Воздействие электрического тока на человека

      - клиническую (или «мнимую») смерть;

      - биологическую смерть.

    Клиническая смерть - это переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. Длительность клинической смерти определяется периодом времени с момента прекращения кровообращения и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. У большинства нормальных людей это время не превышает 6 минут. Если в этот период начать оказывать пострадавшему соответствующую помощь, то дальнейшее развитие смерти может быть приостановлено и жизнь человека сохранена. Если пострадавшему не оказать своевременную помощь, то клиническая смерть переходит в биологическую смерть, под которой понимают необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур. Спасти человека после этого становится невозможным. 

Факторы, определяющие исход  поражения электрическим  током. 

       К факторам, влияющим на исход поражения  электрическим током, относят:

величину  тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду, фактор внимания.

1. Величина тока

 

По  величине тока, токи подразделяются на:

• неощущаемые (0,6 – 1,6мА);
• ощущаемые (3мА);
• отпускающие (6мА);
• неотпускающие (10-15мА);
• удушающие (25-50мА);
• фибрилляционные (100-200мА);
• тепловые воздействия (5А и выше).

 

2. Величина  напряжения и время  действия

 

       По  ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые величины напряжений и токов. Электробезопасность». Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока, приведены в табл. 1. 

Таблица 1

 

     При кратковременном воздействии (0,1-0,5с) ток порядка 100мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1с допустимый ток возрастает в 16 раз.

       Кроме того, сокращение длительности воздействия  электрического тока уменьшает опасность  поражения человека исходя из некоторых  особенностей работы сердца. Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 2.1.) составляет 0075-0,85с.

        В каждом кардиоцикле наблюдается  период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды.

Фаза  Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние. В период диастола желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15-0,2с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такового совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность фибрилляции сердца. В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца. 
 
 
 
 
 

     Характер  воздействия.

 
 

       Род и частота тока. 

       Постоянный  и переменный токи оказывают различные  воздействия на организм главным  образом при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдаются.

         Исследования показали, что самыми  неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50Гц). При увеличении частоты (более 50Гц) значения неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50Гц до 0) значения неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в три раза.

       Значения фибрилляционного тока  при частотах 50-100Гц равны, с  повышением частоты до 200Гц этот  ток возрастает примерно в  2 раза, а при частоте 400Гц – почти в 3,5 раза. 

       Путь  замыкания тока. 

       При прикосновении человека к токоведущим  частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей  замыкания тока через человека. Основные из них:

• голова – ноги;
• рука – рука;
• правая рука – ноги;
• левая рука – ноги;
• нога – нога.

       Степень поражения в этих случаях зависит  от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце. Так при протекании тока по пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, по пути «левая рука - ноги» 3,7%, «правая рука – ноги» 6,7%, «нога – нога» - 0,4%. Величена неотпускающего тока по пути «рука – рука» приблизительно в два раза меньше, чем по пути «рука – ноги». 

       Сопротивление человека. 

       Величина  тока походящего через какой-либо участок  тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления оказываемого току данным участком тела.

        Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С и сопротивлением его изоляции V_н (рис.2.2.). С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах практически становится равным внутреннему сопротивлению.

       При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчетов может быть принято равным 1000 Ом. 

Окружающая  среда. 

       Влажность и температура воздуха, наличие  заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека как с токоведущими частями, так и с землей.

Влияние продолжительности  действия тока

    При увеличении продолжительности действия тока увеличиваются опасность и  последствия воздействия тока на организм.

    При длительном протекании тока это объясняется  повышенным выделением тепла, что приводит к потовыделению, увлажнению кожи, снижению сопротивления тела человека, и, как следствие, к возрастанию тока и увеличению опасности.

    При кратковременном воздействии тока (менее 1 с) опасность зависит от того, с какой фазой работы сердца совпал момент прохождения тока. Известно, что в каждом кардиоцикле продолжительностью около 1с сердце в течение 0,1 с. находится в расслабленном состоянии и в это время особенно чувствительно к прохождению тока, что увеличивает вероятность возникновения фибрилляции. При длительности более 1 с ток не может не совпасть с этим состоянием сердца. При уменьшении продолжительности действия тока уменьшается и вероятность совпадения момента прохождения тока с расслабленным состоянием сердца, что снижает опасность поражения.

    Согласно  ГОСТ 12.1.038-82 предельно допустимый ток , не вызывающий фибрилляции сердца (пороговый нефибрилляционный ток) в интервале времени t = 0,2... 1 с, можно определить из выражения:

    Т. е. чем меньше длительность протекания тока, тем меньше вероятность возникновения фибрилляции сердца.

Влияние состояния человеческого  организма

    Тяжесть исхода электротравмы зависит от физического состояния пострадавшего  в момент поражения, в первую очередь  от состояния нервной системы. Отсутствие внимания, подавленное состояние, состояние алкогольного опьянения, а также некоторые болезни-все эти факторы увеличивают вероятность тяжелого и смертельного исхода электротравмы.

    Увеличивают опасность поражения электрическим  током некоторые болезни. В соответствии с приказом Министерства здравоохранения в перечень медицинских противопоказаний к допуску на работы по обслуживанию действующих электротехнических установок включены: психические заболевания со значительными изменениями личности; органические заболевания центральной нервной системы, в том числе эпилепсия и эпилептиформные состояния; наркомания, токсикомания, хронический алкоголизм; гипертоническая болезнь II и III стадий, ишемическая болезнь сердца (стенокардия с частыми приступами) и др.

    Большое влияние на исход электротравмы оказывает фактор внимания. Неожиданность поражения, испуг создают дополнительную нагрузку на нервную систему и приводят к снижению электрического сопротивления тела человека, что утяжеляет условия поражения. Если же человек знает о наличии потенциальной опасности поражения током и находится в состоянии направленного внимания, то поражение током (если оно случайно произойдет) не будет для него неожиданным  и как правило значительно легче. Объясняется это тем, что под влиянием напряженного внимания усиливается кровообращение центральной нервной системы. Это вызывает повышенное потребление кислорода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа электронов, участвующих в биохимических реакциях обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Поэтому сосредоточенный, внимательный к опасности человек менее подвержен воздействию тока. Таким образом, фактор внимания является одним из решающих для исхода поражения. 

       Фактор  влияния. 

        Фактор влияния играет важную роль при поражении электрическим током. На рис.2.3. представлен график зависимости освобождаемости студентов при поражении электрическим током, если им известно о том, что установка находится под напряжением.