Электрический ток оказывает на организм человека термическое, электролитическое и биологическое действие.
Термическое действие тока
проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве до высоких температур других органов.
Электролитическое действие тока
проявляется в разложении органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химического состава.
Биологическое действие тока
проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов.
Виды поражения электрическим током человека
Различают два основных вида поражения человека электрическим током:
электрические травмы и электрические удары.
Виды электротравм : местные электротравмы (электрический ожог, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия).
Особую опасность представляют электрические травмы в виде ожогов. Электрический ожог появляется в месте контакта тела человека с токоведущей частью электроустановки или электрической дугой. Электроожоги излечиваются значительно труднее и медленнее обычных термических, сопровождаются внезапно возникающими кровотечениями, омертвением отдельных участков тела.
Металлизация кожи-проникновение в ее верхние слои мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Пострадавший в месте поражения испытывает напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и боль от ожога за счет раскаленного металла. Металлизация наблюдается примерно у 10 % пострадавших.
Механические повреждения возникают в результате резких, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов, нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей.
Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые поглощаются клетками и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги.
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледножелтого цвета круглой или овальной формы с углублением в центре, иногда в виде царапин, ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже, мозолей, иногда напоминают форму молнии. В основном электрические знаки безболезненны. Знаки возникают у 20% пострадавших от тока.
Последствия воздействия электрического тока на человека. Электрический удар
— это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращениями мышц. Исход при этом может быть от легкого поражения до смертельного.
Различают смерть клиническую и биологическую.
Клиническая (или «мнимая») — смерть переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз резко расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла, ибо ткани его еще не подвергаются распаду и в известной степени сохраняют жизнеспособность. Длительность клинической смерти составляет 4 -6 мин., у здорового человека — 7-8 мин.
Причины смерти от электрического тока
Фибрилляция сердца.
Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение дыхания, прекращение работы сердца и электрический шок. Возможно также одновременное действие всех трех причин.
Прекращение работы сердца — результат прямого воздействия тока на мышцу сердца, т.е. прохождение тока в области сердца или рефлекторно через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.
Фибрилляция сердца — хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам.
Своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на чрезмерное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель человека в результате полного угасания жизненно важных функций, или выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.
Факторы, влияющие на исход поражения
Исход воздействия электрического тока на человека зависит от многих факторов: от рода тока (переменный или постоянный); при переменном токе — от его частоты), значения тока (или напряжения), длительности его протекания, а также от физического и психического состояния человека.
Наиболее опасным для человека является с частотой 50 — 500 Гц. Способность самостоятельного освобождения от тока такой частоты у большинства людей сохраняется при очень малом токе (до 10 мА), постоянный ток тоже опасен, но самостоятельно освободиться от него можно при несколько больших значениях (до 20 — 25 мА). Безопасным можно считать ток порядка 70 микроампер.
Ток, проходящий через тело человека, зависит от напряжения электроустановки и сопротивления всех элементовцепи, по которой он протекает, в том числе от сопротивления тела человека. Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей. Наибольшее сопротивление имеет верхний роговой слой кожи, толщина которого составляет доли мм. Если кожа сухая, неповрежденная, сопротивление ее велико к при напряжении 10 В составляет около 100000 Ом. При наличии повреждений на теле его сопротивление снижается до 1000 Ом и менее (например, при повреждении кожи в месте контакта с токоведущей частью). Чем выше напряжение, тем скорее возможен пробой кожи.
Какое напряжение является «безопасным»?
Каждый работающий должен твердо помнить, что БЕЗОПАСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НЕ СУЩЕСТВУЕТ и что нельзя прикасаться к токоведущим частям независимо от того, под каким напряжением они находятся. При необходимости работы на оборудовании или вблизи его, которое может оказаться под напряжением (металлические конструкции РУ, корпуса оборудования и др.части), следует применять средства защиты: заземление, изоляцию, изолирующие инструменты.
Длительность воздействия — один из основных факторов, влияющих на исход поражения. Чем меньше время воздействия (менее I сек), тем меньше вероятность поражения.
Если на пути тока оказываются жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы.
Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь через центральную нервную систему. Поскольку сопротивление кожи на разных участках тела различно, исход поражения зависит от места соприкосновения с токоведущими частями. Наиболее опасно соприкосновение с активными (аку-пунктурными) областями. Возможных путей тока в теле человека, которые именуются также петлями тока, очень много. Саше распространенные из них (6 петель): рука-рука, правая рука -ноги, левая рука — ноги, нога-нога, голова — ноги, голова — руки.
Наиболее опасными являются петли голова — руки и голова — ноги, когда ток может проходить через головной и спинной мозг. К счастью эти петли возникают относительно редко. Петля нога-нога создает так называемое «шаговое напряжение».
