Действие электрического тока на организм человека

Электрический ток имеет существенные особенности, отличающие его опасность от опасности других вредных и опасных произ­водственных факторов.

Во первых, электрический ток не может дистанционно ощущаться человеком, поэтому защитная реакция организма проявляется только после его воздействия.

Во вторых, электрический ток, протекая через тело человека, оказывает свое действие не только в местах контактов и на пути протекания через организм, но и вызывает рефлекторное воздействие, нарушая нормальную деятельность организма человека.

В третьих, существует опасность получения электротравмы без непосредственного контакта с токоведущими частями – при перемещении по земле (полу) вблизи поврежденной электроустановки (в случае замыкания на землю), через электрическую дугу.

Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток может вызывать термическое, электролитическое, биологическое, а также механическое действие.

Термическое действие тока проявляется в виде ожогов отдельных участков тела, нагрева кровеносных сосудов, нервов, крови, плазмы и других органов, что вызывает их серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие тока характеризуется разложением крови и других органических жидкостей ор­ганизма, в результате чего изменяются их состав и физико-химические свойства.

Биологическое действие тока проявляется в виде нарушения биологических процессов, протекающих в живом организме, что приводит к раздражению и возбуждению живых тканей организма, которые сопровождаются непроизвольными судорожными сокращениями сердечной мышцы и спазмом легких.

Механическое действие тока проявляется в разрывах кожи, кровеносных сосудов, нервной ткани, вывихах суставов вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока.

Многообразие действия электрического тока на организм человека в итоге может приводить к двум видам поражения – электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы представляют собой четко выраженные внешние местные поражения тела, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Они могут быть в виде ожогов, электрических знаков, электрометаллизации кожи, механических повреждений и электроофтальмии. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, однако при тяжелых ожогах исход поражения может быть смертельным.

Электрические ожоги являются самыми распространенными электротравмами. Они бывают двух видов – токовые (контактные) и дуговые.

Токовый ожог возникает при прохождении электрического тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью оборудования и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

По тяжести ожоги делятся на четыре степени:

I – покраснение кожи;

2. – образование пузырей, заполненных мутноватой жидкостью;

2. – омертвение всей толщи кожи (обугливание);

IV – обугливание тканей, подкожной клетчатки, мышц, костей.

Как правило, тяжесть поражения обусловливается не только и не столько степенью ожога, сколько площадью обожженной поверхности тела.

Токовые ожоги возникают при напряжениях не выше 1-2 кВ и характеризуются I и II степенью тяжести.

Дуговые ожоги возникают при воздействии более высоких напряжений. При этом между телом человека и токоведущей частью оборудования образуется электрическая дуга с температурой более 3500°С и большой энергией. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые – III и IV степени.

Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека в месте контакта ее с токоведущими частями оборудования. Знаки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны, и лечение их заканчивается благополучно.

Электрометаллизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может происходить при коротких замыканиях, отключениях рубильников под нагрузкой и т. п. Металлизация сопровождается ожогом кожи, вызываемым нагревшимся металлом. Со временем пораженная кожа сходит, участок приобретает нормальный вид, и болезненные ощущения исчезают.

Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызванные падением человека с высоты, ударами о предметы в результате непроизвольных движений или потери сознания при воздействии тока. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения.

Электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Кроме того, возможно попадание в глаза брызг расплавленного металла. Защита от электроофтальмии достигается ношением защитных очков.

Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. В зависимости от исхода поражения электрические удары условно делятся на четыре степени, характеризующиеся:

I – судорожным сокращением мышц, без потери сознания;

II – судорожным сокращением мышц, с потерей сознания, но сохранением дыхания и работы сердца;

III – потерей сознания и нарушением сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

IV – клинической смертью, т. е. отсутствием дыхания и кровообращения.

Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Прекращение работы сердца, как следствие воздействия тока на мышцу сердца, наиболее опасно. Это воздействие может быть прямым, когда ток протекает через область сердца, и рефлекторным, когда ток проходит через центральную нервную систему. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция (беспорядочное сокращение мышечных волокон сердца – фибрилл), что приводит к прекращению кровообращения.

Прекращение дыхания может быть вызвано прямым или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. При длительном действии тока наступает так называемая асфиксия (удушье) – болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме. При асфиксии последовательно утрачиваются сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце – наступает клиническая смерть.

Электрический шок – тяжелая своеобразная нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить полное выздоровление, как результат своевременного лечебного вмешательства, или гибель организма из-за полного угасания жизненно важных функций.

Оценка опасности электропоражения заключается в расчете (или измерении) протекающего через человека тока или напряжения прикосновения и сравнении этих величин с предельно допустимыми их значениями ( и ) в зависимости от продолжительности воздействия тока.

Оценка электропоражения проводится в нормальном режиме работы электроустановки и в аварийном, то есть в режиме, при котором могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с установкой (например, при замыкании электропитания установки на её корпус или другие электропроводящие части в результате нарушения изоляции).

Оценка опасности в таких случаях позволяет определить необходимость применения способов и средств защиты, а максимально возможные (или фактические) и предельно допустимые значения тока через тело человека или допустимые напряжения прикосновения служат исходными данными для их проектирования и расчета.

Максимально возможные значения тока, протекающего через тело человека при однофазном, однопроводном или однополюсном прикосновении могут быть рассчитаны по формулам, представленным, соответственно, в таблицах 4.1 и 4.2.