Известно, что человек неспособен определить своими органами наличие опасного напряжения, а постоянно происходящие в организме физиологические процессы несовместимы с протеканием сквозь его тело электрического тока.
Существует четыре вида воздействия тока:
Термические;
- электролитические;
- динамические;
- биологические.
Термическое воздействие - на теле, после контакта с электричеством, появляются ожоги произвольной формы. При перегревании временно теряют свою функциональность органы, находящиеся на пути электротока. В результате поражения может пострадать как мозг, так и кровеносная или нервная системы, что приводит к серьезным расстройствам.
Электролитическое воздействие - поражение крови и лимфы в организме, что влечёт к их расщеплению и изменению физико-химического состава.
Динамическое , или как его еще называют механическое, воздействие вызывает повреждение структуры тканей организма (в том числе, мышечные, лёгочные ткани, стенки кровеносных сосудов) в виде расслоения, рваных ран, в отдельных случаях - даже разрывов. Увечью способствует перегрев крови и тканевой жидкости с мгновенным выделением пара, похожим на взрыв.
Биологическое воздействие поражает мышечную систему и живые ткани, приводит к её временной дисфункции. В результате, могут возникать непроизвольные судорожные мышечные сокращения. Это действие, даже временного характера, может пагубно повлиять на работу сердца или дыхательной системы, не исключается летальный исход.
Виды электротравм:
Местного характера, когда нарушены отдельные участки тела;
- общее поражение - нанесены увечья электрическим ударом всему организму.
Соотношения электротравм, по данным статических исследований, распределились в следующим образом:
20% - местные проявления;
- 25% - общее поражение организма;
- 55% - смешанные поражения.
Чаще всего, возникают несчастные случаи с обоими видами травм, однако их следует рассматривать, как отдельные, так как они имеют значительные различия.
Электротравмы местного характера . Повреждения организма связаны с нарушениями целостности тканей тела. Чаще травмируется кожный покров, но бывают случаи нанесения вреда связкам или костям.
Степень опасности травм зависит от состояния и места повреждённой ткани. В большинстве случаев они излечиваются с полным восстановлением функциональности поражённой части тела.
Около 75% несчастных случаев от поражения электротоком имеют зону повреждения местного характера и встречаются со следующей частотой:
Ожоги от электричества - ≈40%;
- электрические знаки - ≈7%;
- металлизация кожного покрова - ≈3%;
- механическое поражение – ≈0,5%
- случаи электроофтальмии - ≈1,5%;
- смешанные травмы - ≈23%.
Электрические ожоги . Повреждения тканей возникают от термического влияния электрического тока, происходят часто, разделяются на:
Токовые, либо контактные, возникающие при соприкосновении человека с токоведущим оборудованием;
- дуговые, обусловленные действием электрической дугой.
Токовые ожоги характерны для электроустройств с напряжением до 2 кВ. Электрические объекты большего напряжения образуют электрическую дугу.
Сложность ожога зависит от мощности тока и длительности его прохождения. Кожный покров сгорает быстро из-за большего сопротивления чем у внутренних тканей. При увеличенных частотах токи проникают глубоко в организм, поражают внутренние органы.
Дуговые ожоги происходят при работе ЭУ с различными напряжениями. Причём источники до 6 кВ могут образовать дугу при случайном коротком замыкании. Более высокие напряжения пробивают сопротивление воздушной изоляции между человеком и электрооборудованием при сокращении безопасного промежутка до токоведущих частей.
Электрознаки . Это находящиеся на поверхности тела пятна овальной формы бледно-жёлтого или серого цвета. По размеру они около 1-5 мм. Легко поддаются лечению и не приносят человеку большого дискомфорта.
Представляет собой повреждение кожных покровов мелкими частичками расплавленного металла, которые проникают в верхние слои кожи от дуги при коротких замыканиях.
К наиболее опасной травме относятся повреждения области глаз. Для её предотвращения, при работах, связанных с разрывами цепей и одновременным образованием электродуги, работник должен использовать специальные защитные очки, а тело полностью закрывать спецодеждой.
