2.1.3.1.2 Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов:

• величины силы тока;

• электрического сопротивления тела человека;

• величины электрического напряжения;

• длительности протекания тока;

• рода и частоты тока;

• пути тока через тело человека;

• индивидуальных свойств, пола, возраста и состояния здоровья человека;

• типа электрической системы и характера включения человека.

Влияние силы тока

Основным фактором, определяющим тяжесть поражения электрическим током, является сила протекающего через тело человека тока.

Пороговый ощутимый ток – наименьшее значение силы тока, вызывающего ощутимые раздражения. При меньших значениях силы тока человек не ощущает его действие. Для переменного тока промышленной частоты (50 Гц) его значения составляют 0,5-1,5 мА, а для постоянного тока – 5-7 мА.

Пороговый неотпускающий ток – наименьшее значение силы тока, при котором судорожные сокращения мышц руки не позволяют человеку самостоятельно оторвать ее от токоведущей части. Величина неотпускающего переменного тока составляет 6-10 мА, а постоянного – 50-80 мА.

При переменном токе 25 – 50 мА (110 – 220 мА для постоянного тока) происходят судорожные сокращения мышц, потеря сознания, затруднения дыхания. При длительности прохождения тока составляющей несколько минут происходит остановка дыхания и смерть.

Переменный ток 80 – 120 мА (270 – 320 мА для постоянного тока) протекающий через человека более 0,5 - 1,0 с вызывает фибрилляцию сердца и состояние клинической смерти. Переменный ток величиной 100 мА и постоянный ток величиной 300 мА принято считать пороговым фибрилляционным током.

Переменный ток величиной 200 – 250 мА (постоянный 400 – 750 мА) при длительности действия более 1 с безусловно смертелен.

Кратковременное, менее 0,1 с, воздействие мощного, величиной 2 – 5 А, импульса тока вызывает одновременное судорожное сжатие всех мышц, в том числе и фибрилл сердечной мышцы. После этого сердце может начать работать нормально. На этом основано действие дефибриллятора, применяемого для устранения фибрилляции сердца, а также для оживления при остановке сердца. К телу человека в области сердца прижимают специальные электроды и разряжают через них и тело человека высоковольтный конденсатор, создавая мощный импульс тока.

Сопротивление тела человека

Внутренние органы человека пронизаны хорошо проводящими электрический ток жидкостями (спинномозговая жидкость, лимфа, кровь и др.), поэтому электрическое сопротивление этих органов невелико. Кожа человека в определенных условиях может иметь достаточно высокое электрическое сопротивление. В этой связи электрическое сопротивление тела человека в целом определяется в основном состоянием и сопротивлением его кожи. В большей части это касается наружного тонкого слоя ороговевшей кожи. Толщина рогового слоя кожи составляет всего 0,05 – 0,2 мм. Состоит он из мертвых клеток кожи.

Грязь, влага, пот и повреждение рогового слоя могут резко уменьшить электрическое сопротивление кожи и в целом человека.

В хороших условиях, когда кожа сухая, чистая и не повреждена, электрическое сопротивление человека, измеренное при напряжении 15 – 20 В, составляет в среднем 20 – 100 кОм. Однако если кожа влажная, покрыта потом, грязью, токопроводящей пылью, имеет царапины, ссадины и другие повреждения рогового слоя, то электрическое сопротивление тела человека резко уменьшается до 300 – 1500 Ом.

Это значит, что при изменении условий сопротивление человека может уменьшиться более, чем в 50 раз. А это приведет при одинаковом электрическом напряжении к такому же увеличению силы тока, протекающего через тело человека. В качестве расчетного значения принимают величину сопротивления тела человека равную 1000 Ом.

Влияние электрического напряжения

Увеличение напряжения повышает опасность поражения. В высоковольтных установках опасно даже приближение к открытым токоведущим частям. Например, при напряжении в 110 кВ приближение на расстояние менее 37 см может вызвать электрический разряд, пробивающий это расстояние по воздуху и поражающий неосторожно приблизившегося человека. В городе Слуцке пострадал электрик, проводивший ремонтные работы на отключенной от сети части высоковольтной линии. Он неосторожно приблизился к должным образом не огражденной части линии, находящейся под напряжением.

Однако в низковольтных установках нужно учитывать не только напряжение, но и условия, влияющие на сопротивление тела человека.

Так, например, при напряжении 220 В в хороших условиях, когда сопротивление тела можно принять равным в среднем 50 кОм (кожа сухая и чистая, без повреждений), то через человека потечет ток, величина которого определится следующим образом:

220

I = ^__________ = 0,0044 А, т.е. 4,4 мА.

50 000

При таком токе будут реагировать на ток нервные окончания и мышцы. Однако величина тока меньше порогового неотпускающего тока. Человек сможет самостоятельно оторвать руки от токоведущих частей и, скорее всего, отделается легким испугом.

В плохих условиях, когда кожа влажная, загрязнена потом, токопроводящей пылью, имеет ссадины или другие повреждения, что как правило и наблюдается на производстве, величину сопротивления тела человека принимаем равной 1000 Ом. Величина тока, протекающего через человека в этом случае при 220 В будет равна:

220

I = ^_________ = 0,22 А = 220 мА,

1000

а это безусловно смертельный ток.

Применение в плохих условиях пониженных и малых напряжений позволяет уменьшить опасность поражения электрическим током.

Влияние длительности протекания тока

В низковольтных установках при длительности протекания тока менее 0,1 – 0,2 с фибрилляция сердца как правило не наблюдается, поэтому такое кратковременное воздействие тока менее опасно. Увеличение продолжительности воздействия тока усиливает тяжесть поражения. Если через человека течет ток величиной, превышающей значение порогового неотпускающего тока, и человек не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей, то его сопротивление не остается постоянным. Выделения пота, нагрев кожи и изменение проводимости ее рогового слоя приводят к резкому уменьшению электрического сопротивления тела человека. Это в свою очередь при неизменном напряжении, под которое попал человек, приведет к резкому увеличению силы тока. Ток из не отпускающего может увеличиться до смертельного.

Поэтому крайне важно как можно быстрее освобождать пострадавших от действия электрического тока.

Влияние рода и частоты тока

В низковольтных установках переменный ток примерно в 3 раза опаснее постоянного. Однако в высоковольтных установках постоянный ток становится не менее опасным, чем переменный.

Наибольшую опасность представляет переменный ток промышленной частоты 50 Гц. С увеличением частоты опасность уменьшается. При частоте превышающей 450 кГц электрический удар не происходит. При таких частотах происходят только ожоги.

Путь тока и индивидуальные свойства человека

На тяжесть поражения влияет путь тока через тело человека. Наиболее опасен путь тока через сердце, легкие, головной мозг. Анализ статистических данных показывает, что случаи потери сознания при прохождении тока по пути «правая рука – ноги» составляют 87% от общего числа, а по пути «нога – нога» - 15%.

Установлено, что для женщин пороговые значения тока в среднем примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин. Сказывается и возраст человека. Сопротивление тела у детей меньше, чем у молодых людей.

У пожилых людей оно выше, чем у молодых. Существенное влияние здесь оказывает толщина рогового слоя кожи. Играют большую роль и индивидуальные особенности человека. У людей одного пола и возраста

может значительно отличаться величина сопротивления и способность противостоять действию тока. Некоторые болезни кожи, сердца, легких, нервной системы и др. могут значительно увеличить тяжесть поражения электрическим током. Поэтому при приеме на работу и ежегодно электрики должны проходить медосмотр.