Шаговое напряжение
Напряжение между двумя точками поверхности земли, от стоящими друг от друга на расстоянии шага (0,7-0,8 м), в зоне растекания токов замыкания в радиусе до 20 м при пробое изоляции на землю случайно оборванного электрического провсда называется шаговым напряжением. Наибольшую величину шаговое напряжение будет иметь при подходе человека к упавшему проводу, а наименьшее — при нахождении его на расстоянии 20 м и более от него. При попадании под шаговое напряжение возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног и как следствие этого падение человека на землю. В этот момент прекращается действие на человека шагового напряжения и возникает иная, более тяжелая ситуация: вместо нижней петли в теле человека образуется новый, более опасный путь тока, обычно от рук к ногам и создается реальная угроза смертельного поражения током. При попадании под шаговое напряжение необходимо выходить из опасной зоны минимальными шажками или прыжками на одной ноге.
Восприимчивость человека к электрическому току
Практикой установлено, что вполне здоровые и физически крепкие люди легче переносят , чем больные и слабые.
Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др.
Психическое состояние человека в момент поражения имеет если не большее, то по крайней мере такое же значение для исхода поражения, как сопротивление тела человека и другие его физические данные. Так например, немалое значение имеет «Фактор внимания», то есть психическая подготовленность человека к возможным опасностям поражения током. Дело в том, что неожиданный даже при относительно небольшом напряжении нередко приводит к тяжелым последствиям; если человек подготовлен к удару, т.е. ожидает его, то степень опасности резко уменьшается.
Психологическая подготовленность человека
КВАЛИФИКАЦИЯ человека также сказывается на результатах воздействия тока: человек, далекий от электротехники, в случае попадания под напряжение оказывается, как правило, в более тяжелых условиях, чем опытный электрик. Дело здесь не в «привычке» к электрическому току, ибо никакая тренировка не вырабатывает в организме иммунитета к электрическому току, а в опыте, умении правильно оценить степень возникшей опасности и применить рациональные приемы освобождения себя от действия тока.
С учетом указанных обстоятельств отечественные Правила техники безопасности предусматривают обязательное меди цинское освидетельствование персонала, обслуживающего действующие электроустановки, как при поступлении на работу, так и периодически 1 раз в 2 года. Правда, это освидетельствование преследует и другую цель — не допускать к обслуживанию электроустановок людей с недостатками здоровья, которые могут мешать их производственной работе или послужить причиной ошибочных действий, опасных для других лиц (неразличение цветного сигнала из-за порока зрения, невозможность подать четкую команду из-за болезни горла или заикания и т.п.).
Кроме того, в соответствии с законодательством об охране труда подростков, Правила разрешают допускать к обслуживанию действующих электроустановок лишь людей взрослых (не моложе 18 лет), имеющих определенные , соответствующие объему и условиям выполняемых ими работ.
Пострадавшего необходимо быстро освободить от воздействия тока.
Если дыхание и пульс устойчивы, то пострадавшего следует удобно уложить, расстегнуть одежду, снять пояс; необходимо обеспечить полный покой и доступ свежего воздуха. Следует непрерывно наблюдать за дыханием и пульсом; дать понюхать нашатырный спирт, обрызгать водой.
Если пострадавший не дышит или дышит судорожно с всхлипываниями, то необходимо делать ему искусственное дыхание.
При отсутствии у пострадавшего пульса одновременно с искусственным дыханием надо проводить закрытый (непрямой) массаж сердца.
Во всех случаях немедленно вызывают врача.
Непроизвольное судорожное сокращение мышц руки бывает настолько сильным, что освободить токоведущую часть мз рук пострадавшего почти невозможно. Поэтому необходимо быстро отключить электроустановку. Если это невозможно, то пострадавшего следует отделить от токоведущей части. Следует помнить, что прикосновение к человеку, попавшему под напряжение может быть опасно самому спасающему. Поэтому нельзя прикасаться к его телу голыми руками.
Для отделения пострадавшего, попавшего под обычное сетевое напряжение (220/380 В) следует применить сухой канат, палку, оттягивать с помощью одежды, собственные руки изолировать диэлектрическими перчатками, шарфом, прорезиненной тканью, встать на сухую доску. Разрешается перерубить или перерезать провода инструментом с сухой деревянной ручкой.
Освобождать пострадавшего, попавшего под напряжение 1000 В. следует только надев диэлектрические перчатки и боты, оттягивать штангой или клещами, предназначенными для напряжения этой установки.
Искусственное дыхание
Искусственное дыхание «изо рта в рот», «изо рта в нос».
Искусственное дыхание заключается в том, что оказывающий помощь выдыхает воздух (более 1 л) из своих легких в легкие пострадавшего. Этот воздух содержит количество кислорода, достаточное для оживления.
Перед началом искусственного дыхания необходимо подготовить дыхательные пути. Если рот пострадавшего стиснут, его следует раскрыть, выдвинув нижнюю челюсть, либо между коренными зубами вставить плоский предмет и с его помощью разжать челюсти. Затем быстро открывают и очищают от слизи рот пострадавшего, съемные челюсти вынимают. Далее запрокидывают голову пострадавшего назад, подкладывают одну руку под шею, а, другую кладут на лоб. Большим и указательным пальцем зажимают ноздри, затем, глубоко вдохнув, прижимают свой рот к открытому рту пострадавшего непосредственно или через платок и резко выдыхают. При этом грудь (а не живот) пострадавшего должна подниматься. Выдох произойдет самопроизвольно из-за спада грудной клетки. В минуту делают 10 -12 вдуваний.
