Как влияет электрический ток на человека. Электрический ток и его действие на организм человека
Введение
Электронасыщенность современного производства формирует электрическую опасность, источником которой могут быть электрические сети, электрифицированное оборудование и инструмент, вычислительная и организационная техника, работающая на электричестве. Это определяет актуальность проблемы электробезопасности – ликвидацию электротравматизма.
Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако, по числу травм с тяжёлым и особенно летальным исходом занимает одно из первых мест.
Анализ производственного травматизма в мясной промышленности показывает, что в среднем около 18 % всех тяжёлых и смертельных случаев происходит в результате поражения электрическим током.
Наибольшее число электротравм (60-70 %) происходит на работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Это объясняется широким распространением таких установок и сравнительно низким уровнем подготовки лиц, эксплуатирующих их. электроустановок свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше и их обслуживает специально обученный персонал, что и обуславливает меньшее количество электротравм.
1. Действие электрического тока на организм человека
Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связок.
Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.
Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подкожных тканей, вплоть до обугливания. Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.
Различают два основных вида поражения организма: электрические травмы и электрические удары. Часто оба вида поражения сопутствуют друг другу. Тем не менее, они различны и должны рассматриваться раздельно.
Электрические травмы – это чётко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, то есть поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.
Опасность электрических травм и сложность их лечения обуславливаются характером и степенью повреждения тканей, а также реакцией организма на это повреждение. Обычно травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично.
Иногда (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.
Характерные виды электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрические ожоги - наиболее распространенные электротравмы. Они составляют 60-65 %, причем 1/3 их сопровождается другими электротравмами.
Различают ожоги: токовый (контактный) и дуговой.
Контактные электроожоги, т.е. поражения тканей в местах входа, выхода и на пути движения электротока возникают в результате контакта человека с токоведущей частью. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1 -2 кВ), они сравнительно легкие.
Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках от 1000 В до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от перемены электрической дуги или загоревшейся от неё одежды.
Могут быть также комбинированные поражения (контактный электроожог и термический ожог от пламени электрической дуги или загоревшейся одежды, злектроожог в сочетании с различными механическими повреждениями, электроожог одновременно с термическим ожогом и механической травмой).
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин, небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму морщин.
В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность, Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока.
Металлизация кожи - проникновение в ее верхние слои частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п.
Пораженный участок имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего под кожу: зеленая - при контакте с медью, серая - с алюминием, сине-зеленая - с латунью, желто-серая - со свинцом. Обычно с течением времени больная кожа сходит и поражённый участок приобретает нормальный вид. Вместе с тем исчезают и все болезненные ощущения, связанные с этой травмой.
Металлизация кожи наблюдается примерно у каждого десятого из пострадавших. Причём в большинстве случаев одновременно с металлизацией происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжёлые поражения.
Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, вызывающих в клетках организма химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия возникает сравнительно редко (у 1-2 % пострадавших), чаще всего при проведении электросварочных работ.
Механические повреждения являются следствием резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Эти повреждения являются, как правило, серьёзными травмами, требующими длительного лечения. К счастью они возникают редко – не более чем у 3 % пострадавших от тока.
Электрический удар – это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
В зависимости от исхода отрицательного воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени:
I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая (или «мнимая») смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности и лёгких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни, он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме ещё полностью не угасла, ибо ткани его умирают не сразу и не сразу угасают функции различных органов.
Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки головного мозга, с деятельностью которого связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например, от электрического тока, - 7-8 мин.
Биологическая (или истинная) смерть – необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти.
Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Прекращение сердечной деятельности является следствием воздействия тока на мышцу сердца. Такое воздействие может быть прямым, когда ток протекает непосредственно в области сердца, и рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция, то есть хаотически быстрые и разновременные сокращения волокон (фибрилл) сердечной мышцы, при которых сердце перестаёт работать как насос, в результате чего в организме прекращается кровообращение.
Прекращение дыхания как первопричина смерти от электрического тока вызывается непосредственным или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человек начинает испытывать затруднения дыхания уже при токе 20-25 мА (50 Гц), усиливающееся с ростом тока. При длительном действии тока может наступить асфиксия – удушье в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.
Электрический шок – своеобразная тяжёлая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п.
Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.
2. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током
Тяжесть поражения электрическим током зависит от целого ряда факторов: значения силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания через него тока, пути тока, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и условий окружающей среды,
Сила тока является основным фактором, обусловливающим ту или иную степень поражения человека (путь: рука-рука, рука-ноги).
Фибрилляцией называют хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы, полностью нарушающие её работу как насоса. (Для женщин пороговые значения тока в 1,5 раза меньше, чем для мужчин).
Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250-300 В). При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.
В интервале напряжений 400-600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее переменного.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15-20 В находится в пределах от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более.
При удалении верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500-700 Ом, При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составляет всего лишь 300-500 Ом.
При расчетах принимают сопротивление организма человека, равное 1000 Ом. При наличии на коже различных повреждений (потертостей, порезов, ссадин) резко уменьшается
ее электрическое сопротивление в этих местах. Электрическое сопротивление организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.
С повышением напряжения, приложенного к телу человека, уменьшается сопротивление кожи, а, следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через нее, и другими факторами.
Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (20-50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.
На электрическое сопротивление влияют также род тока и его частота. При частотах 10-20 кГц верхний слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.
Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2-3 мм2. Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.
Длительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи с тем, что с течением времени падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение сердца.
Путь тока через тело человека также имеет существенное значение. Наибольшая опасность возникает при непосредственном прохождении тока через жизненно важные органы.
