Электрическое сопротивление тела человека
- Как влияет величина тока на исход поражения?
- На какие виды можно разделить электротравмы?
- Опасные значения тока
- Воздействия тока на организм человека
- Виды поражения электрическим током
- Какое значение в исходе поражения имеет путь тока в теле пострадавшего?
- Виды электротравм
- В чем выражается своеобразие действия электрического тока на организм человека?
- Симптомы
- Опасность поражения электрическим током или последствия удара током
- Чем опаснее переменный ток постоянного напряжения
- Виды электротравм
- Помощь пострадавшему
- Факторы, вызывающие опасные электротравмы
- Как оказать первую медицинскую помощь
- Путь тока.
- Что такое электрический удар?
- Что такое Поражение электрическим током —
- Опасность зависит от частоты
- Факторы, влияющие на исход поражения током
Электрическое сопротивление тела человека
Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека,
зависит от подведенного напряжения Uпр
(напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,
Iч = Uпр / zт
На участке между двумя
электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из
сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и
внутреннего сопротивления остальной части тела.
Плохо проводящий ток наружный
слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под этим
слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум
параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление
которой
xc = 1/ (ωС)
где ω = 2nf — угловая частота, Гц; f — частота тока, Гц.
Тогда полное сопротивление
наружного слоя кожи для переменного тока
zн = rн xc /√ rн2 +xc 2
Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь
контакта). С ростом площади контакта rн
уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта
приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.
Опыты показали, что внутреннее
сопротивление тела человека rв можно рассматривать как чисто
активное. Таким образом, для пути тока «рука—рука» общее
электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения,
приведенной на рисунке 2. С увеличением частоты тока из-за уменьшения xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах
(более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв . Зависимость сопротивления тела человека от частоты
приведена на рисунке 3.
Между током, протекающим через
тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная
зависимость: с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется
главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так,
при напряжении на электродах 40—45 В в наружном слое кожи возникают
значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или
частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление
тела человека (рисунок 4). При напряжении 127—220 В оно практически падает до
значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление принимается равным 1
кОм.
Зная допустимые значения силы
токов для различной длительности воздействия и полное сопротивление тела
человека zт можно определить допустимое
напряжение прикосновения
Uпр доп=Iдоп zт
где Iдоп — допустимая сила тока.
Рисунок 1. Электрическая схема
замещения сопротивления наружного слоя кожи:
a — схема контакта электрода с телом человека; б—
электрическая схема замещения;
1 — электрод; 2— наружный слой
кожи; 3— внутренняя область кожи
Рисунок 2.Электрическая схема замещения сопротивления
тела человека
1 – электрод, 2 – наружное
сопротивление кожи рук, rвр , rвк – внутреннее сопротивление рук и корпуса
Рисунок 3.Зависимость сопротивления тела человека zт от частоты токаf
Рисунок 4.Зависимость
сопротивления тела zт человека от напряжения. U
Как влияет величина тока на исход поражения?
Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обусловливающий исход поражения.
Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиною 0,6—1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым.
При токе в 10—15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим. Ток меньшего значения называют отпускающим.
Ток в 50 мА поражает органы дыхания и сердечнососудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном, хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.
Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1—2 с) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т. п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.
На какие виды можно разделить электротравмы?
Электротравмы условно можно разделить на два вида: местные электротравмы и электрические удары.
Под местными электротравмами понимаются четко выраженные местные нарушения целости тканей организма. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. повреждения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей. Обычно местные электротравмы излечиваются, и работоспособность восстанавливается полностью или частично. Иногда (при тяжелых ожогах) человек погибает. Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм — электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Опасные значения тока
Организм ощущает электричество силой больше 1 мА. При увеличении показателя возникает чувство дискомфорта. Уже при величине 12 мА в мышечной массе возникают болезненные ощущения. В дальнейшем человек перестаёт владеть своим телом и не имеет возможности самостоятельно избавиться от контакта с проводником тока.
Электроток более 25 мА сводит судорогой мышечную массу грудного отдела. В итоге пострадавший перестаёт дышать и погибает. Также большой ток может вызвать такое явление, как фибрилляция, когда сердце перестаёт ритмично биться, что может стать причиной остановки органа.
