Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:

Значение тока, проходящего через тело человека,

Электрического сопротивления человека,

Уровня приложенного к человеку напряжения,

Продолжительности воздействия электрического тока,

Пути тока через тело человека,

Рода и частоты электрического тока,

Условий внешней среды и других факторов.

Электрическое сопротивление тела человека.

Тело человека является проводником электрического тока, правда, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.

Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермиса и внутреннего – дермы. Наружный слой – эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его объемное удельное сопротивление достигает 10 5 – 10 6 Ом·м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи, сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500Ом.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют сопротивление тела человека, равное 1000 Ом.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др.

Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние и площадь контактов, а также место касания, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и, в особенности на стороне, обращенной к туловищу, подмышечных впадинах, тыльной стороны кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.

С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300-500 Ом). Это объясняется электрическим пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через кожу.

С увеличением частоты тока сопротивление тела будет уменьшаться, и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.

Величина тока. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в Таблице 7.1

Таблица 7.1.

Характер воздействия тока на человека (путь тока рука – нога, напряжение 220 В)

	Переменный ток, 50 Гц	Постоянный ток
	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев	Ощущений нет
	Начало болевых ощущений	Ощущений нет
	Начало судорог в руках	Зуд, ощущение нагрева
	Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов	Усиление ощущения нагрева
	Сильные судороги и боли, неотпускающий ток, дыхание затруднено
	Паралич дыхания	Судороги рук, затруднение дыхания
		Паралич дыхания при длительном протекании тока
	То же, за меньшее время	Фибрилляция сердца при действии тока в течение 2-3 с, паралич дыхания

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздражения вызывает переменный ток силой 0,6-1,5 А и постоянный – силой 5-7 А. Указанные значения являются пороговыми ощутимыми токами; с них начинается область ощутимых токов.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый не отпускающий ток составляет 10-15 мА переменного тока и 50-60 мА постоянного тока. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть и оказывается как бы прикованным к ней.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного тока при длительности воздействия 1-2 с. по пути рука-ноги или рука-рука. Фибрилляционный ток может достичь 5А. Ток больше 5А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.

Продолжительность воздействия электрического тока . Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через область сердца. Если длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75-1с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца (в том числе наиболее уязвимой), что весьма опасно для организма. Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардиоцикла на 0,5 с или более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с наиболее уязвимой фазой работы сердца, а, следовательно, и опасность поражения резко уменьшаются. Указанное обстоятельство используется в быстродействующих устройствах защитного отключения, где время срабатывания менее 0,2 с.

Путь тока через тело человека. Играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела.

Возможных путей тока в теле человека, которые также называются петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука-рука, рука-ноги, нога-нога. Наиболее опасны петли голова-руки и голова-ноги.

Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250-300В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).

С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, следовательно, опасность поражения увеличивается.

Условия внешней среды. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения делят по опасности поражения человека электрическим током на следующие классы: (Таблица 7.2.)

Таблица 7.2.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током

Критерии безопасности электрического тока. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82.

При длительном воздействии допустимый ток принят в 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с – 6 мА. При воздействии 1 с и менее величины токов приведены в таблице 7.3., однако, они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность, и принимаются в качестве практических допустимых с достаточно малой вероятностью поражения.

Таблица 7.3.

Практически допустимые величины тока

Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука-рука, рука-ноги, и нога-нога.

1.Электрическое сопротивление тела человека.

2.Величина разности потенциалов в электрической цепи.

3.Продолжительность воздействия.

4.Путь тока через тело человека.

5.Род и частота электрического тока.

6.Индивидуальные свойства человека.

7.Условия внешней среды.

1. Электрическое сопротивление тела человека .

Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи. Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже, измеренное при 20 В, колеблется от 3-100 кОм, а сопротивление внутренних слоев составляет 300-500 Ом. Электрическое сопротивление тела человека является комплексной величиной, состоит из активного и емкостного, но, как правило, емкостным пренебрегают. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладони, особенно на участках, обращенных к туловищу. С увеличением времени воздействия сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов и усилению снабжения этого участка кровью, а соответственно увеличению потовыделения.

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Для переменного тока – это 0,6-1,5 мА, для постоянного тока 5-7 мА.

