Меню

Какие действия производит электрический ток проходя через организм человека

Воздействие электрического тока на организм человека

Воздействие электрического тока на организм человека

Первые упоминания об электричестве, относятся к IV веку до нашей эры в трудах греческого философа Аристотеля, а в V веке д. н. э., ученый Фалес Милетский упоминал об этом явление в своих трудах. В дальнейшем, вплоть до 17 века в истории человечества не зафиксированы упоминания об электричестве. В конце 18-го века впервые упоминается о влиянии электрического тока на человеческий организм, но в то время ученые еще мало знали о том какую опасность представляет ток для человека.

  1. Основные понятия
  2. Характер и последствия воздействия на человека
  3. Типы поражения электрическим током
  4. Виды воздействия электрического тока на организм человека
  5. Основные виды поражения в результате воздействия электрического тока
  6. Основные причины поражения электрическим током

Основные понятия

Электрический удар – возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

image 4

Формула 1 – Расчет силы тока.

Как мы знаем, по степени электропроводимости все вещества делятся на 3 вида (Рисунок 1)

image 15

Рисунок 1 – Типы веществ по электропроводности

Человеческое тело довольно хорошо проводит электрический ток, а ток проходя через наш организм при превышении определенно его значения способен вызывать различные неприятные последствия, вплоть до летального исхода. Величина тока проходящего через тело попавшего под напряжение, зависит в первую очередь от величин напряжения и сопротивления организма. Сопротивление организма складывается из внутреннего – внутренние ткани, сосуды, и внешнего – кожа.

Внутреннее сопротивление у всех людей относительно мало, и составляет примерно 1000 Ом. Причем если кровь, мышечная ткань, костный и головной мозг имеют удельное сопротивление всего лишь 0,5–1 Ом/м, то сопротивление жира, костей, сухожилий и хрящей достигает 3-20 кОм/м. Сопротивление же чистой сухой кожи может достигать 100 кОм, как раз оно и определяет общее сопротивление тела человека.

Сопротивление человека зависит от многих факторов:

  • места приложения электродов;
  • площади касания (площадь соприкосновения больше – сопротивление организма меньше);
  • время прохождения тока (при увеличении длительности нахождения человека под напряжением — сопротивление организма уменьшается тк в нем нарушаются процессы терморегуляции, происходит местный нагрев внутренних органов и кожи, она выделяет пот, соответственно проводимость кожи возрастает а сопротивление уменьшается, что еще больше увеличивает нагрев…;
  • величины приложенного напряжения — с повышением напряжения уменьшается сопротивление тела в десятки раз: во-первых, за счет упомянутого выше нарушения процесса терморегуляции; во-вторых, за счет развития процессов пробоя кожи при величине приложенного напряжения выше 50 В. при этом величина сопротивления кожи уменьшается до 300 – 500 Ом.

В среднем, общее сопротивление средне-статического человека составляет 50 кОм, оно у всех людей разное, может меняться со временем, в течение жизни, и даже в течении суток и зависит не только от физического состояния кожи, но и от психоэмоционального состояния человека. Прикоснувшись к неизолированному проводнику электрического тока, человек сам становиться «элементом» электрической цепи, и ток протекая через организм оказывает на него специфическое действие.

Характер и последствия воздействия на человека

Характер и последствия опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:

  1. от величины и рода (переменный или постоянный) протекающего тока;
  2. продолжительности его воздействия (чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия);
  3. пути протекания;
  4. от физического и психологического состояния человека;
  5. от состояния внешней среды, например при высокой влажности воздействие электричества на организм будет сильнее.

Величина и тип протекающего тока является главным фактором от которого зависит исход его воздействия на организм человека (или животного).

По степени воздействия на человека от величины ток делится на три пороговых значения:

  • Человек начинает ощущать воздействие проходящего сквозь него переменного тока при значении 0,6 мА, прямого начиная с 5-7 мА. Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами.
  • Следующий порог – порог неотпускающего (удерживающего) тока. Его значение для переменного тока составляет ≥10 мА, для постоянного ≥50 мА.
  • Третье пороговое значение – фибрилляционный ток. Это значение переменного тока 100 мА, а постоянного 300 мА, при длительности воздействия такого тока 0,5 сек, может наступить остановка сердца или его фибрилляция.

В таблице 1 приведены различные реакции организма человека на электрический ток в зависимости от его силы и типа.

Сила тока, мА

Характер воздействия

Постоянный ток

Переменный ток 50 Гц

Начало ощущения — слабый зуд, пощипывание кожи под электродами

Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку

Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом

Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами. Руки, как правило, можно оторвать от электродов

Усиление ощущения нагрева

Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов

Усиление ощущения нагрева

Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов.

Еще большее усиление ощущения нагрева кожи.

Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено

Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц

Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания

Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта

Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца

Паралич дыхания при длительном протекании тока

Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич сердца

Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич дыхания

То же действие за меньшее время

Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей

Как видно из таблицы 1, переменный ток более опасен чем постоянный. Тем не менее, даже небольшой, ниже порога ощущения постоянный ток, дает сильные удары способные вызвать судороги мышц. А при значении напряжения выше 500 В уже опаснее постоянный ток так как он обладает большой «липучестью» и от него практически невозможно самостоятельно освободиться.

В то же время, хотя переменный ток считается более опасным для человека, но это касается в основном частоты 50 Гц. С увеличением частоты, даже с учетом что сопротивление организма падает и ток текущий через него увеличивается – опасность поражения снижается электротоком и полностью исчезает при частоте 450 — 500 гГц, т.к. при высокой частоте возникает так называемый «skin» эффект – ток идет по поверхности организма, те по коже, и не может поразить человека. Но с токами такой частоты мы практически не сталкиваемся ни в быту, ни на производстве, в отличие от 50 герцового переменного напряжения, которое является стандартом в электросетях России.

Типы поражения электрическим током

В зависимости от того, какой наступает исход от электроудара, выделяют 5 типов:

  1. судорожные сокращения мышц, человек находится в сознании;
  2. судорожные сокращения мышц, человек без сознания, дыхание и работа сердца присутствуют;
  3. отсутствие дыхания с нарушением работы сердца;
  4. электрический шок, сильное расстройство дыхания, расстройство функционирования кровеносной и нервной системы, наступление глубокой депрессии которая может длиться от нескольких десятков минут до нескольких суток и в конечном итоге наступает либо полное выздоровление, либо биологическая смерть;
  5. клиническая смерть, отсутствует дыхания, остановка сердца. Ее еще называют мнимой смертью, длится 6-8 минут, является переходным состоянием от жизни к смерти. По прошествии указанного времени, если не проводить реанимационные мероприятия – наступает биологическая смерть.

Также, большое значение имеет и путь, по которому проходит ток через организм т.е. какими частями тела человек касается токопроводящей части. Чаще всего люди «включаются» в электрическую цепь таким образом, что ток проходит по петлям: «рука-ноги», «рука-рука», «нога-нога», «рука-голова», «ноги-голова».

Наибо̀лее опасны петли прохождения, при которых ток проходит через самые важные жизненные органы: сердце, головной мозг, спинной мозг которые к тому же имеют наименьшее электрическое сопротивление в организме и соответственно пропускают через себя бо̀льшее значение силы тока. Отсюда напрашиваются очевидные выводы что наиболее опасные петли «рука-рака» и пути проходящие через голову, а путь «нога-нога» наименее опасный, но тем не менее это не так, так как при этом возникает шаговое напряжение, ноги парализуются – человек оказывается в лежачем состояние и поражение током наносится всему организму.

Есть два варианта подключения организма к электрической цепи:

  1. двухфазное – человек одновременно прикасается частями тела к двум фазам (рис 2),
  2. однофазное – прикосновение к фазе и нулевой точке (рис 3).

image 16

Рисунок 2 — Схема двухфазного включения человека в электрическую сеть

Где, а – сеть с изолированной нейтралью; б – сеть с глухозаземленной нейтралью.

Двухфазное подключение самое опасное, так как в этом варианте ток зависит только от напряжения и сопротивления человека (формула 1) и будет иметь максимальное значение чем при однофазном подключение (см. рис 3).

image 17

image 18

Рисунок 3 — Схема однофазного включения человека в электрическую сеть (в)

  • а – сеть с изолированной нейтралью;
  • б – сеть с глухозаземленной нейтралью.
  • в – сеть с заземленной нейтралью

При варианте a на рисунке 3, к сопротивлению человека — Rч, добавляется сопротивление обуви Rоб, Rп – сопротивление пола, сопротивление изоляции фаз – Rиз. Те формула силы тока примет следующий вид (формула – 2).

image 5

Формула 2 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с изолированной нейтралью.

  • Uф – фазное напряжение, В;
  • Rч – сопротивление человека (принимается равным 1000 Ом.

При расчетах принимается наименьшее сопротивление (при сильном опьянении, с мокрой или поврежденной кожей);

  • Rоб – сопротивление обуви;
  • Rп – сопротивление пола;
  • Rиз – сопротивление изоляции.

С учетом что сопротивления пола-обуви-изоляции имеют на порядки большие значения чем сопротивление человека – то и протекающий при таком варианте ток через человека гораздо слабее и менее опасный чем при 2х фазном подключении.

В аварийном режиме (см. рисунок 3б) когда одна из фаз коротит на корпус или уходит в землю, или происходит касание в месте с поврежденной изоляцией – человек может оказаться под полным линейным напряжением, ток проходящий через организм в таком случае рассчитывается по формуле 3:

image 6

Формула 3 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение в аварийном режиме.

Величина тока при однофазном подключении человека к сети с заземленной нейтралью рассчитывается по формуле 4.

Читайте также:  Путь тока от электростанции до потребителя

image 7

Формула 4 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с заземленной нейтралью.

Виды воздействия электрического тока на организм человека

По типу воздействия на человеческий организм электричества выделяют следующие виды:

  • Биологическое– проявляется раздражением и возбуждением тканей организма, нарушением биологических процессов, в результате чего может произойти остановка сердца и дыхания. Также ток может подавить весьма биотоки протекающие в теле человека, и тем самым вызвать серьезные расстройства в организме вплоть до его гибели.
  • Термическое– ожоги отдельных участков тела: кожи в месте соприкосновения с электродами и внутренних органов и сосудов на пути прохождения электрического тока, а также от воздействия электрической дуги или искры, образующихся при коротком замыкание или приближении человека близко к местам находящимся под высоким напряжением.
  • Электролитическое— разложение биологических жидкостей, в том числе крови, в результате чего нарушается их физико-химический состав.
  • Механическое– приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также взрывоподобного образования пара, образующегося при вскипании биологических жидкостей под действием тока. От сильных судорог могут возникать вывихи, разрыва мышц, сухожилий и даже переломы.

Основные виды поражения в результате воздействия электрического тока

Электрические ожоги — самая распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой. Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В. 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 перемены электрической дуги или загоревшейся от нее одежды.

Электрические знаки – пятна серого или бледно-желтого цвета, образующиеся на коже. Происходит как бы омертвление верхнего слоя пораженного участка кожи и ее затвердевание наподобие мозоли. Обычно электрические знаки безболезненны и при лечении бесследно исчезают. Знаки после поражения током появляются приблизительно у 11-20 % пострадавших.

Металлизация кожи – проникновение в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении и разбрызгивании в случае образования электрической дуги. Металл может проникнуть в кожу также вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Возникает приблизительно у каждого десятого пострадавшего. С течением времени пораженный участок кожи регенерирует и приобретает нормальный вид и эластичность. Однако, при поражении глаз, лечение бывает безрезультатным и в результате травмы наступает слепота.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги. Характерные проявления болезни: слезотечение, частичное ослепление и светобоязнь; боль в глазах продолжается обычно несколько дней.

Механические повреждения проявляются под действием тока непроизвольным судорожным сокращением мышц. Это может привести к разрыву кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей. Такие травмы возникают при контакте с напряжением ниже 380 В, когда человек не теряет сознания и пытается самостоятельно освободиться от источника тока.

Основные причины поражения электрическим током

Самые частые причины по которым люди оказываются под действием электротока следующие:

  • прикосновение к неизолированным токоведущим при котором возникает напряжение прикосновения;
  • появление напряжения на частях установок и машин, не находящихся под напряжением в нормальных условиях эксплуатации (корпуса, пульты и др.), что чаще всего происходит вследствие повреждения изоляции;
  • образование электрической дуги между токоведущей частью и человеком, что возможно в электрических установках напряжением 1 кВ;
  • воздействие напряжения шага (в основном при обрыве провода линии электропередачи когда происходит его замыкание на землю);
  • несогласованные и ошибочные действия персонала, отсутствие надзора за электроустановками под напряжением и ряд других организационных причин.

Предугадать электротравмы трудно, так как электричество невидимо, не имеет запаха. И хотя электротравматизм на производстве случается гораздо реже других видов травм – но находиться на первом месте по тяжести и по количеству смертельных исходов от них. К сожалению немалая часть несчастных случаев происходит из-за несоблюдения правил безопасности при работе с электроустановками, а также недостаточной квалификации работников.

Также часть смертельных исходов происходит потому что не все после электрического удара обращаются к врачу, а как было описано выше, существуют виды травм, при которых если не проводить лечение, смерть может наступить не сразу.

Очень важно в организациях проводить периодические инструктажи и объяснять работникам об опасности электрического тока, рассказывать о безопасных способах работы с электроустановками, обучать оказанию первой помощи пострадавшим.

Источник

Действие электрического тока на организм человека

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, общие (электрические удары) и смешанные (местные электротравмы и электрические удары одновременно). Местные электротравмы составляют 20 % учитываемых электротравм, электрические удары – 25 % и смешанные – 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 и 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, 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);

IV– 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 3×10 3 до 10 5 Ом, 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 мм 2 , 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 к 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.

Читайте также:  Задачи по тоэ с решениями постоянный ток

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. ).

Ток, проходящий через тело человека, мА Переменный ток (50 Гц) Постоянный ток
0,5-1,5 Начало ощущений: слабый зуд, пощипывание кожи Не ощущается
2-4 Ощущение распространяется на запястье; слегка сводит мышцы Не ощущается
5-7 Болевые ощущения усиливаются во всей кисти; судороги; слабые боли во всей руке до предплечья Начало ощущений: слабый нагрев кожи под электродами
8-10 Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов Усиление ощущения нагрева кожи
10-15 Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока усиливаются Значительный нагрев под электродами и в прилегающей области кожи
20-25 Сильные боли. Руки парализуются мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Дыхание затруднено Ощущение внутреннего нагрева, незначительное сокращение мышц рук
25-50 Очень сильная боль в руках и в груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном воздействии может наступить остановка дыхания или ослабление сердечной деятельности с потерей сознания Сильный нагрев, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают сильные боли
50-80 Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном воздействии может наступить фибрилляция сердца Очень сильный поверхностный и внутренний нагрев. Сильные боли в руке и в области груди. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при отрыве
80-100 Фибрилляция сердца через 2 -3 с; еще через несколько секунд – остановка дыхания То же действие, выраженное сильнее. При длительном действии остановка дыхания
То же действие за меньшее время Фибрилляция сердца через 2 -3 с; еще через несколько секунд остановка дыхания
более 5000 Фибрилляция сердца не наступает; возможна временная остановка его в период протекания тока. При протекании тока в течение нескольких секунд тяжелые ожоги и разрушение тканей

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного порогового тока 0,5-1,5 мА. Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением продолжительности воздействия тока на ткань возрастает значение этого тока. При этом наиболее уязвимой является фаза Т кардиоцикла (когда заканчивается сокращение желудочков, и они переходят в расслабленное состояние). Значительное влияние на исход поражения при электротравмах оказывают индивидуальные особенности человека. Характер воздействия тока зависит от массы человека и его физического состояния. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенная восприимчивость к электрическому току отмечена у лиц, страдающих болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, нервными и др.

Более уязвимы к воздействию электрического тока люди, имеющие повышенную потливость. Повышенная температура окружающей среды и высокая влажность не единственная причина высокой потливости, интенсивное потоотделение часто наблюдается при вегетативных расстройствах нервной системы, а также в результате испуга, волнения. В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утомления, опьянения и после него люди более чувствительны к протекающему току.

Источник

Действие электрического тока на организм человека

Поражающее действие электрического тока на организм человека принято называть электротравматизмом. Необходимо принять во внимание, что этому виду производственных травм свойственно большое число исходов с тяжелыми и даже летальными последствиями. Ниже представлен график, демонстрирующий процентное соотношение между ними.

Процентное соотношение последствий от электротравм

Процентное соотношение последствий от электротравм

Как показывает статистика, наибольший процент электротравм (от 60 до 70%) приходится на эксплуатацию электрооборудования до 1000 вольт. Такой показатель объясняется как распространенностью установок данного класса, так и слабой подготовкой рабочего персонала.

В большинстве случаев получение электротравм связано с нарушением норм безопасности и незнанием элементарных законов электротехники. Например, электробезопасность не допускает использовать пенные огнетушители как первичные средства пожаротушения электрооборудования.

Охрана труда требует, чтобы все, кто работает с электрооборудованием, в обязательном порядке проходили инструктаж электробезопасности. Где рассказывается об опасности электротока, какие меры необходимо предпринимать при электротравмах, а также способы оказания необходимой в этих случаях помощи.

Заметим, что количество электротравм значительно ниже среди лиц, обслуживающих электрооборудование с напряжением свыше 1000В, это указывает на хорошую подготовку таких специалистов.

Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

Есть несколько доминирующих причин, от которых зависит характер повреждений при электротавме:

    • силы протекающего, постоянного или переменного электротока (повреждения от последнего более фатальны);
    • продолжительность действия электротока (чем оно дольше, тем большая вероятность получить тяжелое поражение). На рисунке показана зависимость повреждений от времени воздействия; Влияние фактора времени на характер поврежденийВлияние фактора времени на характер повреждений
    • каким путем будет протекать электроток; Опасные пути протекания электричестваОпасные пути протекания электричества
    • физическое, а также психологическое состояние (влияет на сопротивление человеческого тела).

Виды воздействия

Электроток силой от 0,5 до 1,5 мА считается минимальным для восприятия человеком, когда происходит превышение этого порогового значения, начинает появляться ощущение дискомфорта, которое выражается в непроизвольном сокращении мышечной ткани.

При 15 мА и более полностью теряется контроль над мышечной системой. В этом состоянии без посторонней помощи оторваться от электрического источника не представляется возможным, поэтому данную пороговую величину силы электротока называют неотпускаемой.

При силе электротока, переходящей рубеж 25 мА, происходит паралич мышц, отвечающих за работу дыхательной системы, что грозит удушьем. Если этот порог существенно превышается, наступает фибрилляция (сбой сердечного ритма).

Видео: действие электрического тока на организм человека

Ниже приведена таблица, где указана допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия.

Допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия

Допустимая величина напряжения, тока и времени их воздействия

Электротравмы могут произвести следующие виды воздействий:

  • тепловое, появляются ожоги различной степени, которые могут нарушить работу как кровеносных сосудов, так и внутренних органов. Обратим внимание, что термическое проявление действия электротока наблюдается при большинстве электротравм;
  • воздействие электролитического характера становится причиной изменения физического и химического состава тканей, вследствие расщепления крови и прочих жидкостей организма;
  • физиологическое, приводит к судорожным сокращениям мышечных тканей. Заметим, что биологическое действие электротока также нарушает работу и других важных органов, например, сердца и легких.

Виды электротравм

Воздействие электротока вызывает следующие характерные повреждения:

  • электроожоги, могут возникнуть вследствие прохождения электротока или быть вызваны электрической дугой. Заметим, что такие электротравмы встречаются чаще всего (около 60%);
  • появление на коже овальных пятен серого или желтого цвета в местах прохождения электротока. Омертвевший слой кожного покрова огрубевает, через какое-то время такое образование, называемое электрическим знаком, самостоятельно сходит;
  • проникновение мелких частиц металла (оплавившегося от КЗ или электродуги) в кожный покров. Такой вид травмы называют металлизацией кожи. Для пораженных участков характерен темно-металлический оттенок, прикосновение к нему вызывает болезненные ощущения;
  • световое действие, становится причиной электроофтальмии (воспалительного процесса глазной оболочки) из-за ультрафиолетового излучения, характерного для элетродуги. Для защиты достаточно использовать специальные очки или маску;
  • механическое воздействие (электрический удар) происходит вследствие непроизвольного сокращения мышечной ткани, в результате этого может случиться разрыв кожного покрова или других органов.

Заметим, что из всех описанных выше электротравм наибольшую опасность представляют последствия электрического удара, их разделяют по степени воздействия:

  1. вызывают сокращения мышечной ткани, при этом пострадавший не теряет сознания;
  2. судорожные сокращения мышечных тканей, сопровождается потерей сознания, кровеносная и дыхательная системы продолжают функционировать;
  3. происходит паралич дыхательной системы и нарушение сердечного ритма;
  4. наступление клинической смерти (дыхание отсутствует, сердце останавливается).

Шаговое напряжение

Учитывая нередкие случаи поражения от шагового напряжения, имеет смысл рассказать подробнее о механизме его воздействия. Обрыв линии электропередач, или нарушение целостности изоляции в проложенном под землей кабеле приводят к образованию вокруг проводника опасной зоны, в которой происходит «растекание» тока.

При попадании в эту зону можно подвергнуться воздействию напряжения шага, его величина зависит от разности потенциалов между местами, где человек касается земли. На рисунке наглядно продемонстрировано как это происходит.

Как возникает напряжение шага

Как возникает напряжение шага

На рисунке отмечено:

  • 1 – электропроводка;
  • 2 – место падения оборвавшегося провода;
  • 3 – человек, попавший в зону растекания электротока;
  • U 1 и U 2 – потенциалы в точках, где ноги соприкасаются с землей.
Читайте также:  Сила тока в проваднике

Напряжение шага (Vш)определяется следующим выражением: U 1 -U 2 (В).

Как видно из формулы, чем больше будет расстояние между ступнями, тем значительней разность потенциалов и выше Vш. То есть, при попадании на участок, где происходит «растекание» электротока, для выхода из него нельзя делать большие шаги.

Как необходимо действовать, оказывая помощь при электротравмах

Первая помощь при поражении электрическим током заключается в определенной последовательности действий:

    освободить человека от контакта с электроисточником. Для этого необходимо отключить установку от сети питания. Если в силу определенных причин выполнить это не представляется возможным, для аварийного отключения следует использовать специальные средства. Например, набросить провод на линию электропередач или перерубить кабель при помощи топора. В процессе оказания помощи нельзя забывать про собственную безопасность — нельзя касаться открытых участков кожи человека, контактирующего с электроисточником.
    Когда происшествие случилось при работе с оборудованием до 1000 В, можно использовать диэлектрические подручные средства, например, кусок сухого дерева. Также допускается оттягивать человека за края одежды (если она не мокрая).
    На установках с напряжением, превышающим 1000 В, для оказания помощи используются спецсредства защиты

Освобождение от воздействия электротока на установках более 1000В «A» и до 1000В «B»

Освобождение от воздействия электротока на установках более 1000В «A» и до 1000В «B»

  • определить, в каком состоянии находится пострадавший;
  • произвести оценку нанесенных повреждений;
  • произвести действия, необходимые для спасения жизни пострадавшего;
  • вызвать медицинскую помощь и поддерживать жизненные функции пострадавшего до ее прибытия.
  • Источник

    

    Действие электрического тока на организм человека

    date image2015-05-27
    views image4753

    facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

    Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

    Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

    Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое воздействие.

    При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

    Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

    Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

    Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

    Световое действие приводит к поражению глаз.

    Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода тока, времени его действия, пути прохождения через тело человека, физического и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.

    Ощутимым является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать неприятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция сердца.

    Переменный ток более опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги). Любые электроработы нужно вести вдали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

    2. Электротравма — повреждение, вызванное воздействием на организм электрического тока. Нередко приводит к летальному исходу.

    Электрические ожогивстречаются в 40% случаев и бывают двух видов:

    • токовый (контактный) – ток проходит непосредственно через тело человека;
    • дуговой –связан с тепловым воздействием электрической дуги.

    Ожоги могут быть поверхностными или глубокими, сопровождающимися поражениями не только кожи, но и подкожной ткани, жира, мышц, нервов, костей. В последних случаях, как показывает опыт, заживление ожога идет медленно.

    Вследствие значительного сопротивления кожи наблюдаются преимущественно поверхностные ожоги. Однако при большой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения поверхности кожи.

    Различают четыре степени электрических ожогов:

    I степень – покраснение кожи;

    II степень – образование пузырей;

    III степень – обугливание кожи;

    IV степень – обугливание подкожной клетчатки, мышц, сосудов, нервов, костей.

    Электрические знакивстречаются в 7% случаев, представляют собой специфические поражения, вызываемые главным образом механическим и химическим действиями тока и представляют собой резкоочерченные пятна серого или бледно-желтого цвета круглой или овальной формы размерами 1 – 5 мм с углублениями в центре. В некоторых случаях электрические знаки представляют собой форму или отпечаток той части установки, скоторой произошло соприкосновение. Электрические знаки могут появляться не не сразу после прохождения тока, аспустя некоторое время.

    Металлизация коживстречается в 3% случаев, является специфическим видом электротравмы и представляет собой проникновение в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Металлизация кожи возможна также и при непосредственном плотном прикосновении кожи к токоведущей части без образования электрической дуги вследствие электролитического действия тока, когда последний, разлагая жидкость органических тканей, создает в ней основные и кислотные ионы. Специфическая окраска кожи при металлизации зависит от металла. В большинстве случаев металлизация кожи проходит, не оставляя следов.

    Механические повреждениявстречаются в 0,5% случаев и являются следствием резких, непроизвольных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. Механические повреждения возникают при относительно длительном нахождении человека под напряжением до 380 В и представляют собой разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани. Могут иметь место вывихи суставов и, даже, переломы костей.

    Электроофтальмиявстречается в 1,5% случаев и представляет собой воспаление наружных оболочек глаз – роговицы и коньюктивы, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые поглощаются клетками организма и вызывают их изменения.

    4. Важнейшими факторами, влияющими на исход поражения электрическим током, являются:

    • величина тока, протекающего через тело человека;
    • продолжительность воздействия тока;
    • частота тока;
    • путь прохождения тока;
    • индивидуальные свойства организма человека.

    5. Основные причины поражения электрическим током:

    .случайное прикосновение к токонесущим частям,находящимся под напряжением (оголенным проводам,контактам электроаппаратуры,шинам и т.п.);

    .неожиданное возникновение напряжение там,где в нормальных условиях его быть недолжно;

    .появление напряжения на отключенных частях электрооборудования (по причине ошибочного включения,наведения напряжения соседними установками и т.д.);

    .возникновение напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода с землей,неисправности заземляющих устройств и т.п.

    ВОЗМОЖНЫЕ УСЛОВИЯ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

    Поражение человека может произойти в следующих случаях:

    1) прямое прикосновение к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением;

    2) косвенное прикосновение к нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением;

    3) прикосновение к токоведущим частям, напряжение с которых было снято, но попало на них случайно;

    4) прикосновение к цепям с большим остаточным зарядом;

    5) попадание в зону действия высоко вольтной дуги;

    6) попадание в зону действия напряжения шага;

    7) приближение к электроустановке на расстояние меньше допустимого;

    8) при действии атмосферного электричества во время разряда молний;

    9) при оказании первой помощи пострадавшему от электрического тока (при освобождении его от действия напряжения).

    6. Основными техническими средствами защиты являются:

    · Автоматическое отключение питания (зануление);

    Источник

    Действие электрического тока на организм человека. Электрический ток, проходя через живой организм, производит термическое (тепловое) действие, выраженное в ожогах отдельных участков тела

    Электрический ток, проходя через живой организм, производит термическое (тепловое) действие, выраженное в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервных волокон и т.п., электролитическое (биохимическое) действие, выражающееся в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов; биологическое (механическое) действие – выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц (в том числе сердца, легких).

    Поражение электрическим током организма человека носит название электротравмы. Известно, что в среднем электротравмы составляют 3 % от общего числа травм, 12 – 13 % — смертельные электротравмы от общего числа смертельных случаев. К наиболее неблагополучным отраслям относятся: легкая промышленность, где электротравматизм составляет 17 % от числа смертельных несчастных случаев, электротехническая промышленность – 14, химическая, нефтехимическая – 13, строительство, сельское хозяйство – по 40 %, наш быт – примерно 40 %.

    Электротравмы делят на местные и общие электрические удары.

    Местные электротравмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. К ним относят: электрические ожоги, электрические знаки, металлизацию кожи, механические повреждения и электроофтальмию.

    Электрические ожоги вызываются протеканием тока через тело человека. Приблизительно 60 – 65 % всех электротравм сопровождается ожогами, которые делят на контактные (токовые) и дуговые.

    Токовый ожог – ожог кожи в месте контакта тела с токоведущей ча­стью электроустановки с напряжением не выше 1-2 кВ.

    Дуговой ожог – ожог, вызванный электрической дугой, может вызвать обширные повреждения кожи, вплоть до обугливания или бесследного сгора­ния некоторых участков тела.

    Электрические знаки – пятна серого или светло-желтого цвета на по­верхности кожи, в которых может быть потеряна чувствительность.

    Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчай­ших частиц металла, расплавившегося под действием электрической дуги.

    Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз в результа­те потока ультрафиолетового излучения при электрической дуге.

    Механические повреждения – следствие резких непроизвольных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. При этом возможны разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани; иногда возникают вывихи суставов и даже переломы костей.

    Электрический удар – возбуждение живых тканей организма электрическим током, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц тела. В зависимости от последствий электрические удары делятся на 4 степени: судорожное сокращение мышц без потери сознания; судорожное сокращение мышц с потерей сознания (дыхание и деятельность сердца сохраняются); потеря сознания с нарушением функций дыхания или сердечной деятельности (или того и другого вместе); клиническая (мнимая) смерть в результате фибрилляции сердца или асфиксии (отсутствие дыхания и работы сердца; зрачки расширены, не реагируют на свет). В этом состоянии жизнь поддерживается на низком уровне в течение 4-8 минут. Если за это время пострадавшему не оказать помощь, то наступает биологическая смерть.

    Дата добавления: 2015-01-05 ; просмотров: 14 ; Нарушение авторских прав

    Источник