Во время искусственного дыхания необходимо следить за лицом пострадавшего: если он пошевелит губами, веками, сделает дыхательное движение, нужно проверить, не начнет ли он сам дышать равномерно. В этом случае искусственное дыхание следует приостановить. Если же окажется, что пострадавший не дышит, то искусственное дыхание немедленно возобновляют.
При методе «изо рта в нос» воздух вдувают через нос, плотно закрыв рот. Этот метод применяют, если челюсти стиснуты так, что их невозможно открыть.
Непрямой массаж сердца
Для восстановления работы сердца и кровообращения проводят непрямой массаж сердца. Пострадавшего укладывают на жесткое основание (пол, скамью), освобождают от стесняющей одежды. Оказывающий помощь становится с левой стороны пострадавшего и кладет на нижнюю часть его грудной клетки ладонь вытянутой от отказа руки, а вторую — кладут на первую. Важно правильно определить место надавливания — на два пальца выше конца грудины. Налавливать на грудину следует быстрым толчком такой силы, чтобы сместить ее на 4-5 см с частотой — одно надавливание в секунду. Если помощь оказывает один человек, то делается 2-3 вдувания и 14-15 надавливаний, если двое, то на одно вдувание через 2 секунды делается 4-6 надавливаний. Процедуру массажа сердца рекомендуется поручать специально обученному работнику.
При правильном оказании помощи у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: лицо розовеет, появляется устойчивое самостоятельное дыхание, сужаются зрачки. Узкие зрачки указывают на достаточное питание мозга кислородом.
Длительное отсутствие пульса при самостоятельном дыхании и узких зрачках указывает на фибрилляцию сердца. В этих случах необходимо оживлять пострадавшего непрерывно как до, так и после доставки его в лечебное учреждение или до прибытия врача. Даже кратковременное (менее I мин.) прекращение помощи по оживлению может иметь нежелательные последствия.
При появлении первых признаков оживления наружный массаж и искусственное дыхание следует продолжать еще 5-10 мин., приурачивая дыхание к моменту собственного вдоха.
Деловая игра №8
ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ ДО ВРАЧЕБНОЙ ПОМОЩИ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.
Теоретические знания, необходимые для выполнения деловой игры № 8.
ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. ВИДЫ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ.
Широкое использование электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства увеличивает число людей, которые эксплуатируют электрооборудование. Поэтому проблема электробезопасности при эксплуатации электрооборудования приобретает особое значение.
Анализ несчастных случаев в промышленности свидетельствует о том, что количество травм, вызванных действием электричества, сравнительно небольшое и составляет 0,5-1% от общего количества несчастных случаев. Однако следует отметить, что из общего количества несчастных случаев со смертельным исходом на производстве 20-40%, случается вследствие поражения элекротоком, что больше, чем вследствие действия других причин, причем около 80% смертельных поражений электрическим током происходит в электроустановке напряжением до 1000 В . Значительно распространенны такие электроустановки, и их обслуживают практически все лица, которые работают в промышленности, а электроустановки напряжением более 1000 В обслуживают малочисленным высококвалифици-рованным персоналом.
Электротравма - это травма, вызванная действием электрического тока или электрической дуги.
Электротравмы разделяются на два вида :
Элекротравмы, которые происходят при прохождении тока через тело века,
Электротравмы, появление которых не связано с прохождением тока через тело человека. Поражение человека во этом случае связывается с ожогами, ослеплением электрической дугой, падением, и как следствие - существенными механическими повреждениями.
Виды воздействия электротока на человека:
- Термическое воздействие тока
Ожоги отдельных участков тела,
Нагревание до высокой температуры кровеносных сосудов,нервов, сердца, мозга и других органов, которые находятся на пути тока, вызывающего в них существенные функциональные нарушения.
- Электролитическое воздействие тока характеризуется распадом органической жидкости, в том числе и крови, что сопровождается значительными изменениями их физико-химического состава.
- Механическое (динамическое) действие - это расслоение, разрывы и другие подобные повреждения тканей организма, в том числе мышц, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани вследствие электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегрева током жидкости и крови.
- Биологическое воздействие тока проявляется путем раздражения и возбуждения живых тканей организма, а также вследствие нарушения внутренних биологических процессов, происходящих в организме, которые тесно связанны с его жизненными функциями.
Виды электрических травм:
Местные электротравмы, которые вызывают местное повреждение организма;
Общие электротравмы (электрические удары), когда поражается (или возникает угроза поражения) весь организм вследствие нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.