Неотпускающий ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм непреодолимые судорожные сокращения. Для переменного тока – это 10-15 мА, для постоянного тока 50-60 мА.

Фибрилляционный ток – электрический ток, при котором могут возникнуть несинхронные сокращения сердечной мышцы. Пороговый ток для переменного тока составляет 100 мА, для постоянного – 300 мА. При длительности воздействия 1-2 секунды по пути рука - рука или рука - ноги фибрилляционный ток может достичь 5 А. Более 5 А фибрилляцию сердца не вызывает – происходит мгновенная остановка сердца.

5. Род и частота электрического тока.

Постоянный ток приблизительно в 4-5 раз безопаснее переменного. Значительно меньшая опасность поражения постоянным током подтверждается практикой эксплуатации электрических установок. Это положение справедливо лишь для напряжений 250-300 В. Но большую опасность представляет переменный ток с частотой 50-1000 Гц, при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц.

6. Индивидуальные свойства человека.

Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают люди, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой системы, кожи, органов внутренней секреции.

7. Условия внешней среды.

Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы разрушающе действуют на изоляцию электрооборудования. Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрическому оборудованию металлические и заземленные конструкции.

Помещения по опасности поражения электрическим током делятся на:

1) помещения без повышенной опасности;

2) помещения с повышенной опасностью, которые характеризуются наличием одного из следующих условий:

Сырость или токопроводящая пыль;

Токопроводящие полы;

Высокая температура помещения (более 35 С);

Возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.

3) особо опасные помещения – характеризуются наличием одного из условий:

Особой сырости (относительная влажность приблизительно 100%);

Наличие химически активной или органической среды;

Наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Это ярко выраженные местные (локальные) повреждения тканей тела, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Местным повреждением чаще всего подвергается поверхность кожи человека, но в некоторых случаях поражаются и мышечные ткани, а также связки и кости. Обычно местные электротравмы излечиваются работоспособность человека полностью или частично восстанавливается. Однако в некоторых случаях местные электротравмы приводят к гибели человека. К местным электротравмам относят:

· электрические ожоги,

· электрические знаки (метки тока),

· электрометаллизацию кожи,

· механические повреждения,

· электроофтальмию.

Электрический удар - это воздействие электрического тока на организм человека или животного, в следствии которого начинается судорожное сокращение мышц тела. В зависимости от величины силы тока и времени воздействия биологический объект может быть в сознании или без него, но при самостоятельном функционировании органов дыхания и сердечно сосудистой системы. В самых тяжелых состояниях после поражения током наблюдается не только потеря сознания но и проблемы в работе сердечно-сосудистой системы, и даже летальный исход.

23. Последовательность и содержание мероприятий по оказанию первой помощи. Способы освобождения пораженного от воздействия электрического тока, меры личной безопасности. Особенности поражения атмосферным электричеством (молнией) при грозовых разрядах, первая помощь.

Первая помощь при ударе электрическим током заключается на незамедлительном отключении электроустановки или прерывание абсолютно любым доступным способом цепи воздействия электрического тока на человека, затем в зависимости от степени поражения приступит к выполнению закрытого массажа сердца и организации искусственного дыхания в случае, если у пострадавшего отмечается остановка сердца, а также обработки и накладывания повязки на пораженные части тела.

При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от его воздействия, так как от продолжительности этого действия зависит тяжесть электротравмы.

Если пострадавший держит провод руками, его пальцы сильно сжаты и освободить провод невозможно, то первым действием оказывающего помощь является отключение электроустановки, которой касается пострадавший. Отключение производится с помощью выключателей, рубильника или другого отключающего устройства, а также снятием или вывертыванием предохранителей (пробок), разъема штепсельного соединения.

С отключением электроустановки может одновременно погаснуть искусственное освещение, поэтому необходимо позаботиться об этом, включив аварийное освещение и т. п.

При этом необходимо учитывать взрывоопасность и пожароопасность помещения. Оказывая помощь пострадавшему, нельзя прикасаться к нему без соблюдения мер предосторожности, так как это опасно для жизни; необходимо следить за тем, чтобы самому не оказаться в контакте с токоведущей частью и под шаговым напряжением.

Для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода напряжением до 1 000 В необходимо использовать канат, палку, доску или другой сухой предмет, не проводящий электрический ток.

