Действие электрического тока на организм человека. Виды поражения электрическим током.

Поражение человека электрическим током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека. Это возможно при: прикосновении к открытым токоведущим частям оборудования и проводам; прикосновении к корпусам электроустановок, случайно оказав­шихся под напряжением (повреждение изоляции); шаговом напряжении; освобождении человека, находящегося под напряжением;действии электрической дуги; воздействии атмосферного электричества во время грозовых раз­рядов. Электрический ток имеет существенные особенности, отличающие его опасность (наряду с некоторыми другими) от опасности других вред­ных и опасных производственных факторов (например, шума, вибрации, тепловой, световой энергии и др.). Первая особенность электрического тока заключается в том, что он не может дистанционно ощущаться человеком ввиду того, что человек не обладает соответствующими органами чувств. Поэтому защитная реакция организма проявляется только после воздействия электрического тока. Вторая особенность электрического тока – в том, что он, протекая через тело человека, оказывает воздействие не только в местах контакта и на пути протекания через организм, но и вызывает рефлекторное воздейст­вие, нарушая нормальную деятельность отдельных органов и систем орга­низма человека (сердечно-сосудистой, дыхательной и др.). Третьей особенностью является опасность получения электротрав­мы без непосредственного контакта с токоведущими частями электроуста­новки – при перемещении по земле (полу) вблизи поврежденной электро­установки (в случае замыкания на землю), через электрическую дугу. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает на него сложное воздействие: термическое; электролитическое; биологическое; механическое. Термическое действие тока проявляется в ожогах тела, нагреве и повреждении кровеносных сосудов, нервов, крови, мозга и других органов, что вызывает их серьезные функциональные расстройства. Электролитическое действие тока проявляется в разложении кро­ви и других жидкостей в организме, вызывает значительные нарушения их физико-химического состава, а также ткани в целом. Биологическое действие тока выражается главным образом в на­рушении биологических процессов, протекающих в живом организме, что сопровождается разрушением и возбуждением тканей, а также сокращени­ем мышц. Механическое действие тока проявляется в разрывах кожи, крове­носных сосудов, нервной ткани, а также вывихах суставов и даже перело­мах костей вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. Наиболее сложным является биологическое действие тока, которое распространяется только на живые организмы. Любое из указанных воздействий может привести к электрической травме, т.е. повреждению организма, вызванному воздействием электриче­ского тока или электрической дуги.

Виды поражения электрическим током.

Электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают электротравмы: местные; общие (электрические удары). В значительном числе случаев (более половины) электротравмы но­сят смешанный характер. Местные электротравмы – это четко выраженные местные наруше­ния целостности тканей организма. К местным электротравмам относят:

• электрический ожог (результат теплового воздействия электриче­ского тока в месте контакта);

• электрический знак (специфическое поражение кожи, вызванное действием тока);

• металлизацию кожи частицами металла под действием электриче­ской дуги;

• электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз из-за воз­действия ультрафиолетовых лучей электрической дуги);

• механические повреждения (разрывы кожи, вывихи, переломы костей) вследствие падения с высоты, резких непроизвольных сокращений мышц или потери сознания, вызванных действием электрического тока.

Электрический ожог бывает двух видов: токовый (или контактный); дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно че­рез тело человека в результате контакта тела человека с токоведущей ча­стью и является следствием преобразования электрической энергии в теп­ловую.

Различают 3 степени ожогов: 1-ая – покраснение кожи; 2-ая – образование пузырей; 3-я – обугливание и омертвление кожи. Раны от ожогов заживают очень медленно. Электрические знаки – пятна серого или бледно-желтого цвета овальной формы, диаметром 1 – 5 мм на поверхности кожи человека, обра­зующиеся в месте контакта с проводником тока. Металлизация кожи - проникновение в верхние слои кожи мельчай­ших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаз под дей­ствием потока ультрафиолетовых лучей, испускаемых электрической ду­гой, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в нем химические изменения. Механические повреждения возникают в результате резких судорож­ных сокращений мышц под действием проходящего через тело человека тока (расслаиваются, разрываются различные ткани, стенки кровеносных сосудов; возможны вывихи суставов, разрывы связок и даже переломы костей; кроме того, в состоянии испуга и шока человек может упасть с вы­соты и получить травму). Электрический удар - поражение организма человека, вызванное возбуждением живых тканей тела электрическим током, сопровождаю­щимся судорожным сокращением мышц.

