,
При анализе воздействия электрического тока на живой организм выделяют следующие виды электротравм:
- электрический удар;
- электрический ожог;
- электрические знаки;
- электрометаллизация кожи;
- электрический шок.
Электрический удар вызывает паралич сердца или дыхательного центра, а иногда того и другого одновременно. При этом наблюдается либо полное прекращение работы сердца, когда поражается сердечная мышца полностью, либо при частичном ее поражении наблюдается нарушение ритма сокращения мышцы. Это явление называют фибрилляцией (от слова фибриллы — отдельные волокна сердечной мышцы). При фибрилляции сердце бьется беспорядочно, разрозненно. Число ударов достигает 700 в минуту. Сердце прекращает перекачку крови. Исследованиями установлено, что при электрических ударах только 20% приходится на фибрилляцию, а в 80% случаев наблюдается полная остановка сердца.
Электрические ожоги образуются на теле при прохождении через него тока в несколько ампер при касании токоведущих частей электроустановки (шин, например), находящихся под высоким напряжением, либо от электрической дуги, возникающей при отключении большой нагрузки рубильником или включении его на короткозамкнутую сеть, а также при электросварке.
Учитывая, что температура дуги около 4000°C, ожоги могут быть очень болезненными и даже опасными для жизни человека, а излучение при этом может повредить сетчатку глаза, его чувствительные нервные окончания.
Различают четыре степени ожогов.
При ожогах первой степени происходят покраснение кожи и отечность.
При ожогах второй степени омертвляется верхний покров кожи с появлением пузырей, наполненных жидкостью, которые ни в коем случае нельзя вскрывать при оказании доврачебной помощи.
При ожогах третьей степени поражается и обугливается кожа на определенном участке тела.
При ожогах четвертой степени поражается не только кожа, но и подкожная ткань. Такие травмы очень болезненны и долго не заживают. Необходимо быть очень внимательными при оказании первой помощи пострадавшему на месте. В процессе перевязки раны бинтом не следует удалять с обоженного участка тела приставшую одежду, смолистые вещества и прочее.
Электрические знаки появляются на коже в виде невозвышающихся пятен кожных отвердений, напоминающих мозоли диаметром до 10 мм, в местах входа электрического тока в тело и выхода из него.
У животных такие знаки остаются на теле и после разделки туши подтверждают факт электротравматизма.
Электрометаллизация кожи образуется в результате проникновения в кожу частиц металла, расплавленного образовавшейся электрической дугой, либо в процессе сварки, либо при коммутации линии, имеющей короткое замыкание рубильником или разъединителем. Поверхность кожи становится жесткой и шероховатой. Появляется болезненное ощущение присутствия инородного тела. Исход зависит от площади поражения и глубины проникновения.
Электрический шок наступает после очень болезненной элекротравмы. После фазы возбуждения в организме человека быстро наступает торможение функций главных его органов, которое проявляется в виде слабо заметного дыхания и слабого пульса. Непринятие срочных мер по оказанию первой помощи может привести к летальному исходу.
Основными факторами, определяющими исход электротравматизма, являются:
- значение электрического тока, проходящего через тело человека или животного;
- электрическое сопротивление тела;
- напряжение прикосновения;
- путь прохождения тока через тело;
- род электрического тока (постоянный или переменный);
- частота переменного тока;
- длительность прохождения тока через тело пострадавшего;
- площадь контакта;
- плотность прикосновения;
- психологическое состояние человека;
- температура окружающей среды.
Сила тока, проходящего через тело человека в результате его прикосновения к токоведущей части электроустановки, зависит от напряжения прикосновения и сопротивления тела в момент касания электроустановки. Установлено, что сила тока 13 мА является неотпускающей, а 100 мА — смертельной.
Ориентировочную силу тока можно определить по закону Ома:
,
где Uп - напряжение прикосновения, В;
Rч - сопротивление тела человека в момент прикосновения, Ом.
Напряжение прикосновения определяет величину (силу) тока, проходящего через тело человека. Летальный исход по результатам исследований увеличивается с изменением напряжения от 42 до 220 В, затем процент смертности постоянный — до 800 В.
Напряжение прикосновения определяется той электроустановкой, которой коснулся пострадавший.
Сопротивление тела человека колеблется в широких пределах. Оно зависит, прежде всего, от состояния кожи человека. При сухой неповрежденной коже сопротивление тела колеблется от 10 тыс. до 100 тыс. Ом при снятом роговом слое, который имеет толщину около 0,2 мм, сопротивление падает до 800 Ом, а при полном отсутствии кожи тело человека имеет сопротивление току от 500 до 600 Ом. За расчетное сопротивление тела человека принято Rч = 1000 Ом.
