5.2 Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

Исход воздействия электрического тока на организм человека зависит от ряда факторов которые можно разделить на три группы:

• электрического характера;

• неэлектрического характера;

• факторы окружающей среды.

Факторы электрического характера

При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является сила тока, проходящего через человека. При этом степень отрицательного воздействия на организм человека увеличивается с ростом тока. Характер воздействия электрического тока на организм человека представлен в таблице 30.

Различают пороговые значения тока (при частоте 50 Гц):

• пороговый ощутимый ток - 0,5-1,5 мА при переменном токе и 5-7 мА при постоянном токе;

• пороговый неотпускающий ток (ток, который вызывает при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник) - 10-15 мА при переменном токе и 50-80 мА при постоянном токе;

• пороговый фибрилляционный ток - 100 мА при переменном токе и 300 мА при постоянном токе.

Безопасным можно считать ток, который длительно (в течение нескольких часов) может проходить через человека, не нанося ему вреда и не вызывая никаких ощущений, и который во много раз меньше порогового ощутимого тока. Точные значения безопасного тока не установлены, но для практических целей его наибольшее значение принимают равным 50-75 мкА при переменном токе и 100-125 мкА – при постоянном токе [10, 14, 18].

Таблица 30 – Характер воздействия электрического тока на организм человека

Ток, мА	Характер воздействия
	Переменный ток	Постоянный ток
0,6-1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук	Не ощущается
2-3	Сильное дрожание пальцев рук	Не ощущается
5-7	Судороги в руках	Зуд. Ощущение нагрева
8-10	Руки с трудом, но еще можно оторвать от электродов, сильные боли в пальцах и кистях рук	Усиленный нагрев
20-25	Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено.	Очень сильный нагрев. Незначительное сокращение мышц рук
50-80	Остановка дыхания. Начало фибрилляции дыхания	Сокращение мышц. Судороги, затруднение дыхания

Вид и частота тока. Переменный ток. Из-за наличия в сопротивлении тела человека емкосной составляющей рост частоты прилагаемого напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления тела человека и ростом тока, который проходит через это тело. Можно было бы допустить, что рост частоты приведет к повышению опасности. Однако это предположение справедливо только в диапазоне частот до 50 Гц. Дальнейшее повышение частоты, невзирая на рост тока, который проходит через тело человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 Гц, то есть ток такой и большей частоты не может вызывать смертельного поражения вследствие прекращения работы сердца или легких, а также других жизненно важных органов. Однако эти токи сохраняют опасность ожогов при возникновении электрической дуги и при прохождении их непосредственно через тело человека. Значение фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц практически одинаково; при частоте 200 Гц фибрилляционный ток увеличивается приблизительно в два раза по сравнению с его значением при 50-100 Гц, а при частоте 400 Гц - более, чем в 3 раза.

Постоянный ток. Постоянный ток приблизительно в 4-5 раз менее опасен, чем переменный ток частотой 50 Гц. Этот вывод вытекает из сравнения значений пороговых неотпускающих токов (50-80 мА для постоянного и 10-15 мА для тока частотой 50 Гц) и предельно переносимых напряжений: человек, держа цилиндрические электроды в руках, может выдержать (по болевым ощущениям) напряжение не более 21-22 В при 50 Гц и не более 100-105 В – при постоянном токе. Постоянный ток, проходя через тело человека, вызывает меньшие сокращения мышц. Сравнительная оценка постоянного и переменного токов справедлива только для напряжений до 500 В. Считается, что при более высоких напряжениях постоянный ток становится более опасным, чем переменный частотой 50 Гц.

Напряжение на человеке влияет на исход поражения, предопределяя сопротивление тела и ток, протекающий через человека. Предельно допустимое напряжение на человеке при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок не должно превышать следующих значений: 2В – при переменном токе частотой 50 Гц, 3В – при переменном токе частотой 400Гц и 8В – при постоянном токе. При высокой температуре (более 25С) и большой влажности (относительная влажность воздуха более 75%) допустимое напряжение следует уменьшить в три раза.

Факторы неэлектрического характера

Сопротивление тела человека прохождению тока. Электрическое сопротивление тела человека – это сопротивление току, который проходит по участку тела между двумя электродами, прилагаемыми к поверхности тела. Оно состоит из сопротивления тонких внешних слоев кожи, которые контактируют с электродами, и сопро­тивления внутренних тканей тела.

Величина электрического сопротивления тела зависит от состояния рогового слоя кожи, наличия на ее поверхности влаги, загрязнений и повреждений, от места прикладывания электродов, частоты тока, величины напряжения, длительности действия тока. Наличие на роговом слое порезов, царапин, влаги, потовыделений уменьшает сопротивление тела, вследствие чего увеличивается опасность поражения. Сопротивление тела человека в практических расчетах принимается равным 1000 Ом.