Статистические данные показывают, что число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути «правая рука-ноги» составляют 87 %; по пути «нога-нога» - 15%, Наиболее характерные цепи тока через человека: рука-ноги, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Но наиболее опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки - обе ноги, левая рука-ноги, рука-рука, голова-ноги.
Род и частота тока также влияют на степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток частотой от 20 до 1000 Гц. Переменный ток опаснее постоянного, но это характерно только для напряжений до 250 -300 В; при больших напряжениях становится опаснее постоянный ток. С повышением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а проходящий ток увеличивается. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц.
Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц. Но эти токи могут вызывать ожоги как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с повышением частоты практически заметно при частоте 1000-2000 Гц.
Индивидуальные свойства человека и состояние окружающей среды также оказывают заметное влияние на тяжесть поражения.
3. Условия и причины поражения электрическим током
Поражение человека электротоком или электрической дугой может произойти в следующих случаях:
при однофазном (однократном) прикосновении изолированного от земли человека к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящимся под напряжением;
при одновременном прикосновении человека к двум неизолированными частям электроустановок, находящимся под напряжением;
при приближении человека, не изолированного от земли, на опасное расстояние к токоведущим, не защищенным изоляцией частям электроустановок, находящихся под напряжением;
при прикосновении человека, не изолированного от земли, к нетоковедущим металлическим частям (корпусам) электроустановок, оказавшихся под напряжением из-за замыкания на корпусе;
при действии атмосферного электричества во время разряда молнии;
в результате действия электрической дуги;
при освобождении другого человека, находящегося под напряжением.
Можно выделить следующие причины электротравм:
Технические причины – несоответствие электроустановок, средств защиты и приспособлений требованиям безопасности и условиям применения, связанное с дефектами конструкторской документации, изготовления, монтажа и ремонта;
неисправности установок, средств защиты и приспособлений, возникающие в процессе эксплуатации.
Организационно-технические причины - несоблюдение технических мероприятий безопасности на стадии эксплуатации (обслуживания) электроустановок; несвоевременная замена неисправного или устаревшего оборудования и использование установок, не принятых в эксплуатацию в предусмотренном порядке (в том числе самодельных).
Организационные причины - невыполнение или неправильное выполнение организационных мероприятий безопасности, несоответствие выполняемой работы заданию.
Организационно-социальные причины:
работа в сверхурочное время (в том числе работа по ликвидации последствий аварий);
несоответствие работы специальности;
нарушение трудовой дисциплины;
допуск к работе на электроустановках лиц моложе 18 лет;
привлечение к работе лиц, неоформленных приказом о приеме на работу в организацию;
допуск к работе лиц, имеющих медицинские противопоказания.
При рассмотрении причин необходимо учитывать так называемые человеческие факторы. К ним относятся как психофизиологические, личностные факторы (отсутствие у человека необходимых для данной работы индивидуальных качеств, нарушение его психологического состояния и пр.), так и социально-психологические (неудовлетворительный психологический климат в коллективе, условия жизни и пр.).
4. Меры защиты от поражения электрическим током
Согласно требованиям нормативных документов, безопасность электроустановок обеспечивается следующими основными мерами:
1) недоступностью токоведущих частей;
2) надлежащей, а в отдельных случаях повышенной (двойной) изоляцией;
3) заземлением или занулением корпусов электрооборудования и элементов электроустановок, могущих оказаться под напряжением;
4) надежным и быстродействующим автоматическим защитным отключением;
5) применением пониженных напряжений (42 В и ниже) для питания переносных токоприемников;
6) защитным разделением цепей;
7) блокировкой, предупредительной сигнализацией, надписями и плакатами;
8) применением защитных средств и приспособлений;
9) проведением планово-предупредительных ремонтов и профилактических испытаний электрооборудования, аппаратов и сетей, находящихся в эксплуатации;
10) проведением ряда организационных мероприятий (специальное обучение, аттестация и переаттестация лиц электротехнического персонала, инструктажи и т.д.).
Для обеспечения электробезопасности на предприятиях мясной и молочной промышленности применяют следующие технические способы и средства защиты: защитное заземление, зануление, применение малых напряжений, контроль изоляции обмоток, средства индивидуальной защиты и предохранительные приспособления, защитные отключающие устройства.
Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с зёмлёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно защищает от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической изоляции оказываются под напряжением.
Сущность защиты заключается в том, что при замыкании ток проходит по обеим параллельным ветвям и распределяется между ними обратно пропорционально их сопротивлениям. Поскольку сопротивление цепи «человек-земля» во много раз больше сопротивления цепи «корпус-земля», сила тока, проходящего через человека, снижается.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают выносные и контурные заземляющие устройства.
Выносные заземлители располагают на некотором расстоянии от оборудования, при этом заземлённые корпуса электроустановок находятся на земле с нулевым потенциалом, а человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением заземлителя.
Малое напряжение - напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малые напряжения переменного тока получают с помощью понижающих трансформаторов. Его применяют при работе с переносным электроинструментом, при использовании переносных светильников во время монтажа, демонтажа и ремонта оборудования, а также в схемах дистанционного управления.
Изолирование рабочего места – это комплекс мероприятий по предотвращению возникновения цепи тока человек-земля и увеличению значения переходного сопротивления в этой цепи. Данная мера защиты применяется в случаях повышенной опасности поражения электрическим током и обычно в комбинации с разделительным трансформатором.