Умножая его на допустимый ток, получаем допустимое напряжение прикосновения.
Сопротивление электрическому току животного также изменяется в широких пределах: с увеличением напряжения до 80 В оно уменьшается от 40 тыс. до 90 Ом, а при дальнейшем повышении практически не изменяется.
Путь прохождения тока через тело человека оказывает существенное влияние на исход электротравматизма.
В соответствии с проведенными исследованиями, наиболее опасными прохождениями тока являются:
- петля правая рука — ноги (6,7 %);
- левая рука — ноги (3,7%);
- рука — рука (3,3%);
- нога — нога (0,4%).
Таким образом, наиболее опасной для прохождения поражающего тока является петля правая рука — ноги, так как эта петля проходит по продольной оси сердца. Наименее опасная петля ноги — ноги (0,4%) бывает не менее коварной, так как она возникает при шаговом напряжении, когда человек или животное приближается к заземленной фазе, например, упавшему на землю оборванному проводу. При легком ощущении напряжения шага у человека могут появиться судороги мышц, и он падает, тогда шаговое напряжение повышается до опасной величины, так как увеличивается расстояние между точками соприкосновения человека с землей. Почувствовав под ногами разность потенциалов — легкое пощипывание — следует до предела уменьшить ширину шага и выйти из опасной зоны.
Род электрического тока оказывает разное влияние на тело человека (табл. 1). Величина (сила тока), которая вызывает паралич дыхания и фибрилляцию сердца, составляет для постоянного тока 90-100 мА, а для переменного с промышленной частотой 50 Гц — 50-80 мА. Неотпускающий переменный ток 12-15 мА, постоянный 20-25 мА, однако с повышением номинального напряжения до 380 В и более менее опасным становится переменный ток.
Таблица 1. Реакция организма на прохождение переменного и постоянного тока через тело человека
Сила тока, мА |
Переменный ток частотой 50Гц |
Постоянный ток |
1 |
Легкое дрожание рук, безопасно |
Не ощущается |
2 |
Покалывание, сильное дрожание рук, безопасно |
Не ощущается |
3-5 |
Резкое сокращение мышц рук и ног, но еще можно оторваться от электроустановки | Зуд, ощущение нагрева |
6-11 |
Судороги в руках, трудно самому оторваться от электроустановки | Усиленное ощущение нагрева |
12-15 |
Неотпускающий ток. Сокращение мышц, не позволяющее самому оторваться от электроустановки | Сокращение мышц, но еще позволяющее оторваться от электроустановки |
20-25 |
Затрудняется дыхание, руки парализуются мгновенно, ощущаются сильные боли | Неотпускающий ток. Усиление нагрева, сокращение мышц |
50-80 |
Паралич дыхания. Фибрилляция сердца | Судороги, затрудненное дыхание. |
80-100 |
Паралич дыхания, паралич сердца, расстройство кровообращения, летальный исход, если в течение 5мин не будет оказана грамотная доврачебная помощь, обеспечивающая после освобождения от действия тока восстановление кровообращения и поступление воздуха в легкие пострадавшего, так как после 5мин клинической смерти начинается отмирание клеток и в первую очередь клеток головного мозга | Паралич дыхания. Фибрилляция сердца |
Частота переменного тока является одним из важных факторов, определяющих исход электротравматизма, так как она оказывает влияние на сопротивление тела человека и животного, следовательно, на величину (силу) тока, проходящего через него в случае электрической травмы. С повышением частоты тока от 50 до 400 Гц сопротивление тела как у человека, так и у животного уменьшается, если уровень напряжения не вызывает пробоя кожи. Дальнейшее повышение частоты изменяет сопротивление тела незначительно.
Длительность прохождения тока через тело человека или животного определяет допустимый ток (табл. 2), а также ток, вызывающий летальный исход. При длительности прохождения тока не более 1с допустимый ток определяется согласно рекомендации Международного бюро труда по выражению:
где t - время воздействия тока на тело человека в секундах, не превышающее 1с.
Отсюда допустимое напряжение прикосновения в секундном интервале времени можно определить по выражению:
где t - время воздействия в секундном интервале, с;
Uп - допустимое напряжение прикосновение в секундном интервале, В;
Rч расч - расчетное сопротивление тела человека, равное 1000 Ом;
Iдоп - допустимый расчетный ток в секундном интервале времени. А.
Таблица 2. Допустимое значение тока в секундном интервале времени воздействия на человека
| Длительность воздействия, с | 0,1 |
0,2 |
0,4 |
1 |
| Допустимый расчетный ток по ГОСТ 12.1.038-82, мА | 400 |
190 |
140 |
50 |
| Допустимый ток, определенный по формуле Международного бюро труда, мА | 200 |
144 |
100 |
65 |
