Глава VIII. Электротравма
Электротравмой называют местные и общие изменения в организме, вызванные действием электрической энергии. В мирное время причиной электротравмы может стать контакт с токоведущими частями электроустановок, с электропроводами или предметами, случайно оказавшимися под напряжением, а также поражение атмосферным электричеством (молнией). В военное время поражения электричеством чаще всего возникают при разрушении промышленных объектов и линий электропередач. Электричество может быть и специфическим видом оружия, которое применяется, главным образом, с целью обороны объектов: создания электризованных полос земли и водных преград, использование электризованных проволочных заграждений и т.п. Источником электротравм на флоте чаще всего является техническое электричество.
Поражения электрическим током встречаются относительно редко (их удельный вес в общей структуре механических повреждений не превышает 1,0—2,5 %), однако по числу летальных исходов и инвалидности они прочно занимают одно из первых мест. В экономически развитых странах на 1 миллион жителей происходит от 3 до 10 электротравм с летальным исходом; в России частота летальных исходов от поражения электричеством в мирное время составляет 10—30 % от числа всех попавших под напряжение.
Поражения от электрического тока относятся к особому виду травм. В отличие от всех прочих: физических, химических и иных поражающих агентов, электричество действует на человека не только при непосредственном контакте, но и косвенно, через предметы, которые он держит в своих руках. Более того, электричество может поразить человека и на расстоянии — через дуговой контакт и шаговое напряжение. Степень тяжести поражения зависит от вида и силы тока, реакции организма и других условий поражения. Коварство электрического тока состоит в том, что он невидим, не имеет запаха и цвета, действует бесшумно.
Военная электротравма имеет ряд особенностей. Они определяются неблагоприятными условиями обстановки, времени года, характером театра боевых действий и другими причинами. Так, сырая дождливая погода, туман, нахождение в замкнутых объектах, повышенная влажность в недостаточно оборудованных помещениях способствуют увлажнению одежды, обуви и снаряжения, а следовательно, кожного покрова человека. В результате омическое сопротивление одежды и кожи понижается, а проводимость тока в организме повышается, что увеличивает поражающее действие электрического тока. Постоянное напряжение центральной нервной системы, бессонница, чрезмерное переутомление, нерегулярное и не всегда полноценное питание, а также другие неблагоприятные факторы, определяют более тяжелое течение электротравмы.
8.1. Характеристики поражающего действия электрического тока
Источником электрического тока могут быть установки промышленного и бытового назначения, атмосферное электричество (молния).
Поражающее действие электрического тока определяется его физическими характеристиками (силой, напряжением, типом, частотой), условиями и продолжительностью контакта, а также свойствами организма.
Принято считать, что сила тока около 0,1 А уже является опасной для жизни. Смертельные поражения возникают при превышении этого значения. В то же время, определяющим фактором, от которого зависит величина протекающего тока и интенсивность поглощения энергии, является электрическое сопротивление тела человека. Оно зависит от множества факторов: степени влажности кожи, ее целостности, состояния нервной системы, протяженности и направления пути тока по организму и др.
Сухая кожа обладает электрическим сопротивлением до 2000000 Ом. При ее увлажнении сопротивление падает до 1000 Ом и ниже, в результате чего увеличивается сила тока, проходящего через организм и, соответственно, его опасность для жизни. Для развития электрических поражений большое значение имеют также состояние кожного покрова (целая кожа или поврежденная), величина поверхности контакта, длительность действия тока и т.д.
В зависимости от величины напряжения, различают низковольтные электротравмы (когда напряжение не превышает 1000 В), высоковольтные (свыше 1000 В) и сверхвысоковольтные (10 кВ и более).
Электричество напряжением до 40 В, как правило, не вызывает смертельных поражений. Гибель пострадавших происходит в редких случаях (при высокой влажности, большой длительности контакта, повышенной чувствительности к току и т.д.). Тяжелые и смертельные поражения током возможны при соприкосновении с неисправными бытовыми приборами и электрическими изделиями, включенными в сеть напряжением 127—220 В. Применяемый в промышленности трехфазный ток напряжением 380 В частотой 50 Гц очень опасен и вызывает, как правило, тяжелую электротравму. Токи высокого напряжения (свыше 1000 В) оказывают выраженное теплотворное действие в местах контакта, что приводит к возникновению электроожогов.
В диапазоне от 110 до 240 В переменный ток более опасен, чем постоянный. При напряжении около 500 В опасность этих видов тока для человека примерно одинакова. При напряжении выше 500 В более опасен постоянный ток. При действии электрического тока напряжением до 1000 В через организм человека проходит ток силой порядка сотни миллиампер, что приводит к фибрилляции сердца. Токи высокого напряжения в ряде случаев не приводят к смерти пострадавшего из-за того, что в местах контакта вследствие выделения большого количества тепловой энергии происходит обугливание тканей, приводящее к резкому повышению их сопротивления и снижению силы тока.