Выделяют следующие виды изоляции:
рабочая – электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током;
дополнительная – электрическая изоляция, предусмотренная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции;
двойная – электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Двойная изоляция заключается в одном электроприёмнике двух независимых одна от другой ступеней изоляции (например, покрытие электрооборудования слоем изоляционного материала - краской, пленкой, лаком, эмалью и т.п.). Применение двойной изоляции наиболее рационально, когда в дополнение к рабочей электрической изоляции токоведущих частей корпус электроприёмника изготавливается из изолирующего материала (пластмассы, стекловолокна).
Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током.
Устройства (аппараты) для защитного отключения в отношении надежности действия должны удовлетворять специальным техническим требованиям. Средства индивидуальной защиты делятся на изолирующие, вспомогательные и ограждающие.
Изолирующие защитные средства обеспечивают электрическую изоляцию человека от токоведущих частей и земли. Они подразделяются на основные (диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками) и дополнительные (диэлектрические галоши, коврики, подставки)
К вспомогательным можно отнести очки, противогазы, маски, предназначенные для защиты от световых, тепловых и механических воздействий.
К ограждающим относятся переносные щиты, клетки, изолирующие подкладки, переносные заземления и плакаты. Они предназначены в основном для временного ограждения токоведущих частей, к которым возможно прикосновение работающих.
5. Оказание ПП при поражении электрическим током
Весь персонал, обслуживающий электроустановки, ежегодно должен обучаться приемам освобождения от электрического тока, выполнению искусственного дыхания и наружного массажа сердца. Занятия проводит компетентный медицинский персонал с отработкой практических действий на тренажерах. Ответственность за организацию обучения несет руководитель предприятия.
Если человек прикасается рукой к токоведущим частям, находящимся под напряжением, то это вызывает непроизвольное судорожное сокращение мышц кисти руки, после чего освободиться от токоведущих частей он самостоятельно уже не в силах. Поэтому первое действие оказывающего помощь - немедленное отключение электроустановки, которой касается пострадавший. Отключение производится с помощью выключателей, рубильников, вывертыванием пробок и другими способами. Если пострадавший находится на высоте, то при отключении установки необходимо следить, чтобы он не упал.
Если отключить установку сложно, то необходимо освободить пострадавшего, используя все средства защиты, чтобы самому не оказаться под напряжением.
При напряжении до 1000 В для освобождения пострадавшего от провода, упавшего на него, можно воспользоваться сухой доской или палкой. Можно также оттянуть за сухую одежду, избегая при этом прикосновения к металлическим частям и открытым участкам тела пострадавшего; действовать необходимо одной рукой, держа вторую за спиной. Надежнее всего оказывающему помощь использовать при освобождении пострадавшего диэлектрические перчатки и резиновые коврики. После освобождения пострадавшего от действия электрического тока необходимо оценить состояние пострадавшего, чтобы оказать соответствующую первую помощь.
Если пострадавший находится в сознании, дыхание и пульс устойчивы, то необходимо уложить его на подстилку; расстегнуть одежду; создать приток свежего воздуха; создать полный покой, наблюдая за дыханием и пульсом. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться, так как может наступить ухудшение состояния. Только врач может решить вопрос, что делать дальше. Если пострадавший дышит очень редко и судорожно, но у него прощупывается пульс, необходимо сразу же начать делать искусственное дыхание.
Если у пострадавшего отсутствуют сознание, дыхание, пульс, зрачки расширены, то можно считать, что он находится в состоянии клинической смерти. В этом случае необходимо срочно приступить к оживлению организма с помощью искусственного дыхания по способу «изо рта в рот» и наружного массажа сердца. Если в течение всего 5-6 минут после прекращения сердечной деятельности не начать оживлять организм пострадавшего, то без кислорода воздуха погибают клетки головного мозга и смерть из клинической переходит в биологическую; процесс станет необратимым. Следовательно, пятиминутный лимит времени является решающим фактором при оживлении.
С помощью непрямого массажа сердца в сочетании с искусственным дыханием любой человек может вернуть пострадавшего к жизни или будет выиграно время до прибытия бригады реаниматоров.
Заключение
Развитие техники изменяет условия труда человека, но не делает их безопаснее, напротив – в процессе эксплуатации новой техники зачастую проявляются неизвестные ранее опасные факторы.
Современное производство немыслимо без широкого применения электроэнергетики. Пожалуй, нет такой профессиональной деятельности, где бы не использовался электрический ток.
Негативные для здоровья человека последствия, выявляющиеся в ходе эксплуатации технологического оборудования, выдвинули в настоящее время обеспечение производственной безопасности на производстве в число острейших технических и социально-экономических проблем. Наиболее страшное последствие удара электрическим током – смерть. К счастью, она случается в этом случае довольно редко.
Для недопущения электропоражения и обеспечения электробезопасности на производстве применяют: изолирование проводов и других компонентов электрических цепей, приборов и машин; защитное заземление; зануление, аварийное отключение напряжения; индивидуальные средства защиты и некоторые другие меры.
К сожалению, повсеместное старение производственных фондов, ветшание помещений отрицательно сказывается и на качестве электропроводки. Пробои в электропроводке ведут не только к ударам током, но и являются одной из основных причин пожаров.
Деловая игра №8
ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ДО ВРАЧЕБНОЙ ПОМОЩИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.
Теоретические знания, необходимые для выполнения деловой игры № 8.
ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. ВИДЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.
Широкое использование электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства увеличивает число людей, которые эксплуатируют электрооборудование. Поэтому проблема электробезопасности при эксплуатации электрооборудования приобретает особое значение.