Воздействия тока на организм человека
Проходя через тело человека,
электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и
биологическое воздействие.
Тепловое воздействие тока
проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических
сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие
выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении
их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей;
биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые
ткани организма.
Любое из перечисленных
воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием
электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009—76).
Виды поражения электрическим током
На практике электротравмы условно
разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное
повреждение организма — электрический
ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под
действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные
непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию
(воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).
Общие электротравмы, чаще
называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности
наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению
всего организма.
Какое значение в исходе поражения имеет путь тока в теле пострадавшего?
Если на пути тока оказываются жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.
Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела различно. Наиболее опасный путь — правая рука — ноги, наименее опасный — нога — нога.
Виды электротравм
Особенности применения и выбора измерительных трансформаторов тока
Под воздействием опасного электрического тока на организм человека возникают локальные повреждения тканей тела. К ним относят следующие:
- электроожоги;
- электрические знаки;
- металлизация кожного покрова;
- механический разрыв;
- электроофтальмия.
Электрический ожог
Электроимпульс поражает кожный покров разной степени ожогами. Особенно тяжёлые травмы получают при контакте с электрической дугой. Нагрев разряда достигает температуры 30000С.
Электрическая дуга
Что такое электрические знаки
На коже возникают отметины сероватого или желтоватого оттенка. Повреждённые части кожного покрова проявляются после соприкосновения с оголённым проводником электричества. Объяснить природу этих знаков до сих пор затрудняются.
Возникновение металлизации кожи
Такое явление происходит из-за мелких металлических частиц, которые попали внутрь кожного покрова из расплавленного электрода от электрической дуги. Кожа, где произошёл ожог, приобретает металлический оттенок, становится болезненной и жёсткой.
Когда наступает электроофтальмия
Этим термином обозначают поражение роговицы глаз ультрафиолетовыми лучами дуги. В результате у человека, насмотревшегося на сварку без защитных очков, воспаляются глаза. Они краснеют и начинают обильно слезиться, сопровождаемые острой резью.
Возникновение механических повреждений
Ток становится причиной конвульсий мышечной ткани. Иногда доходит до разрыва кожного покрова и вен. Возможны переломы костей в результате потери равновесия пострадавшим.
В чем выражается своеобразие действия электрического тока на организм человека?
Действие электрического тока на организм человека носит сложный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое воздействия.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве до высоких температур других органов.
Электролитическое действие тока выражается в разложении органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.
Симптомы
Признаки поражения электрическим током и степень тяжести функциональных расстройств могут варьировать в чрезвычайно широком диапазоне и зависят от напряжения, силы и характера тока, длительности его воздействия и путей прохождения, уровня сопротивления кожи и других условий.
К местным признакам относятся электроожоги, которые в зависимости от глубины поражения тканей подразделяют на 4 степени:
- 1 степень – характеризуется повреждением эпидермиса и проявляется покраснением и появлением знаков (электрометок) тока;
- 2 степень – визуально определяемая отслойка эпидермиса и образование безжидкостных пузырей;
- 3 степень – процесс коагуляции распространяется на всю толщину кожи;
- 4 степень – поражаются нервные волокна, сухожилия, кровеносные сосуды, мышечная и костная ткань.
Отличительной особенностью электроожога является его появление в местах входа тока и наличие импрегнации металла в кожу, которая, в зависимости от вида проводника, приобретает различную окраску: от серо-желто-коричневой при контакте кожи со свинцом до зеленоватой – при ее контакте с латунью.
Характерно отсутствие боли или незначительная болезненность ожогов. Их особенностью является распространение процесса распада и отторжения за границы первоначального поражения, частые осложнения в виде кровотечений, обусловленные их «хрупкостью» и склонностью к разрыву из-за нарушения сосудистых стенок электротоком. Позже, может развиваться некроз кожи и подкожных тканей, захватывающий кость. При обширном поражении мышц развивается протеолиз и происходит всасывание продуктов распада тканей организма, что и обуславливает травматический токсикоз. При заживании могут образовываться грубые рубцовые деформации и развиваться контрактуры.
Общие признаки определяются степенью тяжести поражения током:
- I степень — тоническое сокращение мышц, возбуждение, сознание сохранено, артериальная тахикардия, невыраженная гипертензия.