Механические повреждения . Наиболее характерны при работе в электрических установках до 1000 В под длительным воздействием электротока.
Проявляются в виде непроизвольных мышечных судорог, которые могут привести к разрыву кожи, нервных тканей или кровеносных сосудов. Встречаются случаи с вывихом суставов и переломом костей.
Электроофтальмия . Повреждение глаз связано с воспалительными процессами наружной оболочки (конъюнктивы и роговицы) от воздействия сильного светового потока ультрафиолетового спектра электрической дуги.
Для защиты требуется использовать очки или маску с цветными специальными стёклами.
Электрический удар . Быстрое, практически мгновенное образование цепи тока в организме поражает живые ткани, приводит к судорогам мышц, нарушает работу всех органов, особенно нервной системы, сердца и лёгких. Степени электрического удара определяют пятью этапами:
1. Легкие сокращения отдельных мышц;
2. Мышечные судороги, создающие болевые ощущения, при которых пострадавший находится в сознании;
3. Судорожные сокращения мышц, вызвавшие потерю сознания, когда сердце и лёгкие продолжают функционировать;
4. Пострадавший лишен сознания, нарушен ритм/работа сердца и/или дыхание;
5. Летальный исход.
Последствия электрического удара на человеческий организм зависят от ряда факторов:
Длительность и величина поражающего электротока;
- частота и вид тока;
- пути протекания;
- индивидуальные возможности пораженного организма.
Фибрилляция . Волокна сердечной мышцы (фибриллы) под действием переменного тока с частотой 50 Гц, превышающего 50 мА, начинают хаотические сокращения. Через несколько секунд полностью прекращается нагнетание крови. Останавливается кровоток организма.
Путь току через сердце создают чаще всего, контакты между руками либо ногой и рукой. Меньшие 50 мА и большие 5 А токи фибрилляцию сердечной мышцы у человека не вызывают.
Электрический шок . Удар электрическим током тяжело воспринимается организмом, возникает реакция нервно-рефлекторного характера. Поражаются дыхательная и нервная системы, кровообращение, внутренние органы.
После воздействия током наступает фаза так называемого возбуждения организма: появляется ощутимость боли, увеличивается артериальное давление.
Затем организм переходит в фазу торможения: снижается кровяное давление, нарушается пульс, ослабевает дыхательная и нервная системы, наступает депрессия. Длительность этого состояния может колебаться от нескольких минут до суток.
Сегодня у нас очень интересная и познавательная статья про действие электрического тока на организм человека.
Я думаю, что каждый из Вас хоть раз задумывался об опасности электрического тока, и его последствий. А кто то может (не дай Бог конечно) испытал это на себе.
Среда, в которой мы с Вами обитаем, а также все то, что нас окружает, заключает в себе потенциальную опасность для нас. Одной из таких угроз является поражение током. Кроме природной среды (), есть еще бытовая и производственная, которые постоянно развиваются и прогрессируют (усовершенствование техники и применение новых разработок), а значит, несут в себе еще большую угрозу.
Несмотря на то, что проверка приборов производится очень качественно, от ошибок и непредвиденных ситуаций никто не застрахован.
К сожалению, чаще всего поражение током, как на производстве, так и в быту случается от того, что не соблюдены меры предосторожности и элементарной .
Не исключаются также причины неисправности и поломки приборов (при пользовании электрическим чайником, СВЧ-печью, и другими бытовыми приборами; , или при , либо при и многое другое), используемых в быту, и электрических агрегатов и , используемого непосредственно на производстве.
Как показывает статистика, процент получаемых травм от поражения током намного ниже по сравнению с травмами, полученными другими способами.
Но при поражении током значительно выше процент тяжелых травм и летального исхода.
Действие электрического тока на человека, а также его последствия можно лучше понять после того, как более детально рассмотрим, что же такое ток.