Если одежда сухая и отстает от тела, то можно оттянуть пострадавшего от токоведущих частей, избегая контакта (прикосновения) с частями тела, за полы пальто или пиджака, куртки, за воротник.

Для изоляции рук оказывающий помощь, должен надеть диэлектрические перчатки или обмотать руку шарфом, надеть на руку суконную фуражку или натянуть на руку рукав пиджака или пальто. Можно изолировать себя, применяя резиновый коврик, сухую доску или другие подручные предметы, не проводящие электрический ток (подстилку, сверток одежды).

Если электрический ток проходит в землю через пострадавшего, и он судорожно сжимает в руке провод, то отделить человека от земли можно, подсунув под него сухую доску или оттащив за одежду. Можно также перерубить провод топором с сухой деревянной рукояткой или другими инструментами с изолированными рукоятками (пассатижами и т. п.).

После освобождения пострадавшего от действия электрического тока необходимо оценить его состояние.

Если у пострадавшего отсутствует сознание, дыхание, пульс, кожаный покров синюшный, а зрачки широкие (0,5 см диаметром), то он находится в состоянии клинической смерти и следует немедленно приступить к оживлению организма с помощью искусственного дыхания способом «изо рта в рот» или «изо рта в нос» и наружного массажа сердца.

Приступив к оживлению пострадавшего, необходимо позаботится о вызове медицинской помощи.

В организме пострадавших от поражения атмосферным электричеством отмечаются такие же патологические изменения, как при поражении электротоком. Жертва теряет сознание, падает, могут отмечаться судороги, часто останавливается дыхание и сердцебиение. На теле обычно можно обнаружить «метки тока», места входа и выхода электричества. В случае смертельного исхода причиной прекращения основных жизненных функций является внезапная остановка дыхания и сердцебиения, от прямого действия молний на дыхательный и сосудодвигательный центры продолговатого мозга. Пострадавший от удара молнией нуждается в госпитализации, так как подвержен риску расстройств электрической активности сердца.

При поражении молнией оказывается та же помощи что и при поражении электрическим током.

Пораженному молнией немедленно делают искусственное дыхание, при остановке сердца – его закрытый массаж и согревают тело. Внутрь дают кофеин, анальгин. При возможности вводят подкожно противошоковые средства: промедол, кофеин, эфедрин. После восстановления дыхания пострадавшего следует напоить горячим чаем, обработать ожоги и транспортировать в больницу.

24. Ожоги пламенем, последовательность и содержание мероприятий по оказанию первой помощи. Отморожение, мероприятия по оказанию первой помощи (по этапам).

Ожог – повреждение тканей, вызванное воздействием высокой температуры, химических веществ, электрического тока, ионизирующего излучения. В зависимости от причины возникновения различают термические, химические, электрические, лучевые ожоги. Возможны солнечные ожоги. Наиболее часто встречаются термические ожоги.

Термические ожоги . При пожарах на организм человека действуют несколько поражающих факторов. Наиболее опасный из них – высокая температура в зоне горения, приводящая к тепловому удару, ожогам кожи и верхних дыхательных путей. Ожоги пламенем протекают значительно тяжелее, чем ожоги кипящей жидкостью . Среди термических ожогов различной локализации особую опасность представляют ожоги лица, они сопровождаются ожогами верхних дыхательных путей раскаленным воздухом.

Тяжесть состояния пострадавшего зависит от степени ожога, его площади и локализации. Степень ожога определяется глубиной поражения кожи и подлежащих тканей. Выделяют IV степени ожогов.

Ожог I степени проявляется покраснением кожи, отеком, болью.

Ожог II степени отличается образованием пузырей, заполненных прозрачной желтоватой жидкостью, резким покраснением кожи, жгучей болью.

Ожог III степени сопровождается омертвением всех слоев кожи. Поверхность ожога покрыта струпом – плотной серо–коричневой коркой. В связи с поражением нервных окончаний боль незначительная или отсутствует. Омертвевшие ткани нагнаиваются и отторгаются. Заживление протекает медленно. На месте ожога формируется рубец.

Ожог IV степени характеризуется обугливанием кожи, подкожной жировой клетчатки, мышц и даже костей. Болевая чувствительность утрачена. Для заживления глубоких ожогов необходима пересадка кожи.