- II степень — сопор, выраженная артериальная гипертензия, нарушение сердечного ритма и дыхания.
- III степень — ларингоспазм, коматозное состояние, аритмия.
- IV степень — клиническая смерть.
Общие проявления при поражении электротоком проявляются судорожным синдромом, изменениями психики, нарушениями функции дыхательной, центральной/периферической нервной и сердечно-сосудистой систем, различных внутренних органов, изменениями в крови, снижением проницаемости сосудов. Субъективные ощущения в месте прикосновения к проводнику могут быть различными: ощущение зуда, толчок, жгучая боль, дрожь. Как правило, возникает судорожное сокращение мышц.
Характерной особенностью действия электротока является тетанический спазм дыхательных мышц и ларингоспазм, вызывающий афонию, что и обуславливает невозможность пострадавшего человек позвать на помощь. В большинстве случаев при незначительной силе тока появляется моторное возбуждение. При большей мощности тока около 70% пострадавших теряют сознание, и значительная часть пострадавших приходит в себя без каких-либо специальных мероприятий сразу после отключения от сети. Потеря сознания на длительный срок характерна при прохождении электротока через структуры головного мозга.
Объективно отмечается холодный пот, синюшность губ, бледность кожных покровов, чувство усталости/разбитости, вялость, апатия, тяжесть во всем теле, адинамия, общее угнетение/возбуждение, возможна истерия и ретроградная амнезия. При поражении током отмечаются изменения со стороны ЦНС и структур спинного мозга — длительное апноэ, головная боль, повышение внутричерепного давления, светобоязнь, симптом Кернига.
Реже — субарахноидальные кровоизлияния, острая мозжечковая атаксия, очаговые поражения головного/спинного мозга, паркинсонизм, посттравматическая энцефалопатия. При поражении не высоким напряжением — снижение чувствительности, трофические расстройства.
Характерны распространенный сосудистый спазм, деструкции стенок кровеносных сосудов, тромбообразование, расстройства микроциркуляции, некроз сосудов. В периферической крови отмечается лейкоцитоз, реже, изменения лейкоцитарной формулы. При тяжелых поражениях могут появляться расстройства дыхания, вплоть до его остановки, отек легких, травматическая эмфизема, поражения печени, поджелудочной железы, кишечника, почек. При прикосновении к проводнику головой или воздействии вольтовой дуги вблизи лица отмечаются: неврит зрительного нерва, хореоретиниты, катаракты.
Опасность поражения электрическим током или последствия удара током
Система | Последствия |
Нервная система |
|
Сердечнососудистая система |
|
Дыхательная система | |
Органы чувств | |
Поперечнополосатая и гладкая мускулатура |
|
Причины летального исхода: | |
Отдаленные осложнения:
|
Чем опаснее переменный ток постоянного напряжения
Чтобы увидеть разницу действия между токами постоянного и переменного рода, нужно обратиться к следующей таблице.
Правила электробезопасности
Особенности воздействия на человека постоянного и переменного тока
Величина тока, мА | Следствия действия электротока | |
Переменный | Постоянный | |
0,5 – 1,6 | Лёгкая дрожь в кистях рук | Не чувствуется |
6 – 7 | Руки сводят судороги | Слабое покалывание. Руки нагреваются |
8 – 10 | Острая боль в руках, но можно самому освободиться от проводника | Лёгкие судорожные движения. Нагрев кожи усиливается |
20 – 25 | Паралич конечностей, тяжёлое дыхание. Невозможность избавиться от контакта | Слабые судороги |
40 – 85 | Паралич органов дыхания. Угроза прекращения сердечной деятельности сердца | Судороги в руках. Сильный нагрев. Дыхание затруднено |
90 – 100 | Прекращение дыхания, сердце замирает при длительности действия больше 3 сек. | Паралич диафрагмы |
Обратите внимание! Ток переменного рода опаснее постоянного напряжения. Однако при больших значениях постоянный ток может стать угрозой для жизни
Виды электротравм
Воздействие электротока вызывает следующие характерные повреждения:
- электроожоги, могут возникнуть вследствие прохождения электротока или быть вызваны электрической дугой. Заметим, что такие электротравмы встречаются чаще всего (около 60%);
- появление на коже овальных пятен серого или желтого цвета в местах прохождения электротока. Омертвевший слой кожного покрова огрубевает, через какое-то время такое образование, называемое электрическим знаком, самостоятельно сходит;
- проникновение мелких частиц металла (оплавившегося от КЗ или электродуги) в кожный покров. Такой вид травмы называют металлизацией кожи. Для пораженных участков характерен темно-металлический оттенок, прикосновение к нему вызывает болезненные ощущения;
- световое действие, становится причиной электроофтальмии (воспалительного процесса глазной оболочки) из-за ультрафиолетового излучения, характерного для элетродуги. Для защиты достаточно использовать специальные очки или маску;
- механическое воздействие (электрический удар) происходит вследствие непроизвольного сокращения мышечной ткани, в результате этого может случиться разрыв кожного покрова или других органов.