Наиболее опасным для человека является действие переменного тока с частотой 50 Гц, вызывающего фибрилляцию сердца. По мере повышения частоты тока опасность возникновения фибрилляции уменьшается. Переменный ток высокого напряжения и большой силы, но высокой частоты (от 10 000 до 1000 000 Гц) является безопасным и широко применяется в медицинской практике (УВЧ, токи Д'Арсонваля и т.д.).
Молния представляет собой мощный разряд атмосферного электричества. Напряжение тока в молнии достигает миллиона вольт, сила тока — сотни тысяч ампер, длительность разряда составляет доли секунды. Ее основными поражающими факторами являются: электрический ток сверхвысокого напряжения, ударная волна, мощный световой импульс, звуковая волна (гром).
Поражения молнией и электричеством высокого напряжения во многом схожи, хотя и имеют некоторые различия. У пострадавших от удара молнии чаще развиваются симметричные поражения нижних конечностей, отмечаются потеря сознания, угнетение сердечной деятельности. Симметричное поражение нижних конечностей обусловлено "шаговым напряжением" при разряде молнии поблизости в землю. Знаки тока ("фигуры молнии") на коже имеют причудливую форму (ветвящуюся, извилистую и т.д.) и значительную протяженность. Часто встречаются точечные знаки тока, напоминающие ранения дробью.
Включение в цепь электрического тока может быть однополюсным, когда человек прикасается своим телом к одному полюсу и земле (рис. 27а), и двухполюсным — когда человек, будучи изолированным от земли, прикасается к двум обнаженным токоведущим проводам. Включение может быть также частичным, когда изолированный от земли человек касается одной рукой разноименных полюсов. В таких случаях ток проходит через включенный отрезок руки, что обычно не представляет большой опасности.
При высоком напряжении ток может поразить человека и без непосредственного прикосновения к проводнику, а на расстоянии, через дуговой контакт, возникающий при опасном приближении к нему (рис. 27б). Благодаря ионизации воздуха создается контакт человека с токоведущими установками или проводами. В сырую погоду опасность поражения на расстоянии возрастает из-за повышенной электропроводимости воздуха. При сверхвысоких напряжениях длина дуги может достигать 35 см.
Рис. 27. Поражения электрическим током.
а – непосредственный контакт; б – дуговой контакт.
Электротравма может произойти от так называемого "шагового напряжения", создающегося при определенных условиях на ограниченном участке земли — "электрическом кратере", по которому растекается электрический ток. Поражение в таком случае происходит, когда ноги человека касаются двух точек земли, имеющих различные электрические потенциалы. Шаговое напряжение — разность потенциалов, находящихся друг от друга на расстоянии длины шага (0,8 м). Шаговое напряжение возникает, когда на землю падает высоковольтный провод, при заземлении неисправного электрооборудования, при разряде молнии на землю. При попадании под шаговое напряжение ток проходит от одной ноги к другой, по "нижней петле". Этот путь тока через тело человека является менее опасным. В том случае, когда человек из-за судорожного сокращения мышц нижней конечности падает, нижняя петля превращается в полную, более опасную. Все зависит от напряжения тока, под действие которого попадает человек. Считается опасным входить в зону упавшего провода высоковольтной сети на расстоянии 10 шагов. При этом, чем шире шаг, тем значительнее разность потенциалов, а следовательно, под большее напряжение попадает человек (рис. 28).
Рис. 28. Зависимость величины шагового напряжения от положения (V, V1,V2) человека. Схема электризации почвы (кратера) и "шагового напряжения".
Тяжесть поражения электротоком зависит от силы тока, длительности действия тока, рода тока (переменный или постоянный), путей вхождения через тело человека и условий, при которых происходит электротравма.
Электрический ток повреждает ткани не только на месте его приложения, но и на всем пути прохождения через тело человека, поэтому, наряду с техническими характеристиками, большое значение имеют пути, по которым проходит электрический ток — "петли тока" (рис. 29).
Рис. 29. Варианты петель тока.
Наибольшей электропроводностью обладают спинномозговая жидкость, сыворотка крови и лимфа, а на втором месте стоят цельная кровь и мышечная ткань. Внутренние органы, имеющие плотную белковую основу, вещество мозга, жировая ткань, кожа и кости, лишенные надкостницы, плохо проводят электрический ток. Электропроводность кожи зависит от ее толщины. Тонкая, влажная кожа с поврежденным эпидермисом хорошо проводит электрический ток, в то время как сухая огрубевшая кожа является плохим проводником.