Электрический ток – это упорядоченное движение электронов в проводнике или полупроводнике.
В участке цепи сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка цепи — .
В случае, когда человек касается проводника, который находится под напряжением, он тем самым включает себя в цепь. Через тело человека пройдет ток, если он не изолирован от земли, либо касается проводника одновременно с другим предметом, у которого противоположенный потенциал.
Данная формула применима к двухфазному, или его еще называют двухполюсному прикосновению к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Выглядит это следующим образом:
При касании человеком двух фаз электроустановки, возникает цепь через тело человека, по которой проходит электрический ток. Величина электрического тока в данном случае зависит ТОЛЬКО от напряжения электроустановки и внутреннего сопротивления человека.
Например, фазное напряжение электроустановки 220 (В), линейное напряжение соответственно 380 (В). В нормальных условиях среднее сопротивление человека приблизительно составляет 1000 (Ом).
В данном случае ток, который пройдет через человека при одновременном его касании двух фаз (А и В) будет равен 380 (мА). А это смертельно опасно!!!
Чуть иначе будет происходить расчет тока, проходящего через организм человека, если он прикоснется к одной фазе в сети с изолированной нейтралью.
В этом случае цепь тока будет замыкаться через организм человека, далее на землю и через и емкости фаз.
Электрический ток производит следующие воздействия на организм человека проходя сквозь него:
1. Термическое
При таком воздействии происходит перегрев, а также функциональное расстройство органов находящихся на пути прохождения тока.
2. Электролитическое
При электролитическом действии тока в жидкости, которая находится в тканях организма, происходит электролиз, в том числе и в крови, из-за чего нарушается ее физико-химического состав.
3. Механическое
Во время механического воздействия происходит разрыв тканей и их расслоение, ударное действие от испарения жидкости из тканей человеческого организма. После этого следует сильное сокращение мышц, вплоть до их полного разрыва.
4. Биологическое
Биологическое действие тока несет в себе раздражение и перевозбуждение нервной системы.
5. Световое
Данное действие служит причиной поражения глаз.
Глубина и характер воздействия зависит от:
Так, например, при нормальных условиях и наличие сухой, неповрежденной кожи сопротивление человека может достигать нескольких сотен (кОм), а вот если условия будут неблагоприятные, то значение может упасть до одного килоома.
Ниже, я Вам приведу в пример таблицу, как действует электрический ток разной величины на организм человека.
Ток с силой около 1 (мА) уже будет довольно таки ощутимым. При более высоких показаниях будут испытываться болезненные и неприятные сокращения мышц у человека.
При токе силой в 12-15 (мА) человек уже не может управлять своей мышечной системой и не в состоянии самостоятельно оторваться от поражающего источника тока.
Если же ток будет выше, чем 75 (мА), то его воздействие приведет к параличу дыхательных мышц и, следовательно, к остановке дыхания.
Если сила тока будет продолжать увеличиваться, то наступит фибрилляция сердца и его остановка.
Более опасным, чем постоянный ток, является ток переменный.
Имеет не малое значение и то, какими именно участками тела прикасается человек к токоведущей части. Самыми опасными считаются те пути, во время которых поражается спинной и головной мозг (голова-ноги и голова-руки), легкие и сердце (ноги-руки).
1. Электрический удар
Возбуждает мышцы тела, приводит к судорогам, а затем к остановке дыхания и сердца.
2. Электрические ожоги
Возникают в результате выделения тепла после прохождения тока через тело человека.
Есть несколько видов ожогов, которые возникают в зависимости от параметров электрической цепи, а также состояния человека в тот момент:
Напряжение соприкосновения – это напряжение, которое действует на человека во время его соприкосновения с одним полюсом, либо же с фазой источника тока.
Самыми опасными зонами тела являются области висков, спины, тыльных сторон рук, голеней, затылка, а также шеи.
Почитайте мою статью о групповом , который случился с двумя электромонтерами при переключениях в электроустановке напряжением 10 (кВ).