Заметим, что из всех описанных выше электротравм наибольшую опасность представляют последствия электрического удара, их разделяют по степени воздействия:
- вызывают сокращения мышечной ткани, при этом пострадавший не теряет сознания;
- судорожные сокращения мышечных тканей, сопровождается потерей сознания, кровеносная и дыхательная системы продолжают функционировать;
- происходит паралич дыхательной системы и нарушение сердечного ритма;
- наступление клинической смерти (дыхание отсутствует, сердце останавливается).
Помощь пострадавшему
Невозможно предугадать действие электричества на организм человека. Даже, если пострадавший от электроудара не почувствовал боли, нет гарантии, что все обошлось благополучно для организма.
Человек, попавший под токовый удар, ощущает интенсивные мышечные судороги по всему телу. У него сбивается сердечный ритм, нарушается работа нервной, дыхательной систем. Все это может сопровождаться разрушением кожных покровов, разрывами мышечных волокон.
Общие электротравмы распространяются как на весь организм, так и на отдельные органы. Местные травмы характеризуются появлением ожогов, металлизацией кожи, нарушением целостности тканей ввиду их судорожных сокращений.
Пострадавшему необходимо как можно быстрее оказать помощь:
- во-первых, освободить его от действия тока (отключить рубильник или убрать/перерубить провод);
- во-вторых, вызвать скорую
- в-третьих, пострадавшего необходимо уложить на ровную поверхность, проверить пульс и дыхание;
- в случае отсутствия пульса нужно срочно произвести непрямой массаж сердца, если человек не дышит – сделать искусственное дыхание
после того, как к пострадавшему возвращается сознание, его нужно укутать, давать обильное питье.
Для предотвращения вредного воздействия электричества на организм человека важно позаботиться о заземлении приборов, замене неисправных выключателей, розеток, электропроводки
Факторы, вызывающие опасные электротравмы
Опасность поражения электроэнергией выражается рядом важных показателей:
- величина электрического сопротивления организма человека;
- показатели электротока;
- временной промежуток действия;
- частота и род тока;
- маршрут прохождения электропотока в теле;
- психофизиологический баланс;
- особенности состояния органов тела человека;
- обстановка: уровень влажности, температура, загрязнённость воздушного пространства.
Электрическое сопротивление тела человека
Сопротивление организма – величина непостоянная, может меняться с изменением влажности кожного покрова, величины участка соприкосновения, временного промежутка контакта. Для расчёта электробезопасности берут показатель сопротивления тела в 1 кОм. Длительное поражение вызывает обильное выделение пота, что сопровождается падением сопротивления. Эпителий становится активным проводником тока, чем усугубляет положение.
Зависимость исхода поражения от величины тока
Величина тока значительно определяет исход поражения. Увеличение силы тока усугубляет тяжесть нанесённых электротравм.
Как влияет длительность действия тока
Время контакта существенно влияет на тяжесть электротравмы. Чем больше временной промежуток нахождения пострадавшего от несчастного случая под воздействием электротока, тем больше риск его гибели.
Влияние пути тока в теле пострадавшего
От того, какая часть тела контактировала с токоведущим проводником, и где произошёл выход электричества, зависит путь тока. Одно из самых угрожающих направлений – проход сквозь грудную клетку, где расположены жизненно-важные органы.
