Раздел 3. Техногенные опасности и защита от них

Лекция № 5. Действие электрического тока на организм человека

Учебные вопросы

1. Виды поражений электрическим током.

2. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

3. Защита от воздействия электрического тока

Литература

1 Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учеб. для бакалавров по дисц. «Безопасность жизнедеятельности» / С. В. Белов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2013. - 682 с.

2 Занько, Н.Г. Безопасность жизнедеятельности [Электронный ресурс]: учебник / Н.Г. Занько, К.Р. Малаян, О.Н. Русак: под ред. О.Н. Русака. - СПб.: Лань, 2012. – 672 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/4227/.

3 Халилов, Ш.А. Безопасность жизнедеятельности [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Ш.А. Халилов, А.Н. Маликов, В.П. Гневанов; Под ред. Ш.А. Халилова. - М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2012. - 576 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=238589.

4. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Главы 7.5, 7.6, 7.10. Изд. 7-е. – СПб.: Изд. ДЕАН, 2002. – 176.

1. Виды поражений электрическим током

Опасность поражения людей электрическим током на производстве обусловлена несоблюдением мер предосторожности, а также отказом или неисправностью электрического оборудования. Следствием этого могут быть местные и общие нарушения в организме. Местные наруше­ния могут варьироваться от незначительных болевых ощущений до тя­желых ожогов с обгоранием и обугливанием отдельных частей тела. Общие нарушения вызывают сбои в функционировании центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения. При этом на­блюдаются обмороки, потеря сознания, расстройства речи, судороги, нарушение дыхания вплоть до остановки. При тяжелых поражениях электрическим током может наступить мгновенная смерть.

По характеру воздействия различают биологическое, тепловое, механическое и химическое действия электрического тока.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма (судороги).

Тепловое действие вызывает ожоги отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов и нервных волокон. Внешнее проявление ожогов начинается с покраснения кожи и образования пузырей с жидкостью до почернения и обугливания кожи и мягких тканей.

Механическое действие связано с сильным сокращением мышц, вплоть до их разрыва, вывихом суставов и даже повреждением костей.

Химическое действие тока приводит к электролизу (разложению) крови, межтканевой и других жидкостей организма.

Рассмотрим различные виды электропоражений.

Ожогивозможны при прохождении через тело человека значительных токов (более 1 А). В тканях, через которые проходит ток как и в любом сопротивлении, выделяется некоторое количество тепла, пропорциональное приложенному напряжению и току. Этого тепла при больших токах достаточно для нагрева поражаемых тканей до температуры 60-70°С, при которой свертывается белок и возникает ожог. Такие ожоги проникают глубоко в ткани тела и поэтому очень болезненны и требуют длительного лечения, а иногда приводят к частичной, или полной инвалидности.

В электроустановках напряжением выше 1000 В, как правило, ожоги могут возникать и без непосредственного контакта с токо­ведущими частями, а лишь при случайном приближении на опас­ное расстояние.

Когда это расстояние равно разрядному или меньше его, возни­кает сначала искровой разряд, который переходит в электриче­скую дугу.

Температура дуги достигает 4000°С, и, кроме того, ткани тела человека нагреваются проходящим через них током. Это при­водит к ожогу. Под действием тока происходит резкое сокращение мышц, которое приводит к разрыву дуги. Поскольку ток проходит через тело человека кратковременно, нарушений дыхания и кровообращения может не наступить, однако полученные ожоги весьма серьезны, а иногда и смертельны.

В электроустановках до 1000 В возможны также ожоги элек­трической дугой. В этом случае дуга возникает между токоведущими частями, а человек попадает в зону действия дуги.

Возможны ожоги и без прохождения тока - при прикосно­вении к сильно нагретым частям электрооборудования, от разлетающихся раскаленных частиц металла и т. п.

Электрические знаки (метки тока) возникают при хорошем контакте с токоведущими частями. Они представляют собой припухлость с затвердевшей в виде мозоли кожей серого или желтовато-белого цвета круглой или овальной формы. Края электрического знака резко очерчены белой или серой каймой.

Последствия электрического знака при большой его величине могут быть очень серьезными. Глубокое поражение большого участка живой ткани может привести к нарушению функций пораженного органа, хотя электрические знаки безболезненны.

Природа электрических знаков не выяснена. Есть предположение, что они вызываются химическим и механическим действием тока.

Электрометаллизация кожи - проникновение под поверхность кожи частиц металла вследствие разбрызги­вания и испарения его под действием тока, например при горении дуги.

Металл может проникать в кожу вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, цвет которой определяется цветом соединений металла, внедрившегося в кожу. Со временем металл рассасывается, и исход поражения зависит от площади пораженной поверхности кожи.

К электрическим травмам следует отнести также поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги или ожогов и механические повреждения (ушибы, переломы и пр.) при падениях с высоты вследствие резких непроиз­вольных движений или потери сознания, вызванных действием тока.

Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов -обычно до нескольких сотен миллиампер и соответ­ственно при небольших напряжениях, как правило, до 1000 В. При столь малой мощности выделение тепловой энергии ничтожно и не вызывает ожога. Ток действует на нервную систему и на мышцы, причем может возникнуть паралич пораженных органов. Паралич дыхательных мышц, а также мышц сердца может привести к смертельному исходу.

Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. Если ток имеет величину, достаточную, чтобы парализовать мышцы рук, человек не способен самостоятельно освободиться от тока, таким образом, действие тока будет длительным.

Ток величиной несколько десятков миллиампер при длитель­ном воздействии (более 15-20 с) приводит к остановке дыхания. Но наиболее опасны остановка и фибрилляция сердца.

Остановка сердца вызывается током в несколько сотен мил­лиампер при сравнительно малой длительности воздействия (доли секунды), причем мышцы сердца расслабляются и остаются в та­ком состоянии.

Фибрилляция сердца заключается в беспорядоч­ном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Сердце затрачивает значительную энергию, но не производит полезной работы, кровообращение прекращается, сердце истощается и останавливается. Как при остановке, так и при фибрилляции сердца работа сердца самостоятельно не восстанавливается. Необ­ходимо оказание помощи.

Следует отметить, что кратковременное действие больших то­ков - порядка нескольких ампер - не вызывает ни остановки, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца под действием тока обычно резко сокращается и остается в таком состоянии до отклю­чения тока, после чего сердце продолжает работать. Более того, если через тело пострадавшего, у которого наблюдается остановка или фибрилляция сердца, пропустить ток приблизительно 4-6 А, мышцы сердца сокращаются, и после отключения тока сердце продолжает работать. На этом принципе основано действие дефибриллятора - прибора для восстановления работы сердца.

Наблюдается прямая зависимость между величиной тока через человека до нескольких сотен миллиампер и опасностью пораже­ния; при токах более 1 А эта зависимость меняет характер, но остается прямой.

В таблице 1.1 приведены величины постоянного и переменного тока, которые вызывают определенные воздействия на человека. Данные этой таблицы получены путем анализа несчастных слу­чаев и многочисленных опытов на животных и на людях.

Таблица 1.1 - Пороговые значения тока

Ток через че­ловека, мА	Характер воздействия
	Переменный ток 50—60 Гц	Постоянный ток
1	2	3
0,5-1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук	Не ощущается
2,0-3,0	Сильное дрожание пальцев рук	Не ощущается
5,0-7,0	Судороги в руках	Зуд. Ощущение нагрева
8,0-10,0	Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук и предплечьях	Усиление нагрева

1	2	3
20-25	Паралич рук, оторвать их от электрода невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено	Еще большее усиление на­грева. Незначительное сокращение мышц рук
50-80	Остановка дыхания. Начало фибрилляции сердца	Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судо­роги, затруднение дыхания
90-100	Остановка дыхания. При длительности 3 с и более остановка сердца	Остановка дыхания

Из приведенной таблицы можно выделить следующие поро­говые значения тока:

1. Порог ощущения - наименьшее ощутимое значение тока (0,5-1,5 мА);

2. Порог не отпускающего тока - наименьшее значение тока, при котором человек уже не может самостоятельно освободиться от захваченных электродов действием тех мышц, через которые проходит ток (10 мА). Токи меньшей величины называются отпус­кающими.

3. Смертельный ток (100 мА и более).

Как видно из таблицы 1.1, опасность поражения тем больше, чем больше значение тока, проходящего через человека, но эта зависимость не однозначна, так как опасность поражения зависит также от ряда других факторов.