P.S. Если во время прочтения материала у Вас возникли вопросы, то спрашивайте об этом в комментариях.
Электроэнергетическая отрасль (электрические станции, электрические сети) насыщена электроустановками, которые являются фактором повышенной опасности из?за возможности травмирующего действия на человека электрического тока со всеми вытекающими последствиями. Действие электрического тока на организм человека носит многообразный характер.
Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое и биологическое воздействие.
Тепловое (термическое) действие проявляется в виде ожогов участка кожи, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон.
Химическое (электролитическое) действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме человека растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма.
Биологическое действие проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма, в результате чего они могут погибнуть.
Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от:
Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока проявляется в виде электрических ударов и электротравм.
Электрическим ударом называется такое действие электрического тока на организм человека, в результате которого мышцы тела (например, рук, ног и т.д.) начинают судорожно сокращаться.
В зависимости от величины электрического тока и времени его воздействия, человек может находиться в сознании или без сознания, но при этом обеспечивается нормальная работа сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы человека и ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов тела человека (сердца, легких, мозга и т.д.).
Электрической травмой называется такое действие электрического тока на организм человека, при котором повреждаются ткани и внутренние органы человека (кожа, мышцы, кости и т.п.).
Особую опасность представляют электротравмы в виде ожогов в месте контакта тела человека с токоведущими частями электроустановок или ожоги электрической дугой, в том числе металлизация кожи (металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла при горении дуги). А также различные механические повреждения (ушибы, ранения, переломы), возникающие из-за резких непроизвольных движений человека при воздействии на него электрического тока. (Возможны вторичные последствия, вызванные падением с высоты, непроизвольными ударами).
В результате тяжелых форм электрического удара и электротравм, человек может оказаться в состоянии клинической смерти - у него прекращается дыхание и кровообращение. При отсутствии медицинской помощи клиническая смерть может перейти в смерть биологическую. Однако в ряде случаев при правильной медицинской помощи (искусственном дыхании и массаже сердца) можно добиться оживления пострадавшего.
Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания и, так называемый, электрический шок.
Прекращение работы сердца возможно в результате непосредственного действия электрического тока на сердечную мышцу или, рефлекторно, из-за паралича нервной системы. При этом может наблюдаться полная остановка сердца или, так называемая, фибрилляция, при которой волокна сердечной мышцы (фибриллы) приходят в состояние быстрых хаотических сокращений.
Остановка дыхания из-за паралича мышц грудной клетки может быть результатом или непосредственного прохождения электрического тока через область грудной клетки или рефлекторно, вследствие паралича нервной системы.
Нервная реакция организма человека на возбуждение электрическим током, которая проявляется в нарушении нормального дыхания, кровообращения и обмена веществ называется электрическим шоком .
При длительном шоковом состоянии может наступить смерть. Если же вовремя оказать пострадавшему медицинскую помощь, то шоковое состояние может быть снято без последствий для человека.
Основным фактором, определяющим исход поражения человека электрическим током, является значение электрического тока, протекающего через тело человека. Величина тока в теле человека определяется приложенным напряжением и электрическим сопротивлением человека. Сопротивление человека зависит от ряда факторов. Необходимо иметь в виду, что различные ткани и органы человеческого организма обладают разным удельным сопротивлением. Наибольшую величину имеет сопротивление сухой кожи и костная ткань, тогда как сопротивление крови и спинномозговой жидкости невелико.
Роговой верхний слой кожи человека не имеет кровеносных сосудов и обладает очень большим удельным сопротивлением - около 10 8 Ом×см. Внутренние слои кожи, насыщенные кровеносными сосудами, железами и нервными окончаниями имеют незначительное удельное сопротивление.
Условно можно рассматривать тело человека как часть электрической цепи, состоящей из 3-х последовательно соединенных участков: кожа - внутренние органы - кожа.
Принципиальная электрическая схема замещения человека представлена на рис. 1.1.