Продолжительность прохождения тока через организм существенно влияет на исход поражения: с увеличением длительности действия тока возрастает вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, накапливаются последствия влияния тока на организм. Растет также вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой фазой сердечного цикла (кардиоцикла). Рост силы тока с увеличением времени его действия объясняется снижением сопротивления тела человека вследствие местного нагревания кожи. Это вызывает рефлекторную реакцию организма в виде расширения сосудов кожи с последующим усилением кровоснабжения и повышением потовыделения, что приводит к снижению электрического сопротивления кожи в этом месте.

Последствия влияния тока на организм заключаются в нарушении функций центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей организма под влиянием тепла, в нарушении работы сердца, легких. С ростом времени воздействия тока эти негативные факторы накапливаются, а губительное их влияние на состояние организма усиливается.

Путь протекания тока через человека. Практика и эксперименты показывают, что путь протекания тока через тело человека оказывает большое влияние на исход поражения. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения достаточно большая, поскольку ток непосредственно влияет на эти органы. Если же ток проходит другими путями, то его влияние на жизненно важные органы может быть только рефлекторным, а не непосредственным. При этом, хотя опасность тяжелого поражения и сохраняется, но вероятность его снижается. К тому же, поскольку путь тока определяется местом контакта тела с токопроводящими частями, его влияние на исход поражения предопределяется еще и различным сопротивлением кожи на различных участках кожи.

Возможных путей протекания тока в теле человека много. Однако характерных, встречающихся на практике – не более 15 петель (рисунок 22). Наиболее распространенные из них приведены в таблице 31.

1 - рука-рука; 2 - правая рука-ноги; 3 - левая рука-ноги; 4 - правая рука-правая нога; 5 - правая рука-левая нога; 6 - левая рука-левая нога; 7 - левая рука-правая нога; 8 - обе руки-обе ноги; 9 - нога-нога; 10 - голова-руки; 11 - голова-ноги; 12 - голова-правая рука; 13 - голова-левая рука; 14 - голова-правая нога; 15 - голова-левая нога

Рисунок 22 – Характерные пути тока в теле человека (петли тока)

Опасность различных путей тока можно оценить по относительному количеству случаев потери сознания в течение действия тока (третья графа таблицы 31). Опасность петли можно оценить также по значению тока, которое проходит через сердце: чем больше этот ток, тем опаснее путь. При наиболее распространенных путях через тело человека через сердце протекает 0,4-7% общей величины тока (четвертая графа таблицы 31) [18].

Таблица 31 – Характеристика наиболее распространенных путей тока в теле человека

Путь тока	Частота возникновения данного пути тока, %	Доля теряющих сознание во время воздействия тока, %	Значение тока, проходящего через область сердца, % общего тока, проходящего через тело
1	2	3	4
Рука-рука	40	83	3,3
Правая рука – ноги	20	87	6,7
Левая рука-ноги	17	80	3,7
Нога-нога	6	15	0,4
Голова-ноги	5	88	6,8
Голова-руки	4	92	7,0
Прочие	8	65	-

Индивидуальные свойства человека. Известно, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Особенно восприимчивы к электрическому току лица, которые имеют заболевания кожи, сердечно-сосудистой и нервной систем, органов внутренней секреции, легких.

Важное значение имеет психическая подготовка к возможной опасности поражения током. В подавляющем большинстве случаев неожиданный электрический удар даже при низком напряжении приводит к тяжелым последствиям. Когда человек ожидает удара, степень поражения значительно снижается. В этом контексте большое значение приобретают степень внимания, сосредоточенность человека на выполняемой работе, усталость. Квалификация человека также существенно отражается на последствиях влияния электрического тока. Опыт, умение адекватно оценить опасную ситуацию позволяют снизить опасность поражения. В связи с этим требования безопасности предусматривают обязательную медицинскую проверку персонала, обслуживающего электроустановки, до начала работы и периодически через каждые 1-2 года.

Факторы окружающей среды. На опасность поражения людей электрическим током влияют атмосферные условия, температура, влажность, содержание кислорода и углекислого газа в воздухе, электрическое и магнитное поле. С увеличением температуры и влажности воздуха уменьшается суммарное сопротивление тела человека, что повышает опасность поражения электрическим током. Повышение атмосферного давления уменьшает, а понижение увеличивает опасность. Увеличение содержания кислорода в воздухе уменьшает, а уменьшение его увеличивает опасность поражения. Содержание углекислого газа в воздухе носит противоположный характер. Наличие микрофлоры и химических примесей увеличивает опасность. Электрическое поле снижает чувствительность человека к действию электрического тока.