Ø Местная электротравма - ярко выраженное нарушение целостности тканей тела, в том числе костей, вызванное влиянием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего - это поверхности повреждения, то есть повреждения кожи, а иногда и других мягких ткан связок и костей. Местные электротравмы вылечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Однако при тяжелых ожогах человек умирает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током. Характерные местные электротравмы:
Ø электрические ожоги, это повреждение поверхности тела воздействием электрической дуги или больших токов, которые проходят через тело человека.
Ø электрические знаки, это четко выраженная метка диаметром 1-5 мм серого или бледно-желтого цвета, которая появляется на поверхности кожи человека в месте прохождения тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны (верхний слой кожи сходит, а пораженное место приобретает начальный цвет, восстанавливается пластичность и чувствительность).
Ø Электрометализация - проникновение в кожу частичек металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока. Она может произойти при коротких замыканиях, отключениях напряжения разъедиинителями и рубильниками под нагрузкой. При этом мелкие частички расплавленного металла под влиянием динамических сил и теплового потока разлетаются во все стороны с большой скоростью. Каждая из этих частичек имеет высокую температуру при малом запасе теплоты, и поэтому не способна прожечь одежду. Поэтому поражаются открытые части тела: руки и лицо. При повреждении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги, должны выполняться в защитных очках.
Ø Механические повреждения являются в большинстве случаев следствием резких судорожных сокращений мышц под влиянием тока, который проходит через тело человека. Вследствие этого могут произойти разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, и даже переломы костей. Механические повреждения имеют место при работе в установках напряжением до 1000 В при длительном нахождении человека под напряжением.
Ø Электроофтальмия - это воспаление внешних оболочек глаз, которое возникает под влиянием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (при коротком замыкании).
Электроофтальмия развивается через 4-8 часов после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснения и воспаления кожи, слизистых оболочек век, слезы, гнойные выделения из глаз, судороги век и частичная потеря зрения. Пострадавший ощущает головную боль и резкую боль в глазах, которая усиливается на свете. Предотвращение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычным стеклом, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей, и одновременно защищают глаза от инфракрасного облучения и брызг расплавленного металла.
Ø Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма электрическим током, которое сопровождается судорожным сокращением мышц. Такой удар может привести к нарушению и даже полному прекращению работы легких и сердца. При этом внешних местных повреждений, то есть электрических травм, человек может и не иметь.
В зависимости от тяжести поражения электрические удары можно условно разделить на 5 степеней:
I - судорожные едва ощутимые сокращения мышц;
II - судорожные сокращения мышц, которые сопровождают сильной еле переносимой болью без потери сознания;
III - судорожное сокращения мышц с потерей сознания, с сохранением дыхания и работы сердца;
IV - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхаш
V - клиническая смерть, то есть остановка работы сердца и легких.
Приблизительно 75% случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных електротравм.
2. ПРИЧИНЫ ЛЕТАЛЬНЫХ ИСХОДОВ ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА .
Причинами смерти от электрического тока могут быть :
Прекращен работы сердца,
Остановка дыхания
Электрический шок.
Одновременное действие двух или даже трех этих причин.
Прекращение сердечной деятельности от электрического тока наиболее опасно, поскольку вернуть пострадавшего к жизни в этом случае является, как правило, более сложным заданием, нежели при остановке дыхания или при шоке.
Влияние тока на мышцу сердца может быть:
Прямым, когда ток проходит непосредственно в области сердца,
Рефлекторным, то есть через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этой области. В обоих случаях может произойти остановка сердца или его фибрилляция. При поражении током фибрилляция сердца наступает значительно чаще, чем его полная остановка.
Фибрилляция сердца - хаотические разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце не в состоянии гнать кровь по сосудам. Фибрилляция сердца мои наступить вследствие прохождения через тело человека по пути рука-рука, или рука-ноги переменного тока силой более 50 мА частотой 50 Гц в течение нескольких секунд.
При фибрилляции сердца , которая возникает вследствие кратковременного действия тока, дыхание может еще продолжаться 2-3 мин. Поскольку вместе с кровообращением прекращается и снабжение организма кислородом, у человека наступает быстрое резкое ухудшение общего состояния и дыхание прекращается. Фибрилляция продолжается какое-то время и завершается полной остановкой сердца. Наступает клиническая смерть.
Прекращение дыхания происходит вследствие непосредственного влияния тока на мышцы грудной клетки, которые участвуют в процессе дыхания. Человек начинает ощущать затруднение дыхания вследствие судорожного сокращения мышц уже при токе 20-25 мА частотой 50 Гц. При большем значении силы тока это действие усиливается. В случае длительного прохождения тока у человека наступает асфикция - болезненное состояние вследствие недостатка кислорода и излишка углекислоты в организме. При асфикции постепенно теряется сознание, чувствительность, рефлексы, потом прекращается дыхание, а спустя некоторое время останавливается сердце или возникает его фибрилляция, то есть наступает клиническая смерть.
Прекращение сердечной деятельности в этом случае обусловлено не только родственным влиянием тока на сердце, но и прекращением снабжения организма кислородом, в том числе и клеток сердечной мышцы из-за остановки дыхания.
Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма из-за раздражения электрическим током, которая сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обменаа веществ. Шоковое состояние продолжается от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить гибель человека вследствие полного угасания жизненно важных функций, или выздоравливание - вследствие своевременного активного врачебного вмешательства.
Причины электротравм можно сгруппировать по следующим факторам :
1. Прикосновение к токоведущим частям под напряжением вследствие несоблюдения правил безопасности, дефектов конструкции и монтажа электрооборудования;
2. Прикосновение к нетоковедущим частям, которые случайно оказались под напряжением (повреждение изоляции, замыкание проводов);
3. Ошибочная подача напряжения в установку, где работают люди;
4. Отсутствие надежных защитных средств.
3. ПЕРВАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ТОКОМ ЧЕЛОВЕКА.
Первая медицинская помощь - это комплекс мероприятий, направлен на восстановление или сохранение здоровья потерпевших, осуществляемых немедицинскими работниками (взаимопомощь) или самим пострадавшим (самопомощь).
Находясь под воздействием электрического напряжения, организм человека ведет себя в точности, как электрический проводник, поскольку имеет в составе большой объем жидкости (порядка 80% от общей массы тела). Любая жидкость (внутриклеточная, в составе крови, в мышцах, коже) представляет собой электролит, хорошо проводящий электрический ток.
Исходя из этого, под действием приложенного потенциала тело проводит ток, воздействующий на живой организм и способный вызвать в нем необратимые изменения, которые заканчиваются травмами или смертью.
Действие тока
Двигаясь сквозь тело человека, носители заряда вызывают различные виды воздействия, зависящие от времени, условий и величины:
- Физиологическое (биологическое) воздействие тока. Наиболее чувствительное воздействие электрического тока на организм человека, и наблюдается оно практически всегда. Выражается в самопроизвольных судорогах мышечных волокон, воздействуя напрямую на мышцы или вызывая их отклик через нервную систему;
- Термическое действие тока. Проявляется ожоговыми разрушениями кожных покровов и более глубоких тканей, поскольку имеет такой же принцип, что и нагрев проводников;
- Электролитическое действие электрического тока на организм человека. Стоит в ряду самых опасных. Жидкие среды являются электролитами. В их число входят кровяная плазма, жидкость внутри клеток. Под действием тока жидкости подвержены электролизу, вызывающему необратимые изменения.
При любом типе действия электрического тока на организм человека происходят электротравмы разнообразного происхождения и степени последствий:
- Ожоги составляют самую значительную часть электротравм как следствие воздействия электрического тока на организм. По степени повреждений различают поверхностные и внутренние ожоги. По причине возникновения бывают контактные, которые возникают при непосредственном воздействии, дуговые – из-за возникшего рядом разряда и смешанные. Тепловое действие особенно сильно выражено при высокой силе тока (выше 1 А). При таком значении человек способен выжить только при очень малой длительности импульса;
- Электрические знаки. Там, где было сосредоточено место электрического удара, можно наблюдать серые или бледно-желтые следы на поверхности кожи;
- Металлизация кожи. В результате распыления частиц металла с токонесущих частей его частицы внедряются в кожу. Внешняя поверхность кожи в этих местах приобретает металлический оттенок и сильно болезненна;
- Механические травмы. Являются результатом сильных судорог мышц и, как результат, мышечная ткань и сухожилия получают разрывы;
- Электроофтальмия. Представляет собой повреждение слизистой оболочки глаз от действия ультрафиолетовой составляющей спектра электрического дугового разряда. Не является собственно электротравмой, но часто сопутствует электрическим разрядам из-за короткого замыкания.
Опасные значения
Электроток разной величины по-разному действует на организм. По усредненным данным, человек начинает ощущать действие напряжения, начиная с небольшой величины, около 0.6-1.0 мА при переменном токе и 5-7 мА для постоянного тока. Сильные и непреодолимые судороги мышц (неотпускающий ток) начинаются с значения 10 мА. Увеличение до 50 мА провоцирует парализацию органов дыхания. При токе 100 мА начинается фибрилляция сердца.
Опасность от действия электрического тока на организм человека имеет зависимость не только от его параметров, но и от времени. Организм большинства людей способен выдержать кратковременные импульсы тока гораздо больше вышеприведенных значений.
Почему при определении степени опасности учитывается значение силы тока, а не величина напряжения? Это происходит в силу всем известного закона Ома. Тело человека не отличается точно определенным сопротивлением. Его значение зависит от сочетания множества факторов. Поэтому в различных ситуациях опасные значения тока могут возникнуть при различных значениях приложенного напряжения.
Исследования выявили, что в подавляющем числе случаев, даже при самых наихудших условиях, напряжение менее 42 В переменной сети не способно вызвать прохождение опасного тока. Именно поэтому данное значение выбрано при выполнении работ в опасных условиях при возможности попадания под напряжение.
В то же время существует множество источников электропитания, которые отличаются большой электродвижущей силой, но неспособные вызвать смертельно опасный ток. Это хорошо знакомо телевизионным мастерам и автовладельцам.