Рис.1.1 Принципиальная электрическая схема замещения человека, где: Г к - сопротивление кожи; С к - ёмкость между электродом и внутренней частью тела; Г вн - сопротивление внутренних органов
Величина емкости (с к) в общем незначительна и поэтому ее часто принебрегают, принимая во внимание лишь величину сопротивления 2r к +r вн.
Сопротивление тела человека (R h) является величиной переменной, зависящей от состояния кожи человека (толщина рогового покроя кожи, влажности) и окружающей среды (влажности и температуры).
Поверхностный кожный покров, состоящий из наслоения ороговевших клеток, имеет большое сопротивление - в сухом состоянии кожи оно может иметь значения до 500 кОм. Повреждение рогового покрова кожи (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела человека до 500-700 Ом, что пропорционально увеличивает опасность поражения человека электрическим током. Гораздо меньшее сопротивление электрическому току оказывают мышечные, жировые, костные ткани, кровь, нервные волокна. В целом сопротивление внутренних органов человека составляет 400-600 Ом.
В электрических расчетах за расчетное значение сопротивления тела человека принимается величина 1000 Ом.
Основным фактором, влияющим на исход поражения человека электрическим током, является величина тока, которая согласно закону Ома зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления тела человека. Эта зависимость не является линейной, так как при напряжениях около 100 В и выше наступает пробой верхнего рогового слоя кожи, вследствие чего электрическое сопротивление человека резко уменьшается (становится равным r вн), а ток возрастает. Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Воздействие на человека постоянного и переменного тока различно - переменный ток промышленной частоты опаснее постоянного тока того же значения. Случаев поражения в электроустановках постоянным током в несколько раз меньше, чем в аналогичных установках переменного тока при более высоких напряжениях (более 300 В) постоянный ток более опасен, чем переменный (из?за интенсивного электролиза).
С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока через человека, а следовательно, повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 1000 Гц; при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1-2 кГц.
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает на него термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие.
Термическое действие тока вызывает ожоги отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов, сердца, мозга и других органов, через которые проходит ток, что приводит к возникновению в них функциональных розлив аду.
Электролитическое действие тока характеризуется разложением крови и других органических жидкостей, что вызывает существенные нарушения их физико-химического состава.
Механическое действие тока сопровождается повреждениями (разрывы, расслоения и т.п.) различных тканей организма в результате электродинамического эффекта.
Биологическое действие тока на живую ткань проявляется как опасное возбуждение клеток и тканей организма, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц Такое возбуждение может привести к существенного евих нарушений и даже полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращениеу.
Электротравмы - это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги зависимости от последствий электротравмы условно разделяют на два вида: местные электротравмы, когда возникает местное ушкодже ения организма, и общие электротравмы (электрические удары), когда поражается весь организм в результате нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.
Характерными местными электрическими травмами являются электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи , механические повреждения и электроофтальмия .
Электрические знаки (электрические отметки) является пятнами серого или бледно-желтого цвета в виде мозоли на поверхности кожи в месте ее контакта с тока-проводящими частями
Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла расплавляется результате действия электрической дуги Такого повреждения, обычно, испытывают открытые части тела - руки и и лицо. Поврежденный участок кожи становится твердой и шершавой, однако за относительно короткое время она снова приобретает предыдущий вид и эластичность, электроофтальмия - это поражение глаз в результате воздействия ультрафиолетовых излучений электрической дуги.
Наиболее опасным видом электротравм является электрический удар, который в большинстве случаев (около 80%, включая смешанные травмы) приводит к смерти пострадавшего
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма электрическим током, сопровождающееся судорожным сокращением мышц зависимости от последствий поражения электрические удары можно условно разделить на четы ири степени:
I - судорожные сокращения мышц без потери сознания;
II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца;
III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);
IV - клиническая смерть.
Клиническая смерть - это переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента остановки сердечной деятельности и легких и продолжается 6-8 минут, пока не погибли клетки головного мозга.