Определение площади ожога

Площадь ожога определяют по «правилу девяток». Поверхность головы и шеи составляет 9 % поверхности тела взрослого человека, одной верхней конечности –– 9 %, одной нижней конечности – 18 % (бедро – 9 %, голень и стопа – 9 %). Задняя поверхность туловища человека составляет 18 % поверхности тела, передняя поверхность (грудь, живот) –– 18 %, промежность и наружные половые органы –– 1 %.

Площадь ожога можно определить также по «правилу ладони». Площадь ладони пострадавшего составляет 1 % поверхности его тела. Ладонь проецируют над областью поражения, не прикасаясь к обожженному участку тела.

Ожоги более 15 % поверхности тела у взрослых сопровождаются ожоговым шоком. У детей ожоговый шок развивается при площади ожогов 5 –– 10 % и более . Выделяют 2 фазы ожогового шока: первая – фаза возбуждения, вторая – торможения. Первая фаза отличается кратковременностью. Пострадавшие возбуждены, беспокойны в связи с непрерывным поступлением болевых импульсов из ожоговых ран. Вторая фаза характеризуется выраженным угнетением деятельности нервной системы, сердца, легких, почек и других органов. Обращает на себя внимание безучастный взгляд пострадавших. Опасность для жизни возникает даже при ожогах II степени, занимающих ⅓ поверхности тела.

При обширных ожогах в местах поражения образуются токсические вещества. Проникая в кровь, они разносятся по всему организму и вызывают интоксикацию. На обожженные участки кожи попадают микроорганизмы, ожоговые раны начинают нагнаиваться. Развивается ожоговая болезнь. Чем глубже поражение кожи и подлежащих тканей и больше площадь ожога, тем тяжелее состояние пострадавшего и хуже прогноз.

Отморожение - повреждение тканей тела под воздействием холода. Отморожению более подвержены пальцы рук и ног, нос, ушные раковины и лицо. Тяжесть отморожения зависит от продолжительности действия холода, а также от состояния организма.

При алкогольном опьянении нарушается терморегуляция организма, и вероятность отморожения увеличивается! Признак: резкое побледнение кожи и потеря ее чувствительности. Основной задачей первой помощи является прекращение воздействия холода и как можно более быстрое восстановление нормальной температуры охлажденных тканей. Для этого необходимо:

погрузить отмороженные участки тела в воду с температурой от 37°С до 40°С, но не выше из-за опасности ожога;

сделать легкое растирание отмороженных кожных покровов.

Запрещается растирать отмороженные участки снегом или погружать их в холодную воду, так как при этом происходит дальнейшее переохлаждение!

Для предупреждения инфицирования на отмороженные участки кожи накладываются стерильные повязки. При появлении болей, отека тканей, пузырей необходимо обратиться за врачебной помощью.

Электробезопасность

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. Основные причины поражения током: 1) нарушение изоляции или потеря ее изолирующих свойств, 2) непосредственное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, 3) несогласованность действий.

Электрический ток оказывает на человека следующее воздействие:

1. термическое (нагрев и ожоги ткани),

2. электролитическое (разложение крови и жидких компонентов),

3. биологическое (возбуждение живых тканей организма, вызывающее судорожное сокращение и нарушение биологических процессов).

Виды электропоражений

Все электропоражения делятся на две группы:

1. местные электротравмы - явно выраженные местные повреждения тканей;

бывают в следующих формах:

· электрический ожог,

· электрические знаки,

· металлизация кожи,

· механические повреждения,

· электроофтальмия (повреждение глаз электрической дугой).

2. общие электротравмы – возбуждение живых тканей организма, сопровождающиеся судорожным сокращение мышц.

· судорожное сокращение без потери сознания (I степень опасности),

· с потерей сознания, но с сохранением дыхания и кровообращения (II степень опасности),

· потеря сознания, нарушение сердечной деятельности, дыхания или и того и другого (III степень),

· клиническая смерть, длится 4-5 мин (IV степень).

Факторы, влияющие на опасность поражения человека электрическим током

Основными факторами, влияющими на исход электропоражения являются следующие:

· сила тока, I;

· напряжение, U;

· сопротивление тела человека, R ч;

· длительность воздействия;

· путь, род и частота тока;

· индивидуальные особенности человека;

· условия окружающей среды.