Напряжение на аноде кинескопа или электродах свечи зажигания составляет десятки тысяч вольт. При прикосновении к этим элементам возникает чувствительный и болезненный удар током, редко приводящий к неблагоприятным последствиям. В основном прикосновение к высоковольтным, но слаботочным источникам напряжения опасно только для людей со слабым сердцем, поскольку возникают кратковременные, но сильные спазмы сердечной мышцы.
Переменный или постоянный ток опаснее и почему
Казалось бы, какое имеет значение, постоянное напряжение или переменное. Однако исследования выявили закономерность, что при частоте 10-500 Гц опасность намного выше при одинаковых значениях, чем наблюдается при постоянном напряжении. Это вызвано не только непосредственным протеканием тока через организм, но и его прямым действием на работу сердечных мышц. Переменный ток вызывает их неконтролируемые сокращения. Как следствие, наступают фибрилляция (хаотичные сокращения) и остановка сердца. Переменный ток имеет более низкие пороговые значения, чем постоянный, в несколько раз, и это достоверно подтверждено экспериментальными данными.
Важно! При большой величине постоянное напряжение с высокой вероятностью вызывает электролитическое действие тока.
Дальнейший рост частоты несет равную угрозу наравне с постоянным током, но, начиная с 1000 Гц и более, опасность падает. Тут вступает в силу скин-эффект, который выражается в том, что высокочастотный ток вытесняется ближе к наружной поверхности проводника, которым является в рассматриваемом случае организм человека. Таким образом, с повышением частоты уменьшается вероятность прохождения тока по критическим направлениям в организме. Увеличивается лишь термическое действие на кожные покровы. Переменное и постоянное напряжения большой величины могут вызвать электромагнитное действие даже при отсутствии прямого контакта. Это выражается в плохом самочувствии, головной боли, сбоях в работе кардиостимуляторов.
Факторы, увеличивающие опасность
Опасное действие электрического тока на человека во многом определяется тем, какие органы встретятся на его пути. Самые чувствительные органы – это сердце, мозг и легкие. Через головной мозг ток протекает в том случае, когда под действие напряжения попадет голова человека, либо она будет касаться заземленного участка, а удар электрического тока произойдет через любой другой орган тела.
Наиболее распространенные прикосновения к элементам, находящимся под опасным потенциалом, происходят руками. По кратчайшему направлению пути движения тока через тело это рука – рука или рука – нога.
Менее опасен случай, когда разряд проходит по направлению нога – нога. Это случается при нахождении в зоне шагового напряжения. Но тут есть другая опасность. При судорогах мышц ног или испуге человек может упасть, и тогда путь прохождения тока будет проходить по опасному направлению.
Состояние человека
Состояние организма человека имеет важное значение при определении опасной силы тока. На данном принципе основана работа полиграфа (детектора лжи), который, среди прочих параметров, измеряет значение влажности кожных покровов. Повышение влажности происходит при волнении, стрессовых состояниях, болезни, алкогольном или наркотическом опьянении. Разные участки кожи имеют неодинаковую чувствительность. К примеру, кончики пальцев имеют намного большие значения электрического сопротивления, чем кожа на тыльной стороне ладони.
При перечисленных ситуациях сопротивление кожного покрова в несколько раз выше, нежели в нормальном состоянии, поэтому опасные значения сильно снижаются, и влияние электрического тока будет выражено сильнее. Подмечено, что женский организм имеет в несколько раз меньший порог допустимого тока, чем мужской. Но, в то же время, у каждого человека наблюдаются свои уникальные особенности в части порогового значения.
Воздействие электрического тока на человека, даже при одинаковых значениях, будет меньше, если человек осознанно готов к неожиданному электрическому удару. Эта особенность характерна для людей, которые занимаются профессиональной деятельностью по обслуживанию электрических установок.
Эффект шагового напряжения опасен тем, что со стороны не видно опасности, поскольку данное напряжение образуется в результате растекания потенциала по земле в результате обрыва высоковольтного провода или пробоя изоляции подземного высоковольтного кабеля.
Слой земли обладает более высоким сопротивлением, чем токоведущий проводник, поэтому на некотором расстоянии от места падения провода высоковольтной линии или пробоя изоляции подземного кабеля образуется разность потенциалов, достигающая опасных значений. Расстояние на поверхности грунта, на котором образуется разность потенциалов, характеризуется длиной шага человека, потому что путь движения тока по самому короткому направлению проходит от одной ноги к другой. Чем больше величина шага, тем выше разность образующихся потенциалов, и, соответственно, значение протекающего тока. Из этого можно сделать вывод, что для того, чтобы безопасно покинуть зону воздействия напряжения, не нужно торопиться и делать большие шаги. Напротив, шаг должен быть как можно более коротким. Также нельзя бежать, поскольку падение приведет к увеличению напряжения.