Пути тока
Путь | % от общего электротока, проходящего через сердце |
Рука – рука | 3,2 |
Левая рука – ноги | 3,6 |
Правая рука – ноги | 6,7 |
Нога – нога | 0,4 |
Голова – ноги | 6,7 |
Голова – руки | 7 |
Петли прохождения тока
Становится понятно, что наименьший вред приносит путь «нога – нога». Не стоит надеяться на это. При ходьбе по территории, где упал мощный токопровод, нижние конечности парализует, и человек оказывается в лежачем положении. Вследствие этого поражение наносится всему телу. Такое явления объясняют возникновением эффекта шагового напряжения.
Род и частота тока
Поток электричества частотой 50-60 Гц особенно опасен. Резкий разрыв электрической цепи человеком, как правило, приводит к удару, сопровождаемому судорогами конечностей.
Зависимость от индивидуальных свойств человека
Абсолютно здоровый человек стойко выдерживает поражающий фактор. Люди с сердечными заболеваниями и расстройством нервной системы, нарушениями кожного покрова и под воздействием алкоголя подвержены большему риску получения тяжёлой электротравмы.
Воздействие внешней среды на механизм поражения
Повышенный уровень влажности, запыленность воздуха, магнитные поля от электрооборудования – всё это может усиливать тяжесть поражения электрическим током. Влага, токопроводящие частички пыли, внешнее магнитное поле служат хорошими проводниками электричества. Они становятся факторами, усиливающими мощность угрожающего импульса тока.
Как оказать первую медицинскую помощь
Электролитическое действие тока может проявляться в каком угодно виде, но оказывать первую медицинскую помощь в таких случаях должен уметь каждый. Помощь может спасти жизнь человека.
Перевязка при незначительных травмах
Алгоритм предварительных действий:
- Сделать звонок в скорую помощь.
- При возможности, обесточить электроустановку — нужно максимально быстро остановить действие электротока на человека.
- Установка может обесточиться методом обрезания кабеля.
- Оттянуть потерпевшего подальше от того места, где все еще работает электроустановка.
- Под упавшего в обязательном порядке рекомендуется уложить сухую доску или фанерную основу (нужно учитывать внешние условия).
- Проверить присутствует ли пульс. Замеры произвести на запястье и шее.
- Посмотреть на состояние зрачков: слишком большие зрачки точно укажут на ухудшение кровоснабжения мозга.
Меры предосторожности
Как же помочь человеку так, чтобы спасти жизнь и не усугубить ситуацию:
- Обеспечить покой. Желательно выбрать удобное для человека положение тела. При этом стоит учитывать особенность расположения травм.
- Нужно в обязательном порядке проверить проходимость дыхательных путей. Во рту может скопиться слизь или кровь. Нужно убрать инородную жидкость.
- Нужно с постоянной периодичностью контролировать дыхательную функцию и пульс. При необходимости (нет признаков жизнедеятельности, остановилось дыхание) нужно делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
- При наличии механических повреждений тела и его покровов требуется остановить кровь, наложить повязку или шину.
Оказание первой помощи
Продолжать воздействовать до того момента, пока не приедет скорая помощь.
Путь тока.
Поражение будет более тяжелым,
если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг.
В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека,
попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути «рука—рука» или
«рука—ноги». Однако он может протекать и по другим путям, например,
«голова—ноги», «спина—руки», «нога—нога» и др.
Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут
под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через
сердце. Так, при протекании тока по пути «нога—нога» через сердце
проходит 0,4 % общего тока, а по пути «рука—рука» — 3,3 %. Сила
неотпускающего тока по пути «рука-рука» приблизительно в 2 раза
меньше, чем по пути «правая рука—ноги».
Что такое электрический удар?
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход воздействия тока на организм при этом может быть различен — от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.
Электрические удары условно можно разделить на 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, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Что такое Поражение электрическим током —
С тех пор как в 1879 г. было впервые сообщено о случае гибели человека в результате случайного поражения электрическим током, частота подобных поражений постепенно возрастает. Ожоги в результате электротравм составляли около 5 % всех случаев поступления больных в ожоговые центры. Ежегодно около 1000 человек погибают в результате несчастных случаев, связанных с электрическим током, в то время как еще 200 человек умирают в результате поражения молнией. Поражения электрическим током наиболее распространены среди сельскохозяйственных рабочих, линейных монтеров, лиц, управляющих кранами и тяжелым оборудованием, и строительных рабочих,контактирующих с током высокого напряжения. Около 30 % этих несчастных случаев происходят в быту (дома или в других помещениях, включая больницы, оснащенные многочисленными электрическими приборами и установками).
