2.1.5 Факторы, влияющие на исход поражения электротоком
Для устранения опасности поражения электротоком важно знать факторы, влияющие на его исход. К ним относятся:
- сила тока;
- сопротивление тела человека прохождению тока;
- вид и частота тока;
- продолжительность протекания тока через тело человека;
- путь протекания тока через тело человека;
- индивидуальные свойства человека.
1) Сила тока.
С ростом силы тока опасность поражения возрастает. В зависимости от величины различают: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи. Каждый из них характеризуется пороговым значением.
Ощутимый ток - электрический ток, вызывающий у человека при прохождении через тело ощутимое раздражение. Пороговый ощутимый ток - наименьшее значение ощутимого тока. При переменном токе на частоте 50 Гц его значение составляет 0,5…1,5 мА, а при постоянном - 5…7 мА;
Неотпускающий ток - электрический ток, вызывающий непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток - наименьшее значение неотпускающего тока. При переменном токе его значение составляет 10…15 мА, а при постоянном - 50…80 мА;
Фибрилляционный ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток - наименьшее значение фибрилляционного тока. При переменном токе его значение составляет 50…100 мА, а при постоянном - 300 мА.
При токе выше 5А остановка сердца происходит без фибрилляции.
2) Сопротивление тела человека прохождению тока - это сопротивление току, который проходит по участку между двумя электродами, приложенными к телу человека (см. рис. 5).
Рисунок 5 - Упрощенная анатомическая схема тела человека с т. зр. прохождения тока
Величина сопротивления зависит главным образом от состояния рогового слоя, обладающего наиболее высоким удельным сопротивлением. Наличие царапин и других повреждений, влаги и загрязнений резко снижают сопротивление тела человека. Обычно эта величина находится в пределах 3…1000 кОм. Но в теоретических расчетах с учетом «запаса на безопасность» она считается равной 1000 Ом.
3) Вид и частота тока.
Из-за высокого сопротивления роговой слой можно условно считать диэлектриком. Однако из-за пор, включающих влагу и загрязнения, а также различных повреждений кожи существует утечка тока. Упрощенно сопротивление тела человека можно представить в виде эквивалентной схемы (см. рис. 6). Эта схема справедлива на частоте не более 50 Гц.
R
-
сопротивление наружных частей (кожи);
R
сопротивление внутренних органов
Рисунок 6 - Упрощенная эквивалентная схема сопротивления тела человека
Наличие емкостной составляющей объясняет то, что тело человека представляет разное сопротивление переменному и постоянному токам. Постоянный ток примерно в 3…5 раз менее опасен, чем переменный ток на частоте 50-60 Гц. Однако это свойство наблюдается при напряжении до 500 В. При более высоком напряжении постоянный ток становится более опасным.
4) Продолжительность протекания тока через тело человека определяет изменения состава крови, изменения состояния центральной нервной системы, местное действие на ткани. С течением времени негативное действие тока (термическое, электролитическое и биологическое) накапливается, а его губительное влияние в целом усиливается. Особенно опасным оказывается воздействие тока на сердце.
Установлено, что чувствительность сердца к току в разные фазы неодинакова (см. рис. 7). На рис. 7. б приведена графическая зависимость вероятности фибрилляции сердца от момента включения порогового фибрилляционного тока (в течение первого периода кардиоцикла). Наиболее уязвимо сердце в фазе Т, где вероятность фибрилляции возрастает примерно от 18% до 100%.
Рисунок 7 - Кардиоцикл (а) и зависимость вероятности фибрилляции сердца от момента включения порогового фибрилляционного тока (б)