Одним из главных факторов является сила тока. Для характеристики воздействия установлены 3 пороговых значения:

1. Пороговый ощутимый - минимальная величина силы тока, которая вызывает болевые ощущения.

2. Пороговый не отпускающий - минимальная величина тока, при которой человек не может сам освободиться от токоведущей части.

3. Пороговый фибриляционный - минимальная величина тока, при которой нарушается сердечный ритм.

Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожного покрова и внутренних органов. Неповрежденная сухая и чистая кожа имеет сопротивление от 2кОм до 2МОм. При расчетах принимают сопротивление человека равным 1000 Ом. 25% сопротивления внутренних органов обеспечивают нервные волокна. Поражающий ток=1,2*(30+3,7G п) мА, где G п – масса тела человека.

Длительность воздействия влияет на исход поражения, т.к. со временем из-за увлажнения кожи сопротивление тела человека снижается и возрастает сила тока, проходящая через тело человека.

Род тока: переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный, однако при напряжении свыше 300 В опасность постоянного тока возрастает, т.к. постоянный ток большой величины при разрыве цепи дает очень резкие удары.

Путь тока:

Рис. 1. Характерные пути тока в теле человека (петли тока)

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

Наиболее опасны пути тока, проходящие через голову и сердце.

Электрический ток

Согласно современным представлениям, электричество - это совокупность явлений, обусловленных существованием, движением и взаимодействием электрически заряженных тел или частиц (электронов, ионов, молекул, их комплексов и т.п.), а электрический ток - упорядоченное и направленное движение электронов, ионов. Соответственно, электрический ток нельзя увидеть, но можно увидеть, почувствовать результаты преобразования электроэнергии в другие виды энергии: свет, тепло, механическую энергию и др., которые могут приносить не только пользу, но и нанести непоправимый урон в результате нарушения правил использования этого вида энергии и в случаях чрезвычайных ситуаций природного и (или) техногенного (антропогенного) характера.

Физические параметры электрического тока определяются силой тока, его частотой и родом - переменный или постоянный.

Факторы, определяющие исход поражения электрическим током

1. Величина тока и напряжения. Электрический ток как поражающий фактор определяет степень физиологического воздействия на человека. Напряжение следует рассматривать лишь как фактор, обусловливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях, - чем больше напряжение прикосновения, тем больше поражающий ток.

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие поражающие токи:

• 0,8-1,2 мА - пороговый ощутимый ток (т.е. то наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);
• 10-16 мА - пороговый неотпускающий (приковывающий) ток, когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободиться от токонесущих частей; может вызвать электрическую асфиксию - судорожное сокращение дыхательной мускулатуры в фазе выдоха;
• 100 мА - вызывает фибрилляцию желудочков сердца. При этом необходимо иметь в виду, что вероятность поражения таким током равна 50% при продолжительности его воздействия не менее 0,5 с.

Переменный ток от 100 мА до 5 А при частоте 50 Гц и постоянный ток от 300 мА до 5 А действуют непосредственно на мышцу сердца, что весьма опасно для жизни, поскольку спустя одну-две секунды с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция - разрозненные, аритмичные и некоординированные сокращения отдельных групп мышечных волокон желудочков сердца с частотой более 300 сокращений в минуту. При этом состоянии сердце перестает выполнять свои насосные функции, и прекращается кровоснабжение всего организма.

Ток более 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При дальнейшем увеличении силы тока он приобретает дефибриллирую- щие свойства, но вызывает нарушение функций ЦПС и остановку дыхания центрального генеза.

• 2. Продолжительность воздействия тока. Установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в состоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствует сжатие (систола) или расслабление (диастола) желудочков сердца и предсердий. Поэтому при малом времени воздействия тока может не совпадать с фазой полного расслабления, однако все, что увеличивает темп работы сердца, способствует повышению вероятности остановки сердца при ударе током любой длительности. К таким причинам следует отнести: усталость, возбуждение, голод, жажду, испуг, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни и т.п.
• 3. Сопротивление тела. Величина непостоянная, зависит от конкретных условий, меняется в пределах от нескольких сотен ом до нескольких мегаом. При воздействии напряжения промышленной частоты 50 Гц сопротивление тела человека является активной величиной, состоящей из внутренней и наружной составляющих. Внутреннее сопротивление у всех людей примерно одинаково и составляет 600-800 Ом. Различные части тела и ткани человека обладают различным сопротивлением току: кости -
• 200 000 Ом; хрящи - 50 000 Ом; мышцы - 1500 Ом; печень - 900 Ом; слизистые оболочки - 100 Ом.