Опасность зависит от частоты
При значениях напряжения до 400 В переменный ток частотой 50 Гц намного опаснее постоянного, поскольку, во-первых, сопротивление тела человека переменному току ниже, чем постоянному. Во-вторых, биологическое действие электрического тока переменного типа намного выше, чем постоянного.
Иными словами, он проходит по поверхности тела, не проникая вглубь организма. Чем выше частота, тем меньший «слой» человеческого организма страдает. К примеру, при частоте в 20—40 кГц фибрилляции сердца не наступает, поскольку ток через него не течет. Взамен этой беды появляется другая — при высокой частоте происходит сильное поражение (ожог) верхних слоев тела, которое с не меньшим успехом приводит к смерти.
Факторы, влияющие на исход поражения током
Электрическая энергия передается двумя способами:
- постоянным током;
- переменным током.
Постоянный ток во времени не изменяется, переменный — периодически меняет направление и величину по синусоидальному закону. Важный параметр переменного тока с точки зрения воздействия на живой организм — частота, то есть число полных колебательных циклов за секунду. При малых частотах переменный ток опаснее постоянного. Этот аргумент выдвигал в свое время Эдисон в споре с Теслой касательно того, на каком виде тока строить энергосистему.
В качестве контраргумента Тесла демонстрировал опыт: пропускал через себя переменный ток напряжением в миллионы вольт. Удавалось это потому, что ток имел очень высокую частоту, исчисляемую мегагерцами. В споре Тесла победил, но не успел реализовать высокочастотную систему.
Потому под «переменным током» сегодня подразумевают ток частотой 50 Гц (общепринятый стандарт), а он воздействует на живые организмы губительнее постоянного. Данное утверждение справедливо для напряжения до 250-300 В. При напряжении 400-600 В постоянный ток не уступает в повреждающей способности переменному, а при напряжении более 600 В превосходит его.
По силе действия токи делятся на группы:
- ощутимые. При протекании таких токов человек чувствует покалывание, тепло на коже, возможно дрожание пальцев. Минимальная сила переменного тока вызывающая ощущения (пороговый ощущаемый ток), при частоте 50 Гц – 0,5-1,5 мА, постоянного – 5-7 мА;
- неотпускающие. Блокируют синапсы нервных клеток и приводят к спазму в мышцах руки, отчего пострадавший не может самостоятельно ее разжать. Пороговые неотпускающие токи: переменный – 10-15 мА, постоянный – 50-80 мА. Превышение указанных параметров приводит к нарушению дыхательной и сердечной деятельности;
- фибрилляционные. При несогласованности работы отдельных групп мышечных волокон, сердце неспособно прокачивать кровь. По прошествии 5-8 минут, мозг погибает из-за гипоксии, поэтому помощь требуется оказать как можно быстрее. Ток становится фибрилляционным при силе от 80 до 5000 мА.
Более развернуто действие тока представлено в таблице.
Сила тока, мА | Переменный (50-60 Гц) | Постоянный |
0,5 – 1,5 | Легкий тремор (дрожат пальцы) | Ощущений нет |
2 – 3 | Сильный тремор | Ощущений нет |
5 – 7 | Судорожные сокращения мышц | Рука в зоне контакта чешется, ощущается тепло |
8 – 10 | Выраженные болевые ощущения. Судороги интенсивные, но еще позволяют самостоятельно оторваться от проводника | Тепло ощущается сильнее |
20 – 25 | Судороги не позволяют отпустить электрод, ощущается сильная боль. Дыхание затруднено | Усиление ощущения тепла, легкий спазм в мышцах |
50 – 80 | Спазм дыхательных мышц, дыхание невозможно. Начинается трепетание в сердечной мышце | Ощущение жжения, судороги, затрудненное дыхание |
90 – 100 | Если время действия тока превышает 0,1 с, наступает остановка сердечной и дыхательной деятельности. (клиническая смерть) | Спазм в дыхательных мышцах, дыхание невозможно |
Безопасными считаются токи:
- переменный: до 10 мА;
- постоянный: до 50 мА.