После этого наступает биологическая смерть, в результате которого прекращаются биологические процессы в клетках и тканях организма и происходит распад белковых структур.
Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковеду-щим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, используют следую-щие способы:
Защитное заземление;
Защитное зануление;
Защитное отключение;
Выравнивание потенциала;
Электрическое разделение сети;
Система защитных проводов;
Изоляция токоведущих частей;
Безопасные (малые) напряжения;
Контроль изоляции;
Компенсация токов замыкания на землю;
Средства индивидуальной защиты и др.
Кроме того, для обеспечения защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям используют защит-ные оболочки, защитные ограждения (временные или ста-ционарные), безопасное расположение токоведущих час-тей, изоляцию токоведущих частей (рабочая, дополни-тельная, усиленная, двойная), изоляцию рабочего места, предупредительную сигнализацию, блокировку, знаки безопасности.
Все вышеперечисленные способы и средства защиты могут использоваться как отдельно, так и в сочетании друг с другом.
Воздействия электрического тока на человека по характеру и по его видам чрезвычайно разнообразны. Они зависят от множества факторов.
По характеру воздействия различают: термические, биологические, электролитические, химические и механические повреждения.
Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, почернением и обугливанием кожи и мягких тканей; нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути прохождения тока, кровеносных сосудов и нервных волокон. Фактор нагрева вызывает функциональные расстройства в органах и системах человеческого тела.
Электролитическое действие тока выражается в разложении различных жидкостей организма на ионы, нарушающие их свойства.
Химическое действие тока проявляется в возникновении химических реакций в крови, лимфе, нервных волокнах с образованием новых веществ, не свойственных организму.
Биологическое действие приводит к раздражению и возбуждению живых тканей организма, возникновению судорог, остановке дыхания, изменению режима сердечной деятельности.
Механическое действие тока выражается в сильном сокращении мышц, вплоть до их разрыва, разрывам кожи, кровеносных сосудов, переломе костей, вывихе суставов, расслоении тканей.
По видам поражения различают: электротравмы и электрические
Электротравмы — это местные поражения (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия).
Токовые ожоги подразделяются на контактные и дуговые. Контактные возникают в месте контакта кожи с токоведущей частью электроустановки напряжением не выше 2 кВ, дуговые — в местах, где возникла электрическая дуга, обладающая высокой температурой и большой энергией. Дуга может вызвать обширные ожоги тела, обугливание и даже полное сгорание больших участков тела.
Электрические знаки — это уплотненные участки серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Как правило, в месте электрического знака кожа теряет чувствительность.
Металлизация кожи — внедрение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги или заряженных частиц электролита из электролизных ванн.
Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетового излучения от электрической дуги. Возможно повреждение роговой оболочки, что особенно опасно.
Электрические удары — это общие поражения, связанные с возбуждением тканей проходящим через них током (сбои в функционировании центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения, потеря сознания, расстройства речи, судороги, нарушение дыхания вплоть до его остановки, мгновенная смерть).
По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.
Ощутимым называют электрический ток, который при прохождении через организм вызывает ощутимое раздражение. Ощущение от протекания переменного электрического тока, как правило, начинается от 0,6 мА.
Неотпускающим называют ток, который при прохождении через человека вызывает непреодолимые судорожные сокращения мышц рук, ног или других частей тела, соприкасающихся с токоведущим проводником. Переменный ток промышленной частоты, протекая по нервным тканям, воздействует на биотоки мозга, вызывая эффект «приковывания» к неизолированному проводнику тока в месте контакта с ним. Человек не может самостоятельно оторваться от токоведущей части.
Фибрилляционный называют ток, который при прохождении через организм вызывает фибрилляцию сердца (разновременные некоординированные сокращения отдельных мышечных волокон сердца). Фибрилляция может привести к остановке сердца и параличу дыхания.