Большим сопротивлением обладает кожа - 10 000-20 000 Ом, особенно толстая и сухая кожа на ладонях и подошвах - 2 МОм.

Из этого можно сделать вывод, о том что исход травмы при прочих равных условиях зависит от места приложения тока.

Сопротивление тела не является постоянной величиной: в условиях повышенной влажности оно снижается в 12 раз, в воде - в 25 раз, резко снижает его принятие алкоголя.

4. Сила тока. Сила тока определяется соотношением напряжения и сопротивления тела, через которое он проходит (/ = U/R ).

Сухая кожа имеет сопротивление 0,1-2 МОм, а влажная 1 кОм. Таким образом, ток одинакового напряжения, например в 127 В, может в одних условиях (сухая кожа) не нанести серьезного повреждения (легкое покалывание), а в других (мокрая кожа, сырой пол) - привести к смерти от фибрилляции желудочков. Сила тока в нервом случае будет равна 1,27 мА, а во втором - 127 мА.

При повышении напряжения более 500 В величина сопротивления кожи уже не имеет значения, так как в месте контакта происходит «пробой» кожи, возникают «метки» тока.

Распространенный в промышленности и в быту переменный ток с частотой 50 Гц более опасен, чем постоянный ток того же напряжения. Это положение касается тока напряжением до 500 В. При данном напряжении опасность обоих родов тока уравнивается, а при напряжении выше 500 В постоянный ток опаснее, чем переменный.

Путь {«петля») тока через тело человека. При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего выясняется, по какому пути протекал ток. Ток при входе в организм разветвляется, основное же количество электричества устремляется по прямой линии от анода к катоду. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда наблюдается многообразие возможных путей тока. Наиболее вероятными путями признаны следующие:

• «рука - рука» (40% случаев поражения);
• «правая рука - ноги» (20%);
• «левая рука - ноги» (17%);
• «обе руки - ноги» (12%);
• «нога - нога» (6%);
• «голова - ноги» (5%).

Все петли, кроме петли «нога - нога», называются «большими», или «полными» петлями, так как ток захватывает область сердца. В этих случаях через сердце протекает 8-12% от полного значения тока. Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0,4% от полного тока. Эта петля возникает, когда человек оказывается в зоне растекания тока, попадая под шаговое напряжение.

Шаговым называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока в земле, при одновременном касании их ногами человека. При этом, чем шире шаг, тем больший ток протекает через ноги. Такой путь тока не несет прямой опасности жизни, однако под его воздействием человек может упасть и путь протекания тока станет опасным для жизни. Для защиты от шагового напряжения служат дополнительные средства защиты - диэлектрические боты, диэлектрические коврики. В случае когда использование этих средств не представляется возможным, следует покидать зону растекания так, чтобы расстояние между стоящими на земле ногами было минимальным - короткими шажками. Безопасно также передвижение по сухой доске и прочим сухим, не проводящим ток предметам.

Воздействие на организм. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

С увеличением энерговооруженности химических предприятий возрастает число людей, контактирующих с электрооборудованием, контрольно-измерительными приборами, осветительными устройствами и т. д. Поскольку на предприятиях с электроустановками, работающими при напряжении до 1000 В, могут контактировать практически все работающие, возможность поражения электрическим током повышается, особенно если электротехническое оборудование неисправно или эксплуатируется с нарушением "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ).

Кроме того, опасность поражения электротоком отличается от прочих производственных опасностей (токсичные вещества, нагретые поверхности, шум и т. д.) тем, что человек не в состоянии се обнаружить дистанционно без специальных измерительных приборов.

Что же касается установок, работающих при напряжении выше 1000 В, то, как правило, или они ограждены, или с ними работают люди, имеющие специальную подготовку.

При прохождении через организм человека электрический ток оказывает следующие виды воздействий:

1. термическое - ожоги, нагрев кровеносных сосудов, нервов;
2. электролитическое - разложение крови и лимфатической жидкости, т. с. значительное изменение их физико-химических свойств;
3. биологическое - раздражение и возбуждение живых тканей организма, сопровождаемое непроизвольными судорогами мышц тела, сердца, легких, что приводит к нарушению или полному прекращению деятельности отдельных органов, систем дыхания и кровообращения.