В зависимости от возникающих последствий электрические удары делят на четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохра­нившимися дыханием и работой сердца;

3. - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыха­ния (или того и другого);

4. - состояние клинической смерти (отсутствие дыхания и кровооб­ращения).

Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов:

· значения силы тока;

· рода и частоты электрического тока;

· пути прохождения тока через человека;

· длительности прохождения тока через человека;

· напряжения;

· электрического сопротивления тела человека и его индиви­дуальных свойств;

· площади и плотности контакта с токоведущими частями;

· условий окружающей среды.

Основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека, является сила тока.

При попадании человек под напряжение сила тока, протекающего через его организм, определяется по закону Ома:

где U – напряжение электрического поля, В; R – сопротивление электриче­ской цепи, Ом.

Для характеристики воздействия силы электрического тока на человека установлены три критерия:

1. пороговый ощутимый ток (наименьшее значение силы электриче­ского тока, вызывающего при прохождении через организм человека ощу­тимые раздражения);

2. пороговый неотпускающий ток (наименьшее значение силы элек­трического тока, вызывающего непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник);

3. пороговый фибрилляционный ток (наименьшее значение силы тока, вызывающего при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца – хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие работу сердца как насоса.

Принято считать, что электрический ток величиной 100 мА и выше является смертельным. Род и частота тока также определяют степень поражения. Наиболее опасным для человека является переменный ток промышленной частоты 50 Гц. Менее опасным считается постоянный ток.

Переменный ток промышленной частоты действует на центральную нервную систему, вызывая судорожное сокращение мышц, что может длительно удерживать человека в контакте с частями, находящимися под напряжением, и в результате этого привести к нарушению физиологических функций организма – дыхания, работы сердца, нервной системы.

Высокочастотный ток (200 кГц и более) неопасен в отношении

электрического удара, но опасен по тепловому воздействию вследствие возникновения ожогов и влияния на организм человека электромагнитного поля высокой частоты. Значительно опасными считаются пути прохождения через жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг). С увеличением продолжительности воздействия тока уменьшается сопротивление тела человека вследствие прогревания тела, потовыделения и пробоя рогового слоя кожи. С увеличением длительности воздействия тока растет вероятность тяжелого или смертельного исхода. Наиболее опасная продолжительность действия тока – 1 с и более, т.е. не менее периода сердечного цикла (0,75 – 1 с).

Электрическое сопротивление цепи человека представляет собой эквивалентное сопротивление нескольких элементов, включающихся последовательно:

1) сопротивление тела человека (кожного покрова и внутренних органов, сосудов);

2) сопротивление одежды;

3) сопротивление обуви;

4) сопротивление опорной поверхности ног.

В этой схеме электрическое сопротивление тела человека является главной составляющей. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермиса; внутреннего – дермы. Сухая неповрежденная кожа (верхний слой кожи, имеющий толщину до 0,2 мм) имеет сопротивление примерно 100 кОм). Сопротивление внутренних органов и сосудов значительно меньше (800 Ом). При наличии сухой неповрежденной кожи сопротивление тела человека может колебаться в зависимости от индивидуальных особенностей в пределах от 1000 до 20000 Ом. Большое влияние на снижение сопротивления тела оказывает состояние кожи, наличие пота, общее ослабление организма, состояние опьянения. При сочетании некоторых неблагоприятных факторов и при состоянии опьянения сопротивление тела человека снижается до 350 – 500 Ом. Увеличение площади и плотности контакта с токоведущими частями также снижает сопротивление кожи. В расчетах, связанных с определением тока, проходящего через тело человека, сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом.