Действие электрического тока на организм человека. Электрическая энергия

Электрическая энергия

В настоящее время электрическая энергия очень широко используется во всех сферах народного хозяйства и в быту. Она значительно облегчает и совершенствует труд человека и в то же время является источником потенциальной опасности, которая при несоблюдении безопасности может привести к тяжелым последствиям.

Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить наличие напряжения дистанционно, как, например, движущиеся части, раскаленные тела, шум падающих предметов, неогражденные края площадки, ямы и т. п., запах некоторых ядовитых газов и пр.

Оно обнаруживается слишком поздно — когда человек попадает под напряжение. В связи с этим необходимо хорошо знать опасные проявления электричества, действие электрического тока на организм человека и меры защиты от поражения электрическим током.

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электрохимическое, тепловое и механическое действие.

Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов. Вследствие этого наблюдаются судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазмам голосовых связок.

Электролитическое действие тока проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе и крови, а также существенно изменяет функциональное состояние клеток.

Тепловое действие электрического тока приводит к ожогам кожного покрова, а также гибели подлежащих тканей, вплоть до обугливания.

Механическое действие тока проявляется в расслоении тканей и даже отрывах частей тела.

Электротравмы условно можно разделить на

· местные — 20 %

· общие (электрические удары) — 25 %

· смешанные (местные электротравмы и электрические удары одновременно) — 55 %

Местные электротравмы — четко выраженные местные нарушения тканей организма, чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. повреждения кожного покрова, иногда мягких тканей, а также суставных сумок и костей. Местные электротравмы излечиваются, и работоспособность человека восстанавливается полностью или частично.

Характерные виды местных электротравм:

· электрические ожоги,

· электрические знаки,

· металлизация кожи,

· электроофтальмия,

· механические повреждения.

Наиболее распространенные электротравмы — электрические ожоги. Они составляют 60-65 %, причем около 1/3 их сопровождаются другими электротравмами.

Различают ожоги: токовый (контактный) и дуговой.

Контактные ожоги, т. е. поражения тканей в местах входа, выхода и на пути движения электротока, возникают в результате контакта человека с токоведущей частью. Эти ожоги возникают при эксплуатации электроустановок относительно небольшого напряжения (не выше 1—2 кВ), они сравнительно легкие.

Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках выше 1000 В и до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от пламени электрической дуги или загоревшейся от нее одежды.

Могут быть также комбинированные поражения (контактный ожог и термический ожог от пламени электрической дуги или загоревшейся одежды, электроожог в сочетании с различными механическими повреждениями, электроожог одновременно с термическим ожогом и механической травмой).

Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшегося действию тока. Знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре. Они бывают в виде царапин, небольших ран или ушибов, бородавок, кровоизлияний в коже и мозолей. Иногда их форма соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также напоминает форму молнии. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи и пораженное место приобретают первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают примерно у 20 % пострадавших от тока.

Металлизация кожи — проникновение в ее верхние слои частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это возможно при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего на кожу: зеленая — при контакте с медью, серая — с алюминием, сине-зеленая — с латунью, желто-серая — со свинцом. Металлизация кожи наблюдается примерно у 10 % пострадавших.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, вызывающих в клетках организма химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Электроофтальмия возникает сравнительно редко (у 1—2 % пострадавших), чаще всего при проведении электросварочных работ.

Механические повреждения возникают в результате резких, непроизвольных, судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. При этом возможны разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и переломы костей. Механические повреждения — серьезные травмы; лечение их длительное. Они происходят сравнительно редко.

Электрический удар — это возбуждение тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся сокращением мышц. При этом исход воздействия тока на организм может быть различен — от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.

Различают четыре степени электрического удара:

I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца;

III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

TV — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления организма человека и приложенного к нему напряжения, силы тока, длительности его воздействия, пути прохождения, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и других факторов.

Электропроводность различных тканей организма неодинакова. Наибольшую электропроводность имеют спинномозговая жидкость, сыворотка крови и лимфа, затем цельная кровь и мышечная ткань.

Плохо проводят электрический ток внутренние органы, имеющие плотную белковую основу, вещество мозга и жировая ткань. Наибольшим сопротивлением обладает кожа и, главным образом, ее верхний слой (эпидермис). Электрическое сопротивление человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15—20 В находится в пределах от 3·10³до 10⁵Ом, а иногда и более. При удалении верхнего слоя кожи сопротивление снижается до 500—700 Ом. При полном удалении кожи сопротивление внутренних тканей тела составляет всего лишь 300—500 Ом. При расчетах принимают сопротивление организма человека, равное 1000 Ом. При наличии на коже различных повреждений (потертостей, порезов, ссадин) резко уменьшается ее электрическое сопротивление в этих местах. Повреждения рогового слоя (порезы, царапины и другие микротравмы) могут снизить сопротивление до значения, близкого к значению внутреннего сопротивления, при этом увеличивается опасность поражения человека электрическим током. Такое же влияние на внутреннее сопротивление оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение ее.

Электрическое сопротивление организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.

С повышением напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается, а следовательно, полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению,— 300—500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через нее, и другими факторами. Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин; у детей меньше, чем у взрослых; у молодых людей меньше, чем у пожилых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько минут) снижение сопротивляемости человека (на 20—50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения, болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

На электрическое сопротивление влияют также род и частота его. При частотах 10—20 кГц верхний слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току. Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2—3 мм², электрическое сопротивление которых всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне их. Электрическая цепь, возникающая через чувствительные к току зоны даже при небольших токах, может в ряде случаев привести в смертельному исходу.

Поскольку путь тока зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела неодинаково.

Наиболее характерные цепи тока через человека: рука — ноги, рука — рука, рука — туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Более опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки — обе ноги, левая рука — ноги, рука — рука и голова — ноги.

Наименее опасен ток, проходящий по цепи нога — нога, однако при этом, в случае падения человека, возникает новая цепь тока —рука — ноги.

Постоянный ток примерно в 4 - 5 раз безопаснее переменного тока частотой 50 Гц. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250—300 В). При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

В интервале напряжений 400—600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее переменного.

При попадании под постоянное напряжение особенно резкие болевые ощущения возникают в момент замыкания и размыкания электрической цепи.

С повышением частоты переменного тока, проходящего через тело человека, полное сопротивление тела уменьшается, а проходящий ток увеличивается. Однако уменьшение сопротивления возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц. Дальнейшее же повышение частот тока сопровождается снижением опасности поражения, которое полностью исчезает при частоте 450—500 кГц. Но эти токи могут вызвать ожоги как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения человека током с повышением частоты практически заметно при частоте 1—2 кГц.

Основным фактором, обусловливающим исход поражения, является сила электрического тока, проходящего через человека (табл. 3).

Таблица 3

Дата добавления: 2014-01-06