Анализ несчастных случаев в промышленности свидетельствует о том, что количество травм, вызванных действием электричества, сравнительно небольшое и составляет 0,5-1% от общего количества несчастных случаев. Однако следует отметить, что из общего количества несчастных случаев со смертельным исходом на производстве 20-40%, случается вследствие поражения элекротоком, что больше, чем вследствие действия других причин, причем около 80% смертельных поражений электрическим током происходит в электроустановке напряжением до 1000 В . Значительно распространенны такие электроустановки, и их обслуживают практически все лица, которые работают в промышленности, а электроустановки напряжением более 1000 В обслуживают малочисленным высококвалифици-рованным персоналом.
Электротравма - это травма, вызванная действием электрического тока или электрической дуги.
Электротравмы разделяются на два вида :
Элекротравмы, которые происходят при прохождении тока через тело века,
Электротравмы, появление которых не связано с прохождением тока через тело человека. Поражение человека во этом случае связывается с ожогами, ослеплением электрической дугой, падением, и как следствие - существенными механическими повреждениями.
Виды воздействия электротока на человека:
- Термическое воздействие тока
Ожоги отдельных участков тела,
Нагревание до высокой температуры кровеносных сосудов,нервов, сердца, мозга и других органов, которые находятся на пути тока, вызывающего в них существенные функциональные нарушения.
- Электролитическое воздействие тока характеризуется распадом органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными изменениями их физико-химического состава.
- Механическое (динамическое) действие - это расслоение, разрывы и другие подобные повреждения тканей организма, в том числе мышц, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани вследствие электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегрева током жидкости и крови.
- Биологическое воздействие тока проявляется путем раздражения и возбуждения живых тканей организма, а также вследствие нарушения внутренних биологических процессов, происходящих в организме, которые тесно связанны с его жизненными функциями.
Виды электрических травм:
Местные электротравмы, которые вызывают местное повреждение организма;
Общие электротравмы (электрические удары), когда поражается (или возникает угроза поражения) весь организм вследствие нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.
Ø Местная электротравма - ярко выраженное нарушение целостности тканей тела, в том числе костей, вызванное влиянием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего - это поверхности повреждения, то есть повреждения кожи, а иногда и других мягких ткан связок и костей. Местные электротравмы вылечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Однако при тяжелых ожогах человек умирает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные местные электротравмы:
Ø электрические ожоги, это повреждение поверхности тела воздействием электрической дуги или больших токов, которые проходят через тело человека.
Ø электрические знаки, это четко выраженная метка диаметром 1-5 мм серого или бледно-желтого цвета, которая появляется на поверхности кожи человека в месте прохождения тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны (верхний слой кожи сходит, а пораженное место приобретает начальный цвет, восстанавливается пластичность и чувствительность).
Ø Электрометализация - проникновение в кожу частичек металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока. Она может произойти при коротких замыканиях, отключениях напряжения разъедиинителями и рубильниками под нагрузкой. При этом мелкие частички расплавленного металла под влиянием динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру при малом запасе теплоты, и поэтому не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются открытые части тела: руки и лицо. При повреждении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги, должны выполняться в защитных очках.
Ø Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких судорожных сокращений мышц под влиянием тока, который проходит через тело человека. Вследствие этого могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, и даже переломы костей. Механические повреждения имеют место при работе в установках напряжением до 1000 В при длительном нахождении человека под напряжением.
Ø Электроофтальмия - это воспаление внешних оболочек глаз, которое возникает под влиянием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (при коротком замыкании).
Электроофтальмия развивается через 4-8 часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснения и воспаления кожи, слизистых оболочек век, слезы, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичная потеря зрения. Пострадавший ощущает головную боль и резкую боль в глазах, которая усиливается на свете. Предотвращение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычным стеклом, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей, и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла.
Ø Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма электрическим током, которое сопровождается судорожным сокращением мышц. Такой удар может привести к нарушению и даже полному прекращению работы легких и сердца. При этом внешних местных повреждений, то есть электрических травм, человек может и не иметь.
В зависимости от тяжести поражения электрические удары можно условно разделить на 5 степеней:
I - судорожные едва ощутимые сокращения мышц;
II - судорожные сокращения мышц, которые сопровождают сильной еле переносимой болью без потери сознания;
III - судорожное сокращения мышц с потерей сознания, с сохранением дыхания и работы сердца;
IV - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхаш
V - клиническая смерть, то есть остановка работы сердца и легких.
Приблизительно 75% случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных електротравм.
2. ПРИЧИНЫ ЛЕТАЛЬНЫХ ИСХОДОВ ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА .
Причинами смерти от электрического тока могут быть :
Прекращен работы сердца,
Остановка дыхания
Электрический шок.
Одновременное действие двух или даже трех этих причин.
Прекращение сердечной деятельности от электрического тока наиболее опасно, поскольку вернуть пострадавшего к жизни в этом случае является, как правило, более сложным заданием, нежели при остановке дыхания или при шоке.
Влияние тока на мышцу сердца может быть:
Прямым, когда ток проходит непосредственно в области сердца,
Рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или его фибрилляция. При поражении током фибрилляция сердца наступает значительно чаще, чем его полная остановка.
Фибрилляция сердца - хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца мои наступить вследствие прохождения через тело человека по пути рука-рука, или рука-ноги переменного тока силой более 50 мА частотой 50 Гц в течение нескольких секунд.
При фибрилляции сердца , которая возникает вследствие кратковременного действия тока, дыхание может еще продолжаться 2-3 мин. Поскольку вместе с кровообращением прекращается и снабжение организма кислородом, у человека наступает быстрое резкое ухудшение общего состояния и дыхание прекращается. Фибрилляция продолжается какое-то время и завершается полной остановкой сердца. Наступает клиническая смерть.
Прекращение дыхания происходит вследствие непосредственного влияния тока на мышцы грудной клетки, которые участвуют в процессе дыхания. Человек начинает ощущать затруднение дыхания вследствие судорожного сокращения мышц уже при токе 20-25 мА частотой 50 Гц. При большем значении силы тока это действие усиливается. В случае длительного прохождения тока у человека наступает асфикция - болезненное состояние вследствие недостатка кислорода и излишка углекислоты в организме. При асфикции постепенно теряется сознание, чувствительность, рефлексы, потом прекращается дыхание, а спустя некоторое время останавливается сердце или возникает его фибрилляция, то есть наступает клиническая смерть.
Прекращение сердечной деятельности в этом случае обусловлено не только родственным влиянием тока на сердце, но и прекращением снабжения организма кислородом, в том числе и клеток сердечной мышцы из-за остановки дыхания.
Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма из-за раздражения электрическим током, которая сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обменаа веществ. Шоковое состояние продолжается от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить гибель человека вследствие полного угасания жизненно важных функций, или выздоравливание - вследствие своевременного активного врачебного вмешательства.
Причины электротравм можно сгруппировать по следующим факторам :
1. Прикосновение к токоведущим частям под напряжением вследствие несоблюдения правил безопасности, дефектов конструкции и монтажа электрооборудования;
2. Прикосновение к нетоковедущим частям, которые случайно оказались под напряжением (повреждение изоляции, замыкание проводов);
3. Ошибочная подача напряжения в установку, где работают люди;
4. Отсутствие надежных защитных средств.
3. ПЕРВАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ТОКОМ ЧЕЛОВЕКА.
Первая медицинская помощь - это комплекс мероприятий, направлен на восстановление или сохранение здоровья потерпевших, осуществляемых немедицинскими работниками (взаимопомощь) или самим пострадавшим (самопомощь).
Влияние электричества на организм человека
В этом разделе мы попытаемся исправить очень часто встречающуюся в учебниках по электронике ошибку, связанную с игнорированием или недостаточно детальным раскрытием темы электробезопасности. Если вы читаете эту статью, значит вы занимаетесь или собираетесь заняться практической работой с электричеством, и тема безопасности имеет для вас первостепенное значение. Те авторы, редакторы и издатели, которые по каким-то причинам не включают эту тему в свои труды, лишают читателя жизненно важной информации.
Большинство из нас испытали на себе некоторые формы поражения электрическим током, приведшие к болевым ощущениям или травмам. В основном такой опыт ограничивается покалываниями или болевым ударом вследствие разряда статического электричества. При работе с электрическими схемами, которые выдают большую мощность на нагрузках, боль является наименее значимым результатом поражения электрическим током.
Прохождение электрического тока через материал, обладающий каким-либо сопротивлением, приводит к рассеиванию энергии в виде тепла. Это самая основная форма воздействия электричества на живую ткань: под воздействием тока она нагревается. Если будет выделено большое количество тепла, то ткань может быть просто сожжена. По сути дела, эффект поражения электрическим током аналогичен эффекту воздействия открытого пламени или других источников высоких температур, но помимо этого, электричество может сжечь ткани под кожей человека, и даже его внутренние органы.
Еще более опасным является воздействие электрического тока на нервную систему человека. "Нервная система" - это сеть специальных клеток организма, называемых "нервными клетками" или "нейронами", которые обрабатывают и проводят огромное количество сигналов, управляющих всеми функциями организма. Головной мозг, спинной мозг и сенсорно-моторные органы функционируют в организме как единое целое, позволяя ему чувствовать, двигаться, реагировать, мыслить и помнить.
Нервные клетки взаимодействуют друг с другом по принципу "преобразования": они создают электрические сигналы (очень малых напряжений и токов) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейромедиаторами , и высвобождают эти нейромедиаторы при стимуляции электрическими сигналами. Если через человека пройдет электрический ток достаточной величины, то под его воздействием крошечные электрические импульсы, порожденные нейронами, будут многократно превышены, что приведет к перегрузке нервной системы и блокированию рефлексов и сигналов управления мышцами. Последние при этом непроизвольно сократятся, и человек ничего с этим не сможет сделать.
Особенно опасная ситуация может возникнуть, ели человек коснется провода, находящегося под напряжением, рукой. Мышцы предплечья, которые отвечают за сжатие пальцев, развиты намного лучше, чем мышцы, ответственные за разжатие пальцев, поэтому, при воздействии электрического тока на обе группы мышц, сжимающие мышцы победят и сожмут пальцы в кулак. Ели провод при этом будет находиться со стороны ладони, то пальцы его обхватят, усугубив сложившуюся ситуацию. Самостоятельно отпустить провод человек уже не сможет.
С медицинской точки зрения, непроизвольное сокращение мышц называется оцепенением . Вывести пораженного электрическим током человека из состояния оцепенения можно только одним способом: прекратить прохождение тока через него.
Даже после прекращения воздействия электрического тока, человек еще некоторое время не сможет восстановить контроль над своими мышцами, пока не нормализуется баланс нейромедиаторов. На этом принципе построены такие устройства, как "электрошокеры", которые с помощью высоковольтного импульса на некоторое время (до нескольких минут) могут вывести человека из строя.
Электрический ток может повлиять не только на мышцы скелета, но так же и на мышцы диафрагмы и сердца. Чтобы нарушить работу сердца и вызвать аритмию достаточно тока небольшой величины. В этом случае нормальное сердцебиение сменится "трепетанием", которое не сможет обеспечить эффективную перекачку крови к жизненно важным органам организма. Если ток через организм будет достаточно сильным, то наступит смерть от удушья или от остановки сердца. Как это ни покажется странным, но для восстановления сердцебиения медики так же используют мощный разряд электрического тока, приложенный к груди человека.
И последнее, что мы с вами рассмотрим в этой статье - это опасности свойственные электрическим сетям общего пользования. Несмотря на то, что первоначальные исследования электрических цепей нами будут сосредоточены исключительно на постоянном токе (DC), большинство современных бытовых приборов используют для питания переменный ток (AC). Технические причины предпочтения переменного тока постоянному в системах питания не входят в рамки обсуждения этой статьи, но характерные опасности каждого вида электрической энергии очень важны а плане безопасности.
Характер воздействия переменного тока на организм человека в значительной степени зависит от его частоты. В России, США и Европейских странах используется переменный ток низкой частоты (50 - 60 Гц). Такой ток более опасен чем переменный ток высокой частоты, и в 3-5 раз опаснее чем постоянный ток равнозначного напряжения. Воздействие переменного тока низкой частоты приводит к продолжительному сокращению мышц, которое не позволит убрать руку сжавшую провод от этого провода. Воздействие постоянного тока вызовет единичное конвульсивное сокращение мышц, после чего пораженный сможет отойти от источника тока.
Переменный ток с большей вероятностью может вызвать аритмию сердца, тога как постоянный ток может остановить его. После того, как воздействие тока на организм прекращается, то у остановленного сердца имеется больше шансов восстановить нормальное сердцебиение, чем у сердца с аритмией (трепещущего). Поэтому дефибрилляторы, применяемые медиками скорой помощи, используют разряд постоянного тока, который останавливает аритмию и дает сердцу шанс на восстановление.
Теперь мы с вами знаем, что электрические токи опасны и взаимодействия с ними нужно избегать. В последующих статьях этого раздела мы рассмотрим какие токи входят и выходят из организма человека, и изучим меры предосторожности при работе с электричеством.
Краткий обзор:
Электрический ток способен вызвать глубокие и сильные ожоги в организме человека вследствие рассеивания мощности через электрическое сопротивление тела.
Оцепенение - это ситуация, при которой мышцы человека непреднамеренно сокращаются вследствие прохождения внешнего электрического тока через его тело.
Мышцы диафрагмы (легких) и сердца так же подвержены неблагоприятному воздействию электрического тока. Чтобы нарушить работу сердца и вызвать аритмию достаточно тока небольшой величины.
Переменный ток с большей вероятностью может вызвать аритмию сердца, тога как постоянный ток может остановить его.
О влиянии электрического тока на тело человека было известно уже в конце 18 века. Однако, в то время не знали, что электрический ток может представлять опасность для человека. Первые упоминания о производственном электротравматизме в средствах массовой информации встречаются во второй половине 19 века (в 1863 г приводится описание электротравмы на постоянном токе, а в 1882 г – на переменном). В конце 19 века начинается систематическое изучение действия электрического тока на организм животных и человека, а также разрабатываются мероприятия по защите человека от тока.
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него сложное воздействие, являющееся совокупностью:
- термического воздействия – нагрев биологических тканей, сосудов, нервов и органов, находящихся на пути протекания тока; ожоги участков тела;
- электролитического воздействия – разложение органических жидкостей (крови и плазмы);
- механического воздействия – разрывы, расслоения тканей и кровеносных сосудов, вывихи и т.д. вследствие электродинамического эффекта;
- биологического – раздражение и возбуждение нервных волокон и других органов тканей организма.
Любое из этих воздействий может привести к поражению человека в виде электрической травмы, которые можно условно разделить на местные и общие.
Рисунок. Классификация электрических травм
К местным электрическим травмам, при которых возникает локальное (местное) повреждение организма, относят:
1. Электрический ожог самый распространенный вид местной электрической травмы. Электрический ожог является результатом воздействия на человека электрической дуги (дуговой ожог) или прохождения через его тело электрического тока (токовый ожог).
Токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела человека с токоведущей частью вследствие преобразования электрической энергии в тепловую. Так как кожа человека обладает во много раз большим сопротивлением, чем другие ткани человека, в ней выделяется большая часть тепла. Токовые ожоги возникают, как правило, в установках до 1000 В.
Электрическая дуга, вызывающая дуговой ожог, возникает при разряде через тело человека и сопровождается прохождением тока через тело человека. Также дуговой ожог может произойти при коротких замыканиях в электроустановках, в этом случае ток через тело человека не протекает. Электрическая дуга обладает высокой температурой, что может вызывать обширные ожоги тела и привести к смертельным случаям. В ЭУ до 6 кВ ожог чаще всего является следствием случайных коротких замыканий. В установках более высокого напряжения ожог возникает:
- при случайном приближении человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние, при котором происходит пробой воздушного промежутка между ними;
- при повреждении изолирующих защитных средств (штанг, указателей напряжения и т.п.), которыми человек касается токоведущих частей, находящихся под напряжением;
- при ошибочных операциях с коммутационными аппаратами (например, при отключении разъединителя под нагрузкой с помощью штанги), когда дуга нередко перебрасывается на человека, и т.п.
Различают 4 степени электрического ожога. Ожоги I степени характеризуются покраснением кожи, II степени – появлением на коже пузырей, III степени – омертвлением кожи, IV степени – обугливание кожи, подкожных тканей, мышц и даже костей.
2. Электрический знак (электрическая метка) специфическое поражение кожи, вызванное протеканием тока через тело человека. Электрические знаки представляют собой омертвевшие участки кожи на теле человека в местах входа-выхода электрического тока. Как правило, электрические знаки безболезненны и поддаются лечению.
3. Металлизация кожи обусловлена попаданием на тело человека частиц расплавившегося под действием электрической дуги металла. Тяжесть травмы зависит от места и площади поражения на теле человека. Весьма опасными могут быть случаи поражения глаз, нередко приводящие к потере зрения. Одновременно с металлизацией кожи часто происходит ожог электрической дугой.
4. Электроофтальмия это воспаление наружных оболочек глаз из-за воздействия ультрафиолетовых лучей от электрической дуги при коротких замыканиях в электроустановках.
5. Механические повреждения (разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов, вывихи суставов, переломы костей), возникают в результате резких, непроизвольных сокращений мышц под действием тока, либо падения человека с высоты.
Рисунок. Примерное распределение электротравматизма по видам травм
К общим электрическим травмам, при которых поражается весь организм, относят электрический удар. Этот вид электрической травмы является самым распространенным (более 80% всех поражений человека электрическим током). Примерно 85% случаев поражения электрическим током со смертельным исходом связаны с электрическим ударом. Большая часть этих случаев (примерно 60%) является результатом одновременного действия электрических ударов и местных электротравм (в основном ожогов), однако и в этих случаях смертельный исход является, как правило, следствием именно электрического удара.
Рисунок. Распределение случаев поражения электрическим током по видам электротравм
Электрический удар это поражение организма человека, вызванное возбуждением живых тканей тела электрическим током и сопровождающееся судорожным сокращением мышц. Электрические удары возникают при протекании через тело человека относительно малых значений тока (до несколько сотен миллиампер) и напряжении, как правило, до 1000 В. Исход воздействия тока при электрических ударах может быть различным от легкого, судорожного сокращения пальцев до смертельного поражения.
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; III – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого); IV – состояние клинической смерти.
Проверьте, насколько хорошо Вы изучили вопрос "Воздействие электрического тока на организм человека", ответив на несколько контрольных вопросов.
Воздействие электрического тока на организм человека носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие.
Как известно, организм человека состоит из большого количества солей и жидкости, что является хорошим проводником электричества, поэтому действие электрического тока на организм человека может быть летальным.
Убивает не напряжение, а ток
Это, пожалуй, самая основная проблема подавляющего большинства обычных людей. Все считают, что опасно напряжение, но правы они лишь частично. Само по себе напряжение (разность потенциалов между двумя точками цепи) на организм человека никак не воздействует. Все процессы, имеющие отношение к поражению, проходят под действием электротока той или иной величины.
Выше ток - больше опасность. Частичная правота относительно напряжения заключается в том, что от его значения зависит сила тока. Именно так - ни больше, ни меньше. Все, кто учился в школе, без труда вспомнят закон Ома:
Ток = напряжение / сопротивление (I=U/R)
Если считать сопротивление тела человека величиной постоянной (это не совсем так, но об этом позже), то ток, а значит, и поражающее действие электричества, будут напрямую зависеть от напряжения. Выше напряжение - выше ток. Вот откуда убеждение в том, что чем выше напряжение, тем оно опаснее.
Связь тока с сопротивлением
Согласно закону Ома ток зависит и от сопротивления. Чем ниже сопротивление, тем выше и, значит, опаснее ток. Не будет условий для прохождения тока (сопротивление цепи бесконечно велико) - не будет опасности при любом напряжении
Предположим (только теоретически), вы сунули палец в розетку, стоя на сырой земле и получите мощный удар. Поскольку ваше тело имеет невысокое сопротивление, ток из розетки устремится по цепи человек - земля.
А теперь прежде чем сунуть палец в розетку, вы встали на диэлектрический коврик или надели диэлектрические боты. Сопротивление диэлектрического коврика или бот настолько велико, что ток через них и, соответственно, вас, будет пренебрежимо мал - микроамперы. И хотя вы будете находиться под напряжением в 220 В, ток через вас течь практически не будет, а значит, и электрического удара вы не получите. Вы вообще не почувствуете никакого дискомфорта.
Именно по этой причине птица, сидящая на высоковольтном проводе (он оголен, не сомневайтесь), спокойно чистит перышки. Более того - если чрезмерно прыгучий человек, этакий Бэтмен, подскочит и вцепится в фазный провод ЛЭП, с ним тоже ничего не случится, хотя он и окажется под напряжением в киловольты. Повисит и спрыгнет. У электриков даже есть такой тип работ - под напряжением (не путайте с работой на электроустановках, находящихся под напряжением).
Но вернемся к варианту с розеткой, в котором вы стояли на сырой земле. Ударит - это факт. Но насколько сильно?
Определение степени поражения
Сопротивление человеческого тела в обычных условиях составляет 500-800 Ом. Сопротивление сырой земли можно в учет не брать - оно может оказаться крайне низким и на результат расчетов не повлиять, но справедливости ради добавим к сопротивлению тела еще 200 Ом. Быстренько считаем по приведенной выше формуле:
220 / 1000 = 0.22 А или 220 мА
Степень действия тока на организм человека вкратце можно выразить вот через такой список:
- 1-5 мА - ощущение покалывания, легкие судороги.
- 10-15 мА - сильная боль в мышцах, судорожное их сокращение. Самостоятельно освободиться от действия тока возможно.
- 20-25 мА - сильная боль, паралич мышц. Самостоятельно освободиться от действия тока практически нереально.
- 50-80 мА - паралич дыхания.
- 90-100 мА - остановка сердца (фибрилляция), смерть.
Очевидно, что ток в 220 мА намного превосходит смертельное значение. Многие скажут, что сопротивление тела человека много больше килоома. Верно. Сопротивление верхнего слоя кожи (эпидермиса) может достигать мегаома и даже более, но слой этот настолько тонок, что тут же пробивается напряжением выше 50 В. Поэтому в случае с электророзетками на свой эпидермис можете не рассчитывать.
Опасность зависит от частоты
При значениях напряжения до 400 В переменный ток частотой 50 Гц намного опаснее постоянного, поскольку, во-первых, сопротивление тела человека переменному току ниже, чем постоянному. Во-вторых, биологическое действие электрического тока переменного типа намного выше, чем постоянного.
При высоких же напряжениях, и, как следствие, высоких постоянных токах в список поражающих факторов добавляется процесс электролиза, происходящего в клеточных жидкостях. В этом случае постоянный ток становится более опасным, чем переменный. Он просто меняет химический состав жидкостей организма. С увеличением частоты картина несколько меняется: ток начинает носить поверхностный характер.
Иными словами, он проходит по поверхности тела, не проникая вглубь организма. Чем выше частота, тем меньший «слой» человеческого организма страдает. К примеру, при частоте в 20-40 кГц фибрилляции сердца не наступает, поскольку ток через него не течет. Взамен этой беды появляется другая - при высокой частоте происходит сильное поражение (ожог) верхних слоев тела, которое с не меньшим успехом приводит к смерти.
Пути прохождения электротока через организм
Влияние тока на организм человека зависит не только от его величины, но и от пути прохождения. Если человек просто залез пальцами в розетку, то ток потечет только через кисть. Стоит на сыром полу и коснулся оголенного провода - через руку, торс и ноги.
Вполне очевидно, что в первом случае пострадает лишь кисть, а освободиться от действия электротока не составит труда, поскольку мышцы руки выше кисти сохранят управляемость. Второй случай намного серьезней, особенно если рука левая. Здесь ток сковывает мышцы, не давая человеку самостоятельно освободиться от действия электричества. Но хуже всего, что в этом случае страдают легкие, сердце и другие жизненно важные органы. Те же проблемы ожидают при пути рука-рука, голова - рука, голова - ноги.
Влияние электрического тока на человека
Проходя через тело человека, электроэнергия оказывает на организм сразу несколько видов воздействия. Всего их существует четыре:
- Термическое (нагрев).
- Электролитическое (диссоциация, приводящая нарушению химических свойств жидкостей).
- Механическое (разрыв тканей как следствие гидродинамического удара и судорожного сокращения мышц).
- Биологическое (нарушение биологических процессов в клетках).
В зависимости от величины, пути прохождения, частоты и длительности воздействия электроток может вызывать абсолютно разные как по характеру, так и по тяжести повреждения организма. Самыми распространенными из них можно считать:
- Судорожное сокращение мышц.
- Судорожное сокращение мышц, дыхание и сердцебиение сохраняются.
- Остановка дыхания, возможно нарушение сердечного ритма.
- Клиническая смерть, дыхания и сердцебиения нет.
Безопасное напряжение
Для выяснения этого вопроса не нужно использовать никаких формул - все уже рассчитано, запротоколировано и завизировано специально обученными людьми. В зависимости от рода тока согласно ПЭУ безопасным напряжением рекомендуется считать:
Переменное до 25 В или постоянное до 60 В - в помещениях без повышенной опасности;
Переменное до 6 В или постоянное до 14 В - в помещениях повышенной опасности (сыро, металлические полы, токопроводящая пыль и пр.).
Определение шагового напряжения
Этот вопрос, представляющий чисто академический интерес, требует ответа хотя бы потому, что попасть под напряжение шага может практически каждый, выходящий из дома. Итак, предположим, что на линии электропередач оборвался провод и упал на землю. При этом короткого замыкания не произошло (земля относительно сухая и устройство аварийной защиты не сработало). Но даже сухая земля имеет довольно низкое сопротивление и по ней потек ток. Причем потек во все стороны как вглубь, так и по поверхности.
Благодаря сопротивлению почвы при удалении от провода напряжение постепенно падает и на некотором расстоянии исчезает. Но фактически оно не исчезает бесследно, а равномерно распределяется, «размазывается» по земле. Если воткнуть щупы вольтметра в грунт на некотором расстоянии друг от друга, то прибор покажет напряжение, которое будет тем выше, чем ближе упавший провод и больше расстояние между щупами.
Если вместо щупов окажутся ноги человека, бодро идущего на работу, то он попадет под напряжение, которое и называется шаговым. Чем ближе упавший провод и шире шаг, тем выше напряжение.
Грозит такой вид напряжения тем же, чем и обычный - поражением той или иной степени. Даже если ток, протекающий по петле нога-нога, окажется и не особо опасен, он вполне может вызвать судорожное сокращение мышц. Пострадавший падает и попадает под более высокое напряжение (расстояние руки - ноги больше), которое к тому же начинает течь через жизненно важные органы. Вот теперь о безопасности и речи быть не может - человек попал под опасное для жизни напряжение.
Если вы почувствовали, что попали под напряжение шага (ощущение можно сравнить с теми, которые возникают от прикосновения к «дерущейся током» стиралки). Поставьте ноги вместе, минимально сократив расстояние между ними, и осмотритесь. Если вы видите в радиусе 10-20 м электрическую опору (столб) или трансформаторную подстанцию, то, скорее всего, оттуда и растут уши у проблемы. Начинайте двигаться в противоположную от них сторону шажками по несколько сантиметров. Вы ведь помните, что чем меньше шаг, тем ниже шаговое напряжение. Если понять откуда появилось напряжение невозможно, выберите произвольное направление.