Степень поражения электрическим током зависит от электрической проводимости или от обратного ему параметра — общего электрического сопротивления организма. Они, в свою очередь, определяются:
Индивидуальными особенностями тела человека;
Параметрами электрической цепи (напряжением, силой и родом тока, частотой его колебаний), под действие которой попал работник;
Путем прохождения тока через тело человека;
Условиями включения в электросеть;
Продолжительностью воздействия;
Условиями внешней среды (температурой, влажностью, наличием токопроводящей пыли и др.).
Низкое электрическое сопротивление организма способствует более тяжелым последствиям поражения. Электрическое сопротивление тела человека снижается вследствие неблагоприятных физиологических и психологических состояний (утомление, заболевание, алкогольное опьянение, голод, эмоциональное возбуждение).
Общее электрическое сопротивление человеческого организма суммируется из сопротивлений каждого участка тела, расположенного на пути прохождения тока. Каждый участок обладает своим сопротивлением. Наибольшее электросопротивление имеет верхний роговой слой кожи, в котором отсутствуют нервные окончания и кровеносные сосуды. При влажной или поврежденной коже сопротивление составляет около 1000 Ом. При сухой коже без повреждений оно многократно возрастает. При электропробое наружного слоя кожи полное сопротивление тела человека значительно снижается. Сопротивление кожи падает тем быстрее, чем длительнее процесс протекания тока.
Тяжесть поражения человека пропорциональна силе тока, прошедшего через его тело. Ток силой более 0,05 А может смертельно травмировать человека при продолжительности воздействия 0,1 с.
Переменный ток более опасен, чем постоянный, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее становится постоянный ток. Наиболее опасен частотный диапазон переменного тока от 20 до 100 Гц. Основная масса промышленного оборудования работает на частоте 50 Гц, входящей в этот опасный диапазон. Высокочастотные токи менее опасны. Токи высокой частоты могут вызвать лишь поверхностные ожоги, так как они распространяются только по поверхности тела.
Степень поражения организма во многом определяет путь, по которому электрический ток проходит через тело человека. Наиболее часты в практике варианты 1, 2, 5, 6, 7, показанные на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Варианты путей прохождения электрического тока через тело человека: 1 — «рука—рука».; 2 — «рука—ноги»; 5 — «нога—нога»; 6 — «голова—ноги»; 7 — «голова—рука»
Человек дотрагивается двумя руками до токоведущих проводов или частей оборудования, находящихся под напряжением. В этом случае движение тока идет от одной руки к другой через легкие и сердце. Путь этот принято называть «рука — рука»;
Человек стоит двумя ногами на земле и прикасается одной рукой к источнику тока. Путь протекания тока в этом случае называют «рука — ноги». Ток проходит через легкие и, возможно, через сердце;
Человек стоит обеими ногами на земле в зоне стекания на землю тока от неисправного электрооборудования, выполняющего в данном случае роль заземлителя. Земля в радиусе до 20 м получает потенциал напряжения, уменьшающийся с удалением от заземлителя. Каждая из ног человека получает разный потенциал напряжения, определяемый удаленностью от неисправного электрооборудования. В результате возникает электрическая цепь «нога — нога», напряжение в которой называют шаговым;
Прикосновение головой к токоведущим частям может создать цепь, где путь тока будет «голова — руки» или «голова — ноги».
Наиболее опасными являются те варианты, при реализации которых в зону поражения попадают жизненно важные системы организма, — головной мозг, сердце, легкие. Это цепи: «голова — рука», «голова — ноги», «руки — ноги», «рука — рука».
Пример. Переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 В, являющийся стандартным для отечественных электрических сетей, при прохождении по пути «рука — ноги» в зависимости от силы тока может оказывать различное воздействие. Так, если сила тока составляет 0,6—1,5 мА, он уже ощутим. Ему сопутствует слабый зуд, легкое дрожание пальцев. При силе тока 2,0—2,5 мА появляются болевые ощущения и сильное дрожание пальцев. При силе тока 5,0—7,0 мА возникают судороги кистей рук. Ток силой 20,0—25,0 мА — это уже неотпускающий ток. Человек не может самостоятельно оторвать руки от проводника, наблюдаются сильные боли и судороги, затрудненное дыхание. При силе тока 50,0—80,0 мА происходит паралич дыхания (при длительном протекании тока может возникнуть фибрилляция сердца). При 90,0—100,0 мА наступает фибрилляция. Через 2—3 с наступает паралич дыхания (табл. 2.1).