Опасно ли статическое электричество
Со статическим напряжением знакомы все, кто носит синтетическую одежду. Заряд статического напряжения образуется при взаимном трении одежды из различных материалов, особенно шерсти и синтетики. При последующем прикосновении к заземленному предмету, например, кузову автомобиля, между телом и ним проскакивает искра длиной от нескольких миллиметров до сантиметра и более.
Накопленный потенциал составляет несколько тысяч вольт, но величина протекающего тока ничтожна и вызывает лишь покалывание. Статическое напряжение опасно для чувствительных электронных компонентов, поэтому работники, которые занимаются ремонтом и облуживанием электронной техники, должны носить одежду из хлопчатобумажных тканей и специальные электростатические браслеты, соединенные с заземлением, для снятия накопленного электрического потенциала.
Меры безопасности
Для снижения опасности получения удара электрического тока разработаны специальные меры: организационные и технические. К первым относятся меры, направленные на исключение появления потенциала на тех частях установок и оборудования, на которых производятся работы. Это отключение токоведущих частей, проверка отсутствия напряжения, ограждение элементов, которые находятся под током и к которым возможно прикосновение, вывешивание предупреждающих и запрещающих плакатов.
К техническим мероприятиям относятся:
- Инструмент с изоляционными рукоятками;
- Диэлектрическая спецодежда (перчатки, обувь);
- Диэлектрические коврики.
Самое главное – не прикасаться к проводникам, если достоверно не известно, находятся они под напряжением или нет.
Первая помощь пострадавшим
От своевременности и правильности действий зависит здоровье и жизнь попавшего под действие высокого напряжения. Порядок действий сводится к следующему:
- Прекратить действие электротока на пострадавшего. Для этого нужно отключить электроустановку. При невозможности отключения освободить человека от касания оголенных проводников, отодвинув в сторону проводник или самого пострадавшего. При этом крайне обязательно использовать диэлектрические перчатки, изолированный инструмент, или, на крайний случай, сухую деревянную доску. При невозможности освобождения нужно перерубить провод. У топора должно быть сухое деревянное топорище. Оттягивать пострадавшего нужно за край одежды, стараясь не касаться оголенных участков тела, чтобы самому не получить электротравму;
- Уложить на горизонтальную ровную поверхность пострадавшего, расслабить или расстегнуть ворот одежды для улучшения дыхания, проверить, есть ли дыхание и пульс;
- Немедленно любыми способами вызвать скорую помощь;
- Если присутствуют дыхание и пульс, но человек без сознания, то нужно привести его в чувство при помощи ватки, смоченной раствором нашатырного спирта;
- Если пострадавший не дышит, нужно производить искусственную вентиляцию легких до тех пор, пока он не начнет дышать сам;
- При отсутствии сердцебиения произвести непрямой массаж сердца.
Меры первой доврачебной помощи необходимо производить непрерывно, до приезда медицинской бригады.
Видео
Еще в конце XVIII века был выявлен факт негативного и опасного воздействия электрического тока на организм человека В. В. Петровым – изобретателем электрохимического источника высокого напряжения. Первые письменные упоминания о промышленном электротравматизме датируются только 1863 годом – от воздействия постоянного и 1882 – от переменного.
Электротравматизм и электротравм
Повреждение, причиненное организму человека действием тока, прикосновения либо шага или воздействия электрической дуги, принято называть электротравмой. В зависимости от особенности условий, при которых человек подвергается воздействию электрического тока, его последствия могут быть различный характер, но им присущи определенные характерные черты:
— электрический воздействует на места соприкосновения с токоведущими элементами и металлическими деталями к телу человека, а также непосредственно на путь прохождения тока;
— реакция организма проявляется лишь после воздействия тока;
— электрический оказывает негативное влияние на сердечнососудистую, нервную и дыхательную системы.
Электротравматизм среди всех видов производственного травматизма имеет сравнительно низкий процент, однако по количеству травм с особо тяжелым и даже летальным исходом он занимает одну из лидирующих позиций. 
Для уменьшения вероятности попадания под электрический ток, необходимо в соответствии с техникой безопасности применять соответствующие . Их применение позволит безопастно выполнять работы в электроустановках и не получить электро травму.
Основные типы поражений электрическим током
Воздействие электрического тока на организм имеет сложный и многообразный характер. Он оказывает термическое, биологическое, электролитическое и механическое воздействие.
1. Термическое воздействие проявляется в сильном нагреве тканей.
2. Биологическое — приводит к нарушению функционирования биоэлектрических процессов, и сопровождается раздражением, возбуждением живых тканей, сильным сокращением мышц.
3. Электролитическое воздействие является результатом разложения многих жизненно важных для организма жидкостей, в том числе крови.
4. При механическом воздействии происходит разрывы и расслоение живых тканей, возникает сильное ударное воздействие из-за интенсивного испарения жидкости из органов и живых тканей организма.
Факторы, оказывающие влияние на степень действия электрического тока
На глубину и характер воздействия электрического тока оказывают влияние:
— сила тока и его тип (постоянный либо переменный);
— путь прохождения тока и время воздействия;
— особенности психологического, физиологического состояния человека в данный момент, а также индивидуальные качества и свойства человеческого организма.