Эти воздействия приводят к двум видам поражения: электротравмам - четко выраженным местным поражениям организма (ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия) и электрическому удару - электротравме, вызванной рефлекторным действием электрического тока, т. с. действием на центральную нервную систему, в результате которого может возникнуть паралич пораженных органов.

Статистика травматизма показывает, что из всех зарегистрированных случаев поражения электротоком с потерей трудоспособности более чем на 3 дня, а также со смертельным исходом 19% составляют электротравмы, 26% - электроудары и 55% - смешанное поражение.

Электрический, или контактный, ожог - результат теплового воздействия тока в месте контакта с неизолированными токоведушими частями; может быть поверхностный (характерен для токов промышленной частоты до 100 Гц) или внутренний (для токов с частотой в десятки и сотни кГц). Количество тепла, выделяемого в ткани человека, в этом случае определяется законом Джоуля - Ленца (в Дж)

Q=IчRчt, (8.1)

где Iч - сила тока, проходящею через тело человека. А; Rч - сопротивление тела человека. Ом; t - время протекания тока, с.

Различают четыре степени ожогов: I - покраснение кожи, II - образование пузырей на поверхности кожи, III - обугливание кожи, IV - обугливание подкожной клетчатки, мышц. Электрические ожоги не следует отождествлять с термическими, например с ожогами электрической дутой, температура в канале которой может достигать 4000 °С (они характерны для установок напряжением выше 1000 В).

Электрические знаки - четко выраженные пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1 мм; специфическое поражение, вызванное, по мнению многих исследователей, механическим и химическим воздействием тока; возникают при контакте с токоведущими частями, безболезненны и со временем исчезают.

Металлизация кожи - повреждение участка кожи в результате проникновения в нее мельчайших частиц расплавленного металла. Со временем пораженная кожа сходит, участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают.

Механическое повреждение - результат резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, вследствие чего возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов, нервов, вывихи суставов.

Электрический удар наблюдается при длительном воздействии тока небольшой силы (до нескольких сотен миллиампер) и, как правило, при напряжении до 1000 В. Различают четыре степени ударов: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II - то же, но с потерей сознания; III - потеря сознания, нарушение сердечной деятельности и дыхания; IV - клиническая смерть, т. е. отсутствие кровообращения и дыхания.

Тяжесть электротравм зависит от ряда факторов: силы протекающего тока, пути его прохождения, величины и рода напряжения, электрического сопротивления тела человека, длительности протекания тока, а также от здоровья и индивидуальных особенностей человека, окружающей среды и т. д.

Величина протекающего через тело человека тока является основным фактором, от которого зависит исход поражения. Наименьшее значение ощутимого тока, которое зависит от рода тока, состояния человека, вида включения его в цепь, называется пороговым ощутимым током. Для промышленной частоты 50 Гц его величина в среднем составляет 1 мА.

При увеличении силы тока до 10...15 мА в мышцах рук возникают болезненные судороги, поэтому человек не способен контролировать их действие и самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника (электрода). Величина тока 10 мА называется пороговым неотпускающим током.

При силе тока 25...50 мА возникает сильное сокращение дыхательных мышц грудной клетки, затрудняется или прекращается дыхание. Вероятность поражения органов дыхания в значительной степени зависит от времени протекания тока через организм.

Дальнейшее повышение величины тока до 100 мА может вызвать фибрилляцию желудочков сердца, при которой возникает их хаотическое сокращение и нарушается или полностью прекращается кровообращение, т. е. наступает клиническая смерть. Опасность фибрилляции заключается в том, что сердце человека самостоятельно не может выйти из этого состояния и восстановить свою деятельность: необходимо срочное оказание первой помощи - искусственное дыхание и наружный (непрямой) массаж сердца.

В противном случае через 5...6 мин начинают гибнуть нейроны коры головного мозга, и клиническая смерть переходит в биологическую. Вследствие этого как у нас, так и за рубежом смертельным считается ток величиной 100 мА.

Существенное влияние на исход поражения электрическим током оказывает путь его прохождения в теле человека ("петля" тока). В литературе описано 15 путей, однако наиболее вероятные пути протекания тока таковы: рука - рука (до 40%), правая рука - ноги (до 20%), нога - нога. В этом случае через сердце человека протекает от 0,4 до 7% общего тока.

Индивидуальные особенности организма - например, состояние здоровья, физическое развитие, масса, подготовленность к работе с электроустановками ("фактор внимания") - также влияют на исход поражения. Установлено, что люди с повышенной возбудимостью, заболеванием сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции обладают повышенной чувствительностью к действию электрического тока.

Род и частота тока имеют существенное значение при поражении. Установлено, что переменный ток промышленной частоты 50...60 Гц в 4...5 раз опаснее, чем постоянный. Токи с частотой 400...500 кГц нс оказывают раздражающего действия на ткани и нс вызывают электрического удара. Однако эти токи оказывают термическое воздействие.

Весьма значительное влияние на величину тока, проходящего через тело человека, оказывает полное электрическое сопротивление его тела, которое при сухой неповрежденной коже может колебаться в весьма широких пределах: от 103 до 105 Ом, а иногда и более.

Оно является нелинейной величиной и зависит от ряда факторов: состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная), плотности и площади контакта с токоведущими частями, силы проходящего тока и приложенного напряжения, времени воздействия тока.

Наибольшее электрическое сопротивление в теле человека имеет верхний роговой слой кожи (эпидермис) толщиной 0,05...0,2 мм, состоящий из омертвевших клеток, заполненных воздухом. При снятом роговом слое сопротивление внутренних органов, жизненно важных для человека, не превышает 800...1000 Ом. Поэтому при расчете условий электробезопасности человека его полное электросопротивление Rч принимают равным 1000 Ом.

Зная электросопротивление тела человека и интервал опасных для него токов, можно определить и интервал опасных напряжений. Так, для регламентированных значений порогового неотпускающего тока 10 мА и Rч = 1000 Ом безопасным напряжением будет Uбез = RчIч = 10 В.

Окружающая среда и обстановка в помещении могут усилить или ослабить воздействие электрического тока, поскольку существенно влияют на сопротивление тела человека, изоляцию токоведущих частей. В соответствии с этим существует определенная классификация помещений по опасности поражения током. Производственные и бытовые помещения разделяют на три класса: 1 - без повышенной опасности, 2-c повышенной опасностью; 3 - особо опасные.

Помещения без повышенной опасности - это сухие (относительная влажность не превышает 60%) беспыльные помещения с нормальной температурой и изолирующими полами (паркет, линолеум и т. д.). К ним могут быть отнесены конторские помещения, помещения ОТК, небольшие лаборатории, некоторые складские помещения для хранения твердых полимерных материалов и готовой продукции.

К помещениям с повышенной опасностью относят: сырые, в которых относительная влажность воздуха длительное время превышает 75%, но не достигает 100%; жаркие, в которых температура воздуха длительное время превышает 30 °С; пыльные, в которых выделяется токопроводящая технологическая пыль в количестве, достаточном для проникновения под кожух электрооборудования, оседания на проводах, что создаст электрическую цепь для утечки опасных токов (пыль может быть также непроводящей); помещения с токопроводящими полами - металлическими, земляными, железобетонными, кирпичными, ксилолитовыми и т.п. (ликвидируют переходное сопротивление между человеком и землей); помещения, в которых возможно одновременное прикосновение, с одной стороны, к имеющим соединение с землей корпусам технологического оборудования, металлоконструкциям зданий и т. п. и, с другой стороны, к металлическим корпусам электрооборудования или токоведущим частям. К таким помещениям относятся участки литьевых машин, склады для хранения и участки развески ингредиентов, обладающих электропроводимостью (например, развески технического углерода) и т.д.

К особо опасным помещениям относят: особо сырые помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100%, причем в таких помещениях стены, поп, потолок и находящиеся в них предметы покрыты влагой: с химически активной средой, где по условиям производства содержатся газы, пары или образуются отложения, разрушающие изоляцию или токоведущие части электрооборудования; помещения, в которых имеется одновременно два и более факторов повышенной опасности.

К таким помещениям относят участки пропитки полимерных материалов, химической чистки прессформ, гальванические цехи для металлизации пластмасс, клеевые цехи, душевые и т. п.