Таблица 2.1. Характер воздействия на человека при протекании через тело (участки тела) электрического тока
Протекание по телу человека постоянного тока напряжением менее 500 В вызывает болевое ощущение в месте соприкосновения с проводником, в суставах конечностей, болевой шок, ожоги. Однако он может привести и к остановке дыхания или сердечной деятельности. При напряжении 500 В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдается.
Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость. При увеличении напряжения сила тока растет быстрее напряжения.
Степень опасности поражения электрическим током зависит от условий включения человека в электросеть. На производствах используют трехфазные электрические сети переменного тока (с изолированной нейтралью или с заземленной нейтралью) и однофазные электрические сети. Все они опасны, но у каждой степень опасности разная.
Для трехфазных сетей переменного тока с любым режимом нейтрали самым опасным является двухфазное прикосновение (одновременно к двум проводам исправной сети). Человек замыкает через свое тело два фазных провода и попадает под полное линейное напряжение сети. Ток при этом проходит по наиболее опасному пути «рука — рука». Сила тока максимальна, так как в сеть включается только очень невысокое (примерно 1000 Ом) сопротивление тела человека. Двухфазное прикосновение к действующим частям установки уже при напряжении 100 В может оказаться смертельным.
В случае прикосновении к проводу установки, находящейся в аварийном режиме (обрыв второго провода и замыкание фазы на землю), из-за перераспределения напряжений между фазами опасность серьезного поражения человека электрическим током несколько снижается.
Трехфазные электрические сети с заземленной нейтралью несколько менее опасны, чем сети с изолированной нейтралью. Такие сети обладают очень малым сопротивлением между нейтралью и землей, поэтому заземление нейтрали служит целям безопасности.
Наименее опасным всегда является прикосновение к одному из проводов исправной сети.
При падении оборванного провода на грунт или при повреждении изоляции и пробое фазы через корпус оборудования на землю, а также в местах расположения заземлителя происходит растекание тока замыкания в грунте. Оно подчиняется гиперболическому закону (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Схема растекания тока замыкания в грунте: 1 — место падения на землю оборванного провода; 2 — кривая (гипербола) распределения потенциалов на поверхности земли при растекании тока; U3 — напряжение в точке замыкания
Так как грунт является существенным сопротивлением для растекания тока, все точки, расположенные на одной радиальной прямой, но на разных расстояниях от точки замыкания проводника на грунт, будут иметь разный потенциал. Он максимален у заземлителя, уменьшается по мере удаления от него и равен нулю за границей зоны растекания. На расстоянии 1 м от заземлителя падение напряжения в сухом грунте составляет уже 68 %, на расстоянии 10 м — 92 %. Нахождение человека в зоне растекания тока близко к заземлителю может быть опасным.
Выходить из опасной зоны необходимо по радиусу очень мелкими шагами. Согласно «Инструкции по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог» № ЦЭ-402, утвержденной МПС России 17.10.96 г., перемещаться в зоне растекания тока замыкания на землю без средств защиты (диэлектрических галош, бот) следует, передвигая ступни ног по земле и не отрывая их одну от другой. С увеличением длины шага увеличивается разница в потенциалах, под которыми находится каждая из ног. Образующееся за счет разности потенциалов в зоне растекания тока напряжение между двумя точками поверхности земли, которые отстоят друг от друга в радиальном направлении на расстоянии шага (0,8 м), называют шаговым напряжением. Путь тока при шаговом напряжении «нога — нога» не касается жизненно важных органов. Однако при значительном напряжении возникают судороги ног, человек падает. Электрическая цепь в этом случае замыкается через все тело упавшего.