Выделяют несколько пороговых значений действия электрического тока:
1. Пороговый ощутимый - 0,6-1,5мА на переменном и 5-7мА на постоянном;
2. Пороговый неотпускающий (ток, при прохождении сквозь организм человека вызывающий судорожные сокращения мышц) - 10-15мА при переменном, 50-80мА при постоянном;
3. Пороговый фибрилляционный (ток, при прохождении через организм вызывающий фибрилляцию сердечной мышцы) - 100мА- при переменном и 300мА при постоянном.
С увеличением времени нахождения человеческого организма под напряжением опасность получения тяжелых травм и летального исхода возрастает. Также влияние оказывает массы человека и степень его физического развития. Доказано, что пороговое значение воздействие тока для женщин в 1,5 раза менее, чем при аналогичных условиях для мужчин.
Значительное влияние оказывает и путь прохождения тока. Опасность поражения во много раз возрастает при прохождении сквозь жизненно важные органы и системы организма человека (легкие, сердечную мышцу, головной мозг).
Мы рассмотрели в отдельной статье. Их влияние можно отнести также к негативному воздействию на человека.
Плакат: Первая медицинская помощь при поражении электрическим током.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды поражения электрическим током. Сопротивление тела человека.
Электрические установки представляют большую потенциальную опасность для человека, так как в процессе эксплуатации не исключены случаи прикосновения к частям находящимся под напряжением.
Особенностью поражения электрическим током является:
отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить: увидеть, услышать, обонять и т. п. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока "рука-рука"), либо рукой и ногами (путь тока "рука-ноги"). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.
тяжесть исхода электротравм. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней. В целом на электротравмы приходится 12-16 % всех случаев производственного травматизма со смертельным исходом.
токи промышленной частоты 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц, в результате наступает неотпускающий эффект, т. е. "приковывание" человека к токоведущим частям, при котором пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание такого тока может привести к тяжелым последствиям.
воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока.
специфическая опасность поражения электрическим током заключается в том, что токоведущие части электроустановок, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждали бы человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.
Воздействия тока на организм человека
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает на него тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.
Тепловое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве тканей и биологических сред, что вызывает в них функциональные расстройства. Химическое воздействие выражается в разложении органической жидкости, крови и проявляется в изменении их физико-химического состава; механическое приводит к разрыву мышечных тканей; биологическое заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма.
Любое из перечисленных воздействий тока может привести к травме. Травму, вызванную воздействием электрического тока или электрической дуги, называют электротравмой (ГОСТ 12.1.009-76).
Виды поражения электрическим током
На практике электротравмы условно разделяют на местные и общие. Местные электротравмы вызывают местное повреждение организма - электрический ожог, электрический знак, металлизацию кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла, механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока, и электроофтальмию (воспаление наружных оболочек глаз под воздействием электрической дуги).
Общие электротравмы, чаще называемые электрическим ударом, вызывают нарушение нормальной деятельности наиболее жизненно важных органов и систем организма или приводят к поражению всего организма.
Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током
К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.
Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.
Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6-1,5 мА и постоянного тока силой 5-7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.
В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15-80 мА.
При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.
Путь тока.
Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. В практике обслуживания электроустановок ток, протекающий через тело человека, попавшего под напряжение, идет, как правило, по пути "рука-рука" или "рука-ноги". Однако он может протекать и по другим путям, например, "голова-ноги", "спина-руки", "нога-нога" и др. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека попадут под воздействие тока, а также от силы тока, проходящего непосредственно через сердце. Так, при протекании тока по пути "нога-нога" через сердце проходит 0,4 % общего тока, а по пути "рука-рука" - 3,3 %. Сила неотпускающего тока по пути "рука-рука" приблизительно в 2 раза меньше, чем по пути "правая рука-ноги".
Род тока
Ток промышленной частоты является самым неблагоприятным. При увеличении частоты (более 50 Гц) значения ощутимого и неотпускающего тока возрастают. С уменьшением частоты от 50 Гц до 0 значения неотпускающего тока также возрастают и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становятся больше примерно в 3 раза.
Значения фибрилляционного тока при частотах 50-100 Гц равны. С повышением частоты до 200 Гц сила фибрилляционного тока возрастает примерно в 2 раза, а до 400 Гц - почти в 3,5 раза. Повышение частоты питающего напряжения электроустановок применяют как одну из мер электробезопасности.
Окружающая среда.
Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности.
Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или в наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие, заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Toкoпроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.
Электрическое сопротивление тела человека
Сила тока Iч, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления zт оказываемого току данным участком тела,
Iч = Uпр / zт
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 этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением rн. В наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям: через активное наружное сопротивление rн и емкость С, (рисунок 1) электрическое сопротивление которой
где ω = 2nf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц.
Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока zн = rн xc /√ rн2 +xc 2
Сопротивление rн и емкость С зависят от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта rн уменьшается; а емкость С увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи.