Поражение электрическим током: причины и виды электротравм. Обеспечение безопасности при эксплуатации электроустановок и защита от неблагоприятного действия электричества факторы, определяющие опасность поражения электрическим током Скрытая опасность пора

Электротравмы имеют сравнительно небольшой удельный вес среди общего числа несчастных случаев, однако среди этого вида травм относительно велико значение тяжелых поражений со смертельным исходом. Процент летальных исходов при электротравме колеблется от 5 до 16.

Наиболее часто несчастные случаи, вызванные поражением электрическим током, происходят среди электриков и электромонтеров. Поражения электрическим током, как известно, наблюдаются и среди лиц, которые по характеру своей работы не имеют дела с электричеством. Электротравмы чаще всего связаны с неправильным устройством электротехнических установок, отсутствием заземления, применением голых проводов и т. д.

Опасность поражения электрическим током

Исходы поражений электрическим током зависят от многих условий: характера электрического тока, состояния организма в момент электротравмы, а также обстановки, при которой произошло поражение.

Переменный ток значительно более опасен, чем постоянный электрический ток такого же напряжения. Кроме того, переменный ток шире применяется, поэтому он и дает в несколько раз больше несчастных случаев и смертельных исходов. Наиболее опасным считается технический переменный ток с частотой 50 Гц (50 периодов в секунду), силой 0,1 и напряжением выше 250 V . При значительном увеличении числа периодов, например до 1000000 периодов в секунду, опасность переменного тока значительно падает. Это явление объясняется тем, что при столь высокой частоте реакция нервной ткани не успевает развиться и человек ощущает только тепло в месте прохождения тока. Опасность тяжелых ожогов при этом сохраняется.

До сих пор точно не установлено, начиная с какого напряжения электрический ток может вызвать электротравму. Известно, что электрический ток даже напряжением 46 в может вызвать смертельное поражение. Все же считается, что ток напряжением до 40 V только в редких случаях вызывает смертельную электротравму. Наиболее опасен переменный ток напряжением свыше 250 в, хотя имеются наблюдения, что даже воздействие тока высокого напряжения (20 000-30 000 V) в некоторых случаях заканчивается благополучно. В общем, нужно считать, что, имея дело с током напряжением свыше 50 V , необходимо строго соблюдать правила предосторожности.

Причины поражения электрическим током

Повреждения от электрического тока происходят как вследствие непосредственного прохождения тока через организм, так и от других видов энергии (тепло, свет, звук), в которые превращается электричество при разряде в непосредственной близости от тела человека.

Исход электротравмы в значительной мере зависит от силы тока, пути, по которому ток проходит через тело, и от длительности воздействия. Сила тока, как известно, определяется отношением напряжения тока к сопротивлению (закон Ома). При различных напряжениях тока в зависимости от величины сопротивления сила тока может быть одна и та же. Таким образом, значение напряжения тока в развитии электротравмы относительно. Сопротивление различных частей тела неодинаково. Значительным сопротивлением обладает кожа (десятки тысяч Ом, а на ладонях и подошве-до 2 млн. Ом). Сопротивление кожи зависит в значительной степени йот ее влажности. Большое сопротивление оказывают электрическому току кости (сотни тысяч Ом).

Меньшим сопротивлением обладает печень, селезенка (сотни Ом). Сопротивление организма зависит от многих причин. Определенное значение имеет возраст, пол, состояние организма в момент электротравмы, кровенаполнение органов. Дети, женщины и лица с различными патологическими изменениями в организме обладают относительно меньшим сопротивлением.

Переутомление, голодание снижают сопротивление организма электрическому току.

Характер одежды и обувь также могут изменять сопротивление организма. Резина, кожа, шерсть, шелк являются хорошими изоляторами. Мокрая одежда, гвозди в подошве резко снижают сопротивление.

Потная кожа (в летние месяцы, при воздействии высокой температуры) уменьшает сопротивление электрическому току, что в известной степени объясняет большую частоту электротравм в летнее время года.

При воздействии токов высокого напряжения из-за обширного сокращения мышц человек отбрасывается от источника тока и воздействие его прекращается. Кроме того, при действии токов высокого напряжения вследствие сгорания ткани погибает большое количество рецепторов кожи, поэтому ток становится менее опасным. На значение состояния периферических рецепторов в развитии электротравмы указывают данные Ф. М. Дановича, который показал, что анестезия новокаином подэлектродных пространств уменьшает опасность электротравмы. Токи большой силы менее опасны для сердца в отношении возможности развития фибрилляций.

При поражении током низкого напряжения (до 250 V) электротравма чаще всего происходит при зажатии проводника пальцами. Большой продолжительностью действия тока в значительной мере объясняется относительно высокая частота смертельных исходов при действии токов низкого напряжения по сравнению с действием токов высокого напряжения. При продолжительном воздействии электрического тока повышается электропроводимость кожных покровов, что может привести к развитию более выраженных изменений. Для исхода электротравмы определенное значение имеет, очевидно, и путь прохождения тока. Хотя ток через организм идет по многочисленным разветвлениям, основная масса электричества проходит кратчайшим путем, т. е. от анода к катоду.

Многие исследователи считают, что левостороннее поражение (направление тока от левого плеча к левой голени) представляет наибольшую опасность, так как в этих условиях наибольшему воздействию подвергается сердце, весьма чувствительное к действию электрического тока. Однако нужно отметить, что описаны случаи электротравм с прохождением тока непосредственно через сердце, закончившиеся выздоровлением.

Тяжелые изменения в организме могут развиться и в тех случаях, когда сердце и мозг не лежат на кратчайшем пути между местами входа и выхода тока. В практике электротравматизма зарегистрированы случаи смертельных поражений, когда оба контакта приходились на одну руку и даже на один палец.

Важнейшее значение для исхода электротравмы имеет психическое состояние и общая реактивность организма в момент воздействия электрического тока. Поэтому реакция человека на воздействие электрического тока во многом зависит от состояния центральной нервной системы.

Во время сна, опьянения, наркоза организм становится менее чувствительным к электрическому току. Как показывают клинические наблюдения и экспериментальные данные, в этих случаях организм может перенести воздействие тока даже очень высокого напряжения. Наряду с этим известно, что если человек сознательно прикасается к источнику тока, т. е. подготавливается к возможному воздействию его и ожидает удара, можно благополучно перенести соприкосновение с током очень высокого напряжения. Необходимо учесть, однако, данные о том, что в некоторых случаях наркоз может уменьшать резистентность организма к электрическому току (в тех случаях, когда ток проходит через продолговатый мозг).

Значение состояния центральной нервной системы для исхода электротравмы может быть связано с тем, что сопротивление кожи электрическому току во многом зависит от этого состояния.

Клиническая картина и признаки электротравмы

Клиника поражений электрическим током чрезвычайно разнообразна в зависимости от изменения различных органов и систем. В клинической картине электрической травмы основное место занимают функциональные расстройства со стороны дыхания, сердечно-сосудистой системы и нервно-психической сферы.

В период действия электрического тока ощущаются сильные боли, отмечаются выражение ужаса на лице, побледнение кожных покровов, резкие сокращения мышц скелета, тетанические судороги, затруднение дыхания, падение сердечной деятельности; может наступить потеря сознания. Почти моментально может развиться так называемая мнимая смерть.

После прекращения действия тока выявляются выраженные расстройства со стороны центральной нервной системы, которые связаны, очевидно, с отеком мозговых оболочек и повышением внутричерепного давления. Обращает на себя внимание депрессивное состояние пострадавших - затемнение сознания, иногда эпилептиформные судороги.

Электротравма резко нарушает высшую нервную деятельность, значительно и длительно понижает возбудимость корковых клеток.

Пораженные электрическим током жалуются на головную боль, головокружение, иногда рвоту, понос. Со стороны сердечно-сосудистой системы вначале отмечается повышение кровяного давления с последующим падением его, тахикардия, аритмия вплоть до трепетания желудочков. Происходит нарушение дыхания вследствие спазма дыхательной мускулатуры, иногда отек легких (большое количество влажных хрипов, пенистая мокрота).

При рентгеноскопии органов грудной клетки пострадавших выявляются единичные или множественные очаги затемнения в легких, которые рассеиваются в течение 10-14 дней (участки кровоизлияния в легочную ткань), повышение прозрачности и увеличение объема легких (эмфизема).

Нередко обращает на себя внимание (в первые 2-3 дня) расширение сердца. Воздействие электрического тока вызывает в организме серьезные нарушения обмена веществ (белкового, углеводного, жирового и минерального).

Серьезные, а иногда и очень тяжелые изменения отмечаются со стороны кожи. Поражения покровов выражаются в ожогах различной локализации и степени вплоть до обугливания.

Ожоги могут наблюдаться не только в местах приложения тока, но и в других областях (естественные складки кожи в паху, подколенной ямке и др.). Это объясняется тем, что ток, встречая в отдельных местах сильное сопротивление, выходит из тела и вновь входит в места с меньшим сопротивлением. Особенностью ожогов при электротравме является их безболезненность, что объясняется анестезией, вызываемой электрическим током в период воздействия.

Характерны для действия электрического тока так называемые знаки тока, которые представляют собой различной формы безболезненные сероватого цвета пятнышки на коже в месте приложения тока. Обусловлены они нагреванием кожи в месте прохождения электрического тока. Знаки тока обычно безболезненны и часто не сопровождаются воспалительной реакцией. Электрические знаки специфичны для электротравмы.

Электротравма может вызвать серьезные изменения со стороны костной системы вплоть до переломов костей.

Отмечаются деформации и трещины костей, а также повышенная ломкость их в пораженной током области. Важно помнить о возможности костных повреждений электрическим током, чтобы не просмотреть их при оказании первой помощи и дальнейшем лечении.

В результате воздействия электрического тока на организм могут развиваться изменения со стороны ряда органов и систем, а также наблюдаются осложнения и стойкие последствия электротравмы. К таким изменениям относятся ретроградная амнезия, посттравматическая энцефалопатия, мозговые кровоизлияния, вегетативные расстройства, невриты, легочные кровотечения, пневмонии, неврозы сердца, расширение сердца и аорты, склонность к частым приступам стенокардии и инфаркту миокарда, нефриты, расстройства функций желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря; изменения со стороны органов зрения в виде помутнения роговицы, катаракты, ретинита, атрофии зрительного нерва; поражения органов слуха, вестибулярного, кохлеарного и отолитового аппарата. В случае присоединения к повреждениям костей инфекции могут развиться хронические остеомиелиты.

Поражения, вызванные ударом молнии

При поражениях, вызванных ударами молнии, представляющей собой разряд атмосферного электричества огромной силы и напряжения, часто отмечается потеря сознания, судороги, параличи и смерть. На теле образуются так называемые фигуры молнии. Последние представляют собой отпечаток прохождения электричества на коже древовидной формы и возникают, очевидно, вследствие расширения соответствующих капилляров. Удар молнии в голову обычно ведет к смертельному исходу. Менее опасным является повреждение конечностей. Описан случай инфаркта миокарда у молодого человека, пораженного молнией.

Механизм действия электрического тока на организм

Механизм действия электрического тока на организм весьма сложен и сводится в основном к нагреванию, электролизу и механическому действию. Вследствие превращения электрической энергии в тепловую воздействие электрического тока вызывает ожоги в месте приложения тока и значительное повышение температуры внутренних органов.

В литературе описан смертельный случай электротравмы, когда у погибшего через час после смерти температура в подмышечной впадине на стороне ожога равнялась 67°, а на другой стороне была 46°. Совершенно очевидно, что такой значительный подъем температуры несовместим с жизнью.

В тех органах, где особенно велико сопротивление электрическому току, может иметь место особенно значительное повышение температуры. Этим объясняется впервые наблюдавшиеся Рейтером у убитого электрическим током человека шарики (бусы) в костях, которые, как полагают, возникают вследствие испарения жидкости в костях с расплавлением фосфорнокислой извести. При остывании фосфорнокислая известь принимает форму шариков.

Имеется ряд данных, которые заставляют предполагать возможность развития в результате воздействия электрического тока электролиза жидкостей и тканей, что может послужить причиной смерти вследствие повреждения жизненно важных центров. Разложение жидкостей в организме может вызвать образование газов и, следовательно, эмболию.

Наблюдающийся в ряде случаев при воздействии токов высокого напряжения разрыв кожи, отрыв уха, пальцев и т. д. связан с механическим (динамическим) действием тока. Иногда при воздействии токов высокого напряжения в костях отмечались зигзагообразные, напоминающие молнию каналы. Они также объясняются механическим действием тока.

Воздействие электрического тока вызывает нарушение биоколлоидов, биохимических и структурных свойств клеток и тканей. Это в значительной степени меняет состояние клеток, в особенности наиболее чувствительных к электрическому току клеток нервной системы.

Патологоанатомические и гистологические изменения при поражении электрическим током выражаются в гиперемии и отечности внутренних органов, мелкоточечных кровоизлияниях в различных отделах мозга, а также на слизистых и серозных оболочках. Обычно отмечается фрагментация миокарда, иногда самопереваривание поджелудочной железы. Выраженные изменения выявляются со стороны центральной нервной системы, как в самом веществе мозга, так и в его оболочках. Изменения отмечаются со стороны всех отделов центральной нервной системы, в особенности вегетативной: гиперемия и отечность, иногда кровоизлияния, тигролиз ганглиозных клеток, утолщение нервных волокон и т. д. Выявляемые изменения указывают на значительные нарушения центральной нервной системы, играющие важную роль в патогенезе тех клинических явлений, которые имеют место при воздействии электрического тока.

В развитии изменений, вызванных электрическим током, существенное значение имеет повышение проницаемости сосудистой стенки с выходом плазмы и форменных элементов в окружающие ткани. Как указывалось выше, из местных изменений, вызываемых электрическим током, весьма характерны так называемые знаки тока, ожоги, а также изменения в костях в виде линий, напоминающих извитую фигуру молнии.

Воздействие электрического тока может вызвать развитие особого состояния, связанного с глубоким нарушением функций центральной нервной системы, циркуляторного аппарата и дыхания, так называемую мнимую смерть. При этом останавливается дыхание, прекращается деятельность сердца и исчезают рефлексы. Возможность так называемой мнимой смерти при электротравме подтверждается многими случаями оживления пострадавших после исчезновения признаков жизни, а также рядом экспериментальных исследований. Полагают, что так называемая мнимая смерть при электротравме связана с развитием в результате воздействия электрического тока охранительного торможения. При правильном и своевременном оказании первой помощи при мнимой смерти после электротравмы в большинстве случаев удается вернуть жизнь пострадавшему.

Вопрос о причинах смерти при электротравме в настоящее время не может считаться в достаточной степени выясненным. До сих пор представляется спорным вопрос, что является первичной причиной смерти (остановка сердца, паралич дыхания или шок). По мнению ряда авторов, самой частой и самой опасной формой смерти при электротравме является смерть от фибрилляции сердца. Последняя может быть обусловлена как непосредственным действием тока на сердце, так и спазмом коронарных сосудов, являющимся результатом рефлекторного действия тока. Смерть от воздействия электрического тока может быть обусловлена быстро возникающими значительными биохимическими изменениями в клетках, в первую очередь жизненно важных центров. Имеющиеся данные о частоте и характере изменений сердца при электротравме заставляют придавать важнейшее значение изменениям сердечной мышцы при смерти от воздействия электрического тока.

В настоящее время установлено, что не только контакт с электрическим током, но и длительное пребывание вблизи мощных электрических машин может оказывать неблагоприятное влияние на организм. Доказана биологическая активность переменного электрического поля низкой частоты и считается, что при воздействии электрического поля в организме нарушаются электрохимические процессы и изменяется биодинамика протоплазмы. Детально изучена биологическую активность электрического поля высокого напряжения промышленной частоты (50 Гц). Выявлено угнетающее действие электрического поля низкой частоты на мозговую кору и ее корригирующие функции по отношению к нижележащим отделам. При воздействии электрического поля отмечаются изменения условнорефлекторной деятельности и сосудистой системы, нарушения терморегуляции потоотделения. Таким образом нарушается высшая нервная деятельность и вегетативные функции.

Выраженность влияния электрического поля на организм зависит от напряжения тока, длительности его воздействия и индивидуальных особенностей организма. Очевидно, длительное воздействие электрического поля указанной частоты на организм человека может вызвать функциональные изменения центральной нервной системы, главным образом вегетативно-сосудистые нарушения, а возможно, и способствовать раннему развитию артериосклероза.

Первая помощь при электротравме

При оказании первой помощи пораженному электрическим током необходимо прежде всего освободить пострадавшего от соприкосновения с проводником или источником тока: выключить пораженного током из цепи. Это достигается выключением рубильника или вывертыванием предохранительных пробок на щитке. Можно набросить на провод металлическую проводку, один конец которой заземлен, и тем самым частично отвести ток от пораженного. Если выключением тока невозможно освободить пострадавшего от действия тока, то, прежде чем оттащить пострадавшего от источника тока для оказания помощи, нужно предварительно обеспечить безопасность спасающего, т. е. снабдить его изолирующими приспособлениями - резиновыми рукавицами, галошами, щипцами с изолирующей рукояткой, можно также встать на толстые сухие доски и т. д. Все это должно быть наготове в условиях, где возможна электротравма.

Первую медицинскую помощь при электротравме нужно оказать на месте, а в случае необходимости в перевозке продолжать оказывать ее в пути, так» как от быстроты оказания первой помощи может зависеть исход электротравмы.

При оказании первой помощи следует помнить, что пораженные электрическим током плохо переносят охлаждение, поэтому пострадавшего нужно переложить на что-нибудь сухое и теплое.

Основные мероприятия по оказанию медицинской помощи пострадавшим от электрического тока должны быть направлены на восстановление дыхания и сердечной деятельности. Важнейшими мерами по оживлению при электротравме является как можно быстрее начатое и упорно проводимое искусственное дыхание, а также массаж сердца.

Искусственное дыхание лучше всего проводить по методу Сильвестра, сочетая его с ингаляцией кислорода или карбогена. В большинстве случаев успешного применения искусственного дыхания эффект наступает в течение первых 10 минут после травмы. Для возбуждения дыхательного центра показаны лобелии (1 мл 1 % раствора под кожу) или цититон, при асфиксии с цианозом - кровопускание в сочетании с подкожными или внутривенными вливаниями глюкозы либо физиологического раствора. Из сердечных средств рекомендуется камфара, кофеин, кордиамин. Назначается также адреналин подкожно, в случае необходимости производится внутрисердечная инъекция 0,5 мл адреналина (1:1000).

В настоящее время доказана высокая эффективность метода дефибрилляции сердца при тяжелой электротравме. Установлено, что короткий конденсаторный разряд с параметрами 4000-6000 V , 18-20 мкФ, пропущенный через сердечную область, прекращает фибрилляцию сердца. Для дефибрилляции пользуются специальным прибором. Вопрос об эффективности дефибрилляции является совершенно решенным.

При отсутствии признаков жизни мероприятия по оживлению пострадавшего должны проводиться непрерывно и длительно до очевидного оживления или же до появления трупных пятен, так как при поражениях электрическим током, как уже указывалось, часто имеет место мнимая смерть (клинически очень трудно отличить мнимую смерть от истинной).

Искусственное дыхание нужно делать правильно и упорно. Иногда приходится проводить искусственное дыхание в течение нескольких часов.

Все местные повреждения тканей (ожоги, разрывы тканей и т. д.) лечат консервативно. Эти изменения, как правило, являются асептическими и поэтому хорошо заживают. Необходимость в консервативном лечении местных повреждений тканей вызывается большой опасностью профузных кровотечений из-за повреждения сосудов, вызываемого электрическим током. Ожоги от электрического тока лечат обычным способом. Перенесшие электротравму нуждаются в дальнейшем врачебном наблюдении и лечении в зависимости от характера повреждения.

Профилактика электротравм

Профилактика электротравм заключается в соблюдении установленных правил и мер техники безопасности при эксплуатации, монтаже и ремонте электроустановок. Имеющие дело с электрическим током должны быть хорошо инструктированы и снабжены индивидуальными защитными приспособлениями. В частности, должны строго соблюдаться правила по технике электробезопасности в физиотерапевтических кабинетах, где наибольшую опасность представляет заземление, т. е. соединение человека с проводом электросети и «землей», и короткое замыкание в электросети. Поэтому больные во время приема электролечебных процедур должны быть удалены от заземленных предметов - водопровода, радиаторов отопления, каменного или мокрого деревянного пола. Пол должен быть покрыт изолятором - линолеумом или резиной. Все рубильники необходимо закрыть кожухом. Штепсельные розетки должны иметь предохранители и крышки. Необходимо правильно обращаться с бытовыми электроприборами.

Лица, занятые по обслуживанию действующих электротехнических установок (действующие электроустановки сильного тока высокого или низкого напряжения, линии связи, находящиеся в зоне влияния действующих линий электропередачи высокого напряжения и т. д.), подлежат предварительному и периодическому медицинскому осмотру один раз в 2 года. В проведении осмотра обязательно должны участвовать терапевт, хирург, невропатолог, окулист и, по показаниям, отоларинголог. Необходимо исследование крови на содержание гемоглобина, лейкоцитов и РОЭ.

Медицинскими противопоказаниями к работе по обслуживанию действующих электротехнических установок являются:

1) болезни кожи, препятствующие физическому труду;

2) болезни суставов, костей, мышц (процессы в костях, ограничивающие подвижность их в степени, мешающей правильному выполнению работ), плоскостопие;

3) органические заболевания сердца и сосудов;

4) стенокардия;

5) гипертония;

6) эмфизема легких, бронхиальная астма с частыми приступами;

7) злокачественное малокровие, лейкемия;

8) болезни обмена и желез внутренней секреции;

9) органические заболевания центральной нервной системы;

10) функциональные неврозы и психоневрозы;

11) заболевания уха, горла, носа (слышимость монотонной речи на расстоянии менее 3 м, наличие лабиринтита, глухонемоты, выраженного заикания);

12) болезни органов зрения;

13) грыжи с наклонностью к ущемлению;

14) злокачественные опухоли; доброкачественные опухоли, препятствующие выполнению обычной физической работы средней тяжести;

15) выраженное варикозное расширение вен нижних конечностей;

16) язвенная болезнь;

17) болезни печени и почек с частыми обострениями.

Работа с электрическим током требует особой осторожности: электрический ток поражает внезапно, когда человек оказывается включенным в цепь прохождения тока.

• прикосновение к токоведущим частям, оголенным проводам, контактам электроприборов, рубильников, ламповых патронов, предохранителей, находящихся под напряжением;
• прикосновение к частям электрооборудования, металлическим конструкциям сооружений и т.п., в обычном состоянии не находящихся, но в результате повреждения (пробоя) изоляции оказавшихся под напряжением:
• нахождение вблизи места соединения с землей оборванного провода электросети;
• нахождение в непосредственной близости от токоведущих частей, находящихся под напряжением выше 1000 В;
• прикосновение к токоведущей части и мокрой стене или металлической конструкции, соединенной с землей;
• одновременное прикосновение к двум проводам или другим токоведущим частям, которые находятся под напряжением;
• несогласованные и ошибочные действия персонала (подача напряжения на установку, где работают люди; оставление установки под напряжением без надзора; допуск к работам на отключенном электрооборудовании без проверки отсутствия напряжения и т.д.).

Опасность поражения электрическим током отличается от других производственных опасностей тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить ее на расстоянии. Часто эта опасность обнаруживается слишком поздно, когда человек уже оказался под напряжением.

Поражающее действие электрического тока

На живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через тело человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве и повреждении кровеносных сосудов; электролитическое — в разложении органической жидкости, в том числе крови, что вызывает нарушение ее состава, а также ткани в целом; механическое - в расслоении, разрыве тканей организма: биологическое - в раздражении и возбуждении живых тканей организма, а также в нарушении внутренних биологических процессов. Например, взаимодействуя с биотоками организма, внешний ток может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и вызвать непроизвольные сокращения мышц.

Рис. Классификация и виды электрических травм

Существуют три основных вида поражения электрическим током:

• электрические травмы;
• электрические удары;
• электрический шок.

Электрическая травма

Электрическая травма - местное поражение тканей и органов электрическим током: ожоги, электрические знаки, электрометаллизация кожи, поражение глаз воздействием на них электрической дуги (электроофтальмия), механические повреждения.

Электрический ожог — это повреждения поверхности тела или внутренних органов под действием электрической дуги или больших токов, проходящих через тело человека.

Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате прикосновений к токоведущей части. Токовый ожог — следствие преобразования электрической энергии в тепловую; как правило, это ожог кожи, так как кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела.

Токовые ожоги возникают при работе на электроустановках относительно небольшого напряжения (не выше 1-2 кВ) и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени; впрочем, иногда возникают и тяжелые ожоги.

При более высоких напряжениях более высоких между токоведущей частью и телом человека или между токоведущими частями образуется электрическая дуга, которая и вызывает возникновение ожога другого вида — дугового.

Дуговой ожог обусловлен действием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500ºC) и большой энергией. Такой ожог возникает обычно при электроустановках высокого напряжения и носит тяжелый характер — III или IV степени.

Состояние пострадавшего зависит не столько от степени ожога, сколько от площади поверхности тела, пораженной ожогом.

Электрические знаки — это поражения кожи в местах соприкосновения с электродами круглой или эллиптической формы, серого или бело-желтого цвета с резко очерченными гранями диаметром 5-10 мм. Они вызываются механическим и химическим действиями тока. Иногда появляются спустя некоторое время после прохождения электрического тока. Знаки безболезненны, вокруг них не наблюдается воспалительных процессов. В месте поражения появляется припухлость. Небольшие знаки заживают благополучно, при больших размерах знаков часто происходит омертвение тела (чаще рук).

Электрометаллизация кожи — это пропитывание кожи мельчайшими частицами металла вследствие его разбрызгивания и испарения под действием тока, например при горении дуги. Поврежденный участок кожи приобретает жесткую шероховатую поверхность, а пострадавший испытывает ощущение присутствия инородного тела в месте поражения. Исход поражения, как и при ожоге, зависит от площади пораженного тела. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и следов не остается.

Электрометаллизация может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой.

Электроофтальмия — это воспаление наружных оболочек глаз, возникающее под воздействием мощного потока ультрафиолетовых лучей. Такое облучение возможно при образовании электрической дуги (короткое замыкание), которая интенсивно излучает не только видимый свет, но и ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Электроофтальмия обнаруживается спустя 2-6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом наблюдаются покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся при свете, у него возникает так называемая светобоязнь.

В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза и нарушается ее прозрачность, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Болезнь продолжается обычно несколько дней.

Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые плохо пропускают ультрафиолетовые лучи и защищают глаза от брызг расплавленного металла.

Механические повреждения возникают вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Электрический удар

Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через них электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

Степень отрицательного воздействия этих явлений на организм может быть различна. Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. При токах, превышающих 10-15 мА, человек не способен самостоятельно освободиться от токоведущих частей и действие тока становится длительным (неотпускающий ток). При токе, равном 20-25 мА (50 Гц), человек начинает испытывать затруднение дыхания, которое усиливается с ростом тока. При действии такого тока в течение нескольких минут наступает удушье. При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15-20 с могут наступить паралич дыхания и смерть. Токи величиной 50-80 мА приводят к фибрилляции сердца, т.е. беспорядочному сокращению и расслаблению мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается. Действие тока величиной 100 мА в течение 2-3 с приводит к смерти (смертельный ток).

При невысоких напряжениях (до 100 В) постоянный ток примерно в 3-4 раза менее опасен, чем переменный частотой 50 Гц; при напряжениях 400-500 В опасность их сравнивается, а при более высоких напряжениях постоянный ток даже опаснее переменного.

Наиболее опасен ток промышленной частоты (20-100 Гц). Снижение опасности действия тока на живой организм заметно сказывается при частоте 1000 Гц и выше. Токи высокой частоты, начиная от сотен килогерц, вызывают только ожоги, не поражая внутренних органов. Это объясняется тем, что такие токи не способны вызывать возбуждение нервных и мышечных тканей.

В зависимости от исхода поражения электрические удары могут быть условно разделены на четыре степени:

• I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
• II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися 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.

Клиническая смерть - это переходный период от жизни к смерти, наступающий в момент 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 расширены и не реагируют на свет.

Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга. В большинстве случаев она составляет 4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, в частности от электрического тока. — 7-8 мин.

Причинами смерти от электрического тока могут быть прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.

Работа сердца может прекратиться в результате или прямого воздействия тока на мышцу сердца, или рефлекторного действия, когда сердце не подвержено прямому воздействия тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.

Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляциоиными , а наименьший из них —

Фибрилляция обычно продолжается недолго и сменяется полной остановкой сердца.

Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным действием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.

Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца). Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.

Электрический шок

Электрический шок — своеобразная реакция нервной системы организма в ответ на сильное раздражение электрическим током: расстройство кровообращения, дыхания, повышение кровяного давления.

Шок имеет две фазы:

• I — фаза возбуждения;
• II — фаза торможения и истощения нервной системы.

Во второй фазе учащается пульс, ослабевает дыхание, возникают угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившемся сознании. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, после чего наступает легальный исход.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электрическим током

Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока

Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в промышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6...1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток называют пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровождается судорожными сокращениями мыши кисти и предплечья.

При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в работе легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные сокращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачивающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Величина тока, протекающего через тело человека (I ч), зависит от напряжения прикосновения U пp и сопротивления тела человека

R ч: I ч = U пр / R ч

Сопротивление тела человека — величина нелинейная, зависящая от многих факторов: сопротивления кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.д.): величины тока и приложенного напряжения; длительности протекания тока.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:

• при снятом роговом слое R ч = 600-800 Ом;
• при сухой неповрежденной коже R ч = 10-100 кОм;
• при увлажненной коже R ч = 1000 Ом.

Сопротивление тела человека (R 4) в практических расчетах принимается равным 1000 Ом. В реальных условиях сопротивление тела человека — величина непостоянная и зависит от ряда факторов.

С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, так как при этом увеличиваются нагрев кожи и потоотделение. По этой же причине снижается R 4 с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток, проходящий через тело человека I ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи.

С ростом напряжения сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, следовательно, уменьшается и сопротивление тела в целом; оно приближается к сопротивлению внутренних тканей тела, т.е. к своему наименьшему значению (300-500 Ом). Это можно объяснить электрическим пробоем слоя кожи, который происходит при напряжении 50-200 В.

Загрязнение кожи различными веществами, особенно хорошо проводящими электрический ток (металлическая или угольная пыль, ока-чина и т.п.), снижает ее сопротивление.

Сопротивление разных участков тела человека не одинаково. Объясняется это различной толщиной рогового слоя кожи, неравномерным распределением потовых желез на поверхности тела и неодинаковой степенью наполнения сосудов кожи кровью. Поэтому величина сопротивления тела зависит от места приложения электродов. Действие тока на организм усиливается при замыкании контактов в акупунктурных точках (зонах).

На исход электротравм влияют и условия окружающей среды (температура, влажность). Повышенная температура, влажность повышают опасность поражения электрическим током. Чем ниже атмосферное давление, тем выше опасность поражения.

Психическое и физическое состояние человека также оказывает влияние на тяжесть поражения электрическим током. При заболеваниях сердца, щитовидной железы и т.п. человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, так как в этом случае уменьшается электрическое сопротивление тела человека и общая сопротивляемость организма внешним раздражениям. Отмечено, например, что у женщин пороговые значения токов примерно в 1.5 раза ниже, чем у мужчин. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин. При применении спиртных напитков сопротивление тела человека снижается так же, как и сопротивляемость его организма и внимание.

Частота тока

Наиболее опасен ток промышленной частоты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опасен, и пороговые значения для него больше. Так, для постоянного тока:

• пороговый ощутимый ток — 3...7 мА;
• пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;
• фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока

Важное значение имеет путь прохождения электрического тока через тело человека. Установлено, что ткани разных частей человеческого тела имеют различные удельные сопротивления. При прохождении тока через тело человека наибольшая часть тока проходит по пути наименьшего сопротивления, главным образом вдоль кровеносных и лимфатических сосудов. Различают 15 путей тока в теле человека. Наиболее частые: рука — рука; правая рука — ноги; левая рука — ноги; нога — нога; голова — ноги: голова — руки.

Наиболее опасным является путь тока вдоль тела, например от руки к ноге или через сердце, голову, спинной мозг человека. Однако известны смертельные поражения, когда ток проходил по пути «нога — нога» или «рука — рука».

Вопреки установившемуся мнению наибольшая величина тока через сердце оказывается не по пути «левая рука — ноги», а по пути «правая рука — ноги». Это объясняется тем, что большая часть тока входит в сердце по продольной его оси, лежащей по пути «правая рука — ноги».

Рис. Характерные пути тока в теле человека

Время воздействия электрического тока

Чем продолжительнее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с проводником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет величина силы электрического тока , протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включенным человек. По закону Ома сила электрического тока / равна электрическому напряжению (/, деленному на сопротивление электрической цепи R :

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опаснее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже может изменяться в довольно широких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление человека вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела небольшое — всего лишь 300...500 Ом. Поэтому при нежной, влажной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень небольшим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электрическою тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпидермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком снижается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влажных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, особенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и принимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого количества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах применяются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R.

Опасность поражения электрическим током

Опасность поражения электрическим током – один из главных рисков на производстве. Ведь ни для кого не секрет, что большинство технологических процессов на многих предприятиях различных видов хозяйствования связано с распределением и использованием электрического тока.

Согласно пункту 1.3.1. Правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей (НПАОТ 40.1-1.21-98), руководитель предприятия должен осуществить комплекс мероприятий, направленных на безопасную эксплуатацию электроустановок. Однако практика показывает, что риск получения работниками электротравм существует всегда.

Возникновение электротравмы чаще всего обусловлено следующими обстоятельствами:

– случайным прикосновением к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Это происходит в результате ошибочных действий при выполнении работ вблизи или непосредственно на частях, находящихся под напряжением; неисправности защитных средств, посредством которых пострадавший прикасается к токоведущим частям; отсутствия четкой и правильной маркировки электрооборудования; самовольного снятия ограждений, переносных защитных заземлений, блокировок и шунтирование их;

– появлением напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах), которые не должны находиться под напряжением. Напряжение на этих частях образуется в результате повреждения изоляции токоведущих частей электрооборудования, падения провода, находящегося под напряжением, на конструктивные части электрооборудования, замыкания фаз сети на землю;

– появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых проводится работа, в результате ошибочного включения установки под напряжение или вследствие обратной трансформации;

– возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек. Напряжение шага может возникнуть в результате замыкания фазы на землю, выноса потенциала различными протяженными электропроводящими предметами.

Возникновение электротравмы может быть также связано с действием атмосферного электричества при грозовых разрядах, с действием электрической дуги, с освобождением человека, находящегося под напряжением, от действия электрического тока.

Для обнаружения на расстоянии электрического тока у человека нет специальных органов чувств. Невозможно без приборов почувствовать, находится ли данная часть установки под напряжением до тех пор, пока электрическая энергия не превратится в энергию другого вида (например, в световую – искрение) или пока человек сам не попадет под напряжение.

Электрический ток не имеет запаха, цвета и бесшумен. Неспособность организма человека обнаруживать его до начала действия приводит к тому, что работающие часто не осознают реально имеющейся опасности и не принимают своевременно необходимых защитных мер. Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что пострадавший не может оказать себе помощь. При неумелом оказании помощи может пострадать и тот, кто пытается помочь.

Действие электрического тока на человека носит сложный и разнообразный характер. Проходя через его организм, электрический ток производит термическое, электролитическое, биологическое и механическое (динамическое) действия.

Непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрические ожоги наиболее распространенные электротравмы: они возникают у большинства пострадавших (60-65%), причем около третьей части их сопровождаются другими электротравмами.

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

Электрические удары условно можно разделить на четыре степени:

1 – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

2 – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;

3 – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);

4 – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от сопротивления тела человека и величины приложенного к нему напряжения, силы тока, проходящего через тело, длительности его воздействия, пути прохождения, рода и частоты тока, индивидуальных свойств пострадавшего и факторов окружающей среды.

Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань – большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг – малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа, и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.

Сопротивление тела человека – величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе и от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды (влажность, температура и т.п.). Состояние кожи влияет на электрическое сопротивление тела человека.

Так, повреждения рогового слоя, в том числе порезы, царапины и другие микротравмы, могут снизить сопротивление до величины, близкой к величине внутреннего сопротивления, при этом возрастает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает и увлажнение кожи водой или потом, а также загрязнение ее токопроводящей пылью и грязью.

В связи с различным электрическим сопротивлением кожи на разных участках тела на сопротивление в целом влияют место приложения контактов и их площадь.

Сопротивление тела человека падает при увеличении значения тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Повышение напряжения, приложенного к телу человека, уменьшает в десятки раз сопротивление кожи, а следовательно, и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это объясняется пробоем рогового слоя кожи, ростом тока, проходящего через кожу, 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. Объясняется это толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько минут) снижение сопротивления тела человека (на 20-50%) вызывают внешние неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

Сила электрического тока, проходящего через тело человека, и есть основной фактор, обуславливающий исход поражения. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него переменного тока величиной 0,6-1,5мА. Этот ток называется пороговым ощутимым. При токе 10-15 мА человек не может оторвать рук от электропроводов, самостоятельно разорвать цепь поражающего его тока. Такой ток принято называть неотпускающим.

Ток 50 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается.

Ток больше 5 А, как правило, фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца и паралич дыхания. Если действие тока кратковременное (до 1-2 сек) и не вызывает повреждения сердца (в результате нагрева, ожога и т.п.), то после отключения тока сердце самостоятельно возобновляет нормальную деятельность, а для восстановления дыхания требуется немедленная помощь в виде искусственного дыхания.

По наблюдениям некоторых исследователей есть участки тела, особенно уязвимые к электрическому току. Это так называемые акупунктурные точки площадью 2-3 мм 2 . Их электрическое сопротивление всегда меньше электрического сопротивления зон, лежащих вне акупунктурных зон.

Наиболее уязвимыми местами человеческого тела, находящимися в зоне акумтации, являются тыльная часть кисти, рука на участке выше кисти, шея, висок, спина, передняя часть ноги, плечо.

Электрическая цепь, возникающая через чувствительные к току зоны даже при небольших токах, может в ряде случаев привести к смертельному исходу.

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань возрастает значение этого тока (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия воздействия тока на организм и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с особенно уязвимой для тока фазой Т сердечного цикла (кардиоцикл).

В этот период заканчивается сокращение желудочков, которые переходят в расслабленное состояние, и возникновение фибрилляции при прохождении тока наиболее вероятно.

Если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, опасность их поражения весьма велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.

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 различно.

Наиболее характерные цепи тока через человека – это рука – ноги, рука – рука и рука – туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8% травм).

Наименее опасен путь тока по цепи нога – нога. Однако и в этом случае человек может упасть, и в результате возникнет 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.

Уже 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 даже опаснее переменного. Особенно резкие болевые ощущения при попадании под постоянное напряжение возникают в момент замыкания и размыкания электрической цепи.

Индивидуальные особенности человека оказывают значительное влияние на исход поражения при электротравмах. Характер воздействия тока зависит от массы человека и его физического состояния.

Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары, 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, 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 как результат испуга, волнения.

В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утомления, состояния опьянения и после него люди более чувствительны к протекающему току. Существенную роль играет и «фактор внимания». Это особое состояние настороженности и собранности человека, сознающего опасность выполняемой им работы. Если человек усилием воли направляет свое внимание на ожидаемое событие (в нашем случае на электротравму), то опасность ее в этом случае резко снижается, в то время как неожиданный удар приводит к более тяжелым последствиям.

К сожалению, существует ошибочное мнение о безвредности небольших доз алкоголя. Но малые дозы алкоголя серьезно действуют на организм человека. При превышении содержания алкоголя в крови 0,2 промилле (промилле – количество миллиграммов алкоголя в 100 мл крови) нарушаются способность к сосредоточению внимания, координация и связность мышления. При концентрации 0,5 промилле (1 бутылка пива) появляется снижение реакции зрачка и ограничение поля зрения, нарушается способность слежения за движущимися предметами и оценки параметров движения – направления, скорости и расстояния. Концентрация, превышающая 0,5 промилле, приводит к дальнейшему замедлению нервных реакций, еще большему снижению способности к принятию правильных решений. При концентрации алкоголя в крови 0,5-1 промилле время реакции на слуховые и зрительные сигналы увеличивается на 40%.

Говоря об алкоголе, прежде всего имеют в виду водку. Однако в 100-150 г вина или в 0,75 пива содержится столько же алкоголя, сколько и в 50 г водки. Но ведь чаще всего вино пьют стаканами, а пиво кружками. Вот почему все напитки, содержащие алкоголь, в равной степени вредны и их употребление следует исключить.

При несмертельной электротравме независимо от того, по какой петле проходил ток, электрокардиограмма несет на себе печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда. Эти данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями многих авторов.

Таким образом, обоснован существенный практический вывод. Человек, перенесший электротравму, даже если он чувствует себя хорошо, не может быть оставлен без наблюдения, отпущен домой (как это нередко делается), а должен быть госпитализирован минимум на трое суток, поскольку его следует считать потенциальным тяжелобольным.

Через продолжительное время после электротравмы наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидной железы, половых органов, отмечены различные болезни аллергической природы (крапивница, экзема и др.), а также стойкие органические изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.

Описаны случаи поздних осложнений в виде нервно-психических расстройств (шизофрения, психоневрозы, импотенция), развития катаракт спустя 3-6 месяцев после электротравм. У лиц, побывавших в электрической цепи, возникают в процессе лечения неожиданные кровотечения, не наблюдаемые при обычных травматических повреждениях.

Среди электромонтеров чаще, чем у лиц других профессий, отмечается раннее развитие артериосклероза, эндоартрита, вегетативных и других расстройств. Наблюдения показали, что последствия электротравмы в ряде случаев проявляются через много лет спустя с момента происшествия. Таким образом, действие электрического тока не всегда проходит бесследно и нередко ведет к понижению трудоспособности, а иногда и к хроническим заболеваниям.

Анализ статистических материалов показал, что если принять за 100% возможность возникновения тяжелых последствий, то частота этих последствий распределится в следующей закономерности: в первые десять дней – 30 %; через два месяца – 15 %; через год – 35 %; спустя более двух лет – 20 %.

Исходя из вышесказанного, можно сделать неоспоримый вывод, что руководитель любого предприятия, организации, учреждения, должен обеспечить на своем предприятии максимально эффективные мероприятия по недопущению получения работниками электротравм. Эти мероприятия должны включать в себя создание квалифицированной энергетической службы, проведение необходимых испытаний и измерений, обеспечение работников комплектом инструкций по охране труда, средствами защиты от поражения электрическим током, организацию и проведение медицинских осмотров.

Глава 14. Средства защиты человека

ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

ОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Действие электрического тока на организм человека. Электрический ток используется в настоящее время во всех сферах деятельности человека: производстве, быту, медицине и т.д., как источник энергии, удобный в транспортировке и применении. При всех преимуществах применения электроэнергии нельзя игнорировать опасность электричества для человека.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от других факторов носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое (динамическое) и биологическое действия.

Термическое действие проявляется в нагреве тканей вплоть до ожогов отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие вызывает разложение крови и плазмы, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.

Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма: мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Эти действия условно сводятся к двум основным видам поражений: местным электротравмам и электрическим ударам

Местные электротравмы - это четко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки и метки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током. Он может вызывать судорожное сокращение мышц без потери сознания, с потерей сознания, без поражения или с поражением работы сердца и системы дыхания, а также клиническую смерть. Клиническая, или мнимая, смерть - кратковременное переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. Признаки клинической смерти следующие: остановка сердца и как следствие отсутствие пульса, отсутствие дыхания, кожный покров синевато-бледный, зрачки глаз резко расширены (вследствие кислородного голодания коры головного мозга) и не реагируют на свет, болевые раздражения не вызывают у потерпевшего никаких реакций. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4- 5 минут.

Факторы, обуславливающие исход поражения электрическим током. В целом степень поражения электрическим током определяется количеством поглощенной электрической энергии в органах, тканях и системах при возникновении электрической цепи через тело человека.

Характер воздействия и тяжесть поражения человека зависит от многих взаимосвязанных факторов, таких как сила тока, длительность воздействия тока, сопротивление тела человека, путь прохождения, род (постоянный, выпрямленный, переменный) и частота тока, «фактор внимания», индивидуальные свойства пострадавшего и факторы окружающей среды.

С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции организма: неприятное ощущение, судорожное сокращение мышц и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные, а их минимальные значения принято называть пороговыми.

Как показывают экспериментальные исследования, человек начинает ощущать протекание через него переменного тока частотой 50 Гц силой порядка 0,6- 1,5 мА. Ощутимый ток не вызывает нарушений деятельности организма, поэтому допустимо его длительное протекание через тело человека в производственных условиях.

Если человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с проводниками, то такой ток называют отпускающим. В случаях, когда человек самостоятельно не может освободиться от контакта, возникает опасность длительной судороги. Токи, вызывающие такую реакцию организма, получили название неотпускающих. Пороговые значения неотпускающих переменных токов при частоте 50 Гц лежат в пределах 10- 15 мА. При 25–50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При воздействии этого тока в течение нескольких минут может наступить смерть вследствие прекращения работы легких. Существует зависимость пороговых неотпускающих токов от веса человека и его возраста. Так, при увеличении веса от 50 до 80 кг значение порогового тока возрастает в 1,4- 2 раза.

Ток 50–80 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА в течение 2–3 секунд наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца (фибрилл). Оно останавливается, кровообращение прекращается. Этот ток называется фибрилляционным.

Длительность протекания тока через тело человека влияет на сопротивление кожи, вследствие чего с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, растут последствия воздействия тока на организм.

Допустимые для человека токи оцениваются по трем критериям электробезопасности. Первый критерий - ощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки. Для переменного тока частотой 50 Гц сила его составляет 0,3 мА, а для постоянного - 1 мА. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток. Действие его на человека допустимо при длительности протекания более 1 секунды. Сила отпускающего тока для переменного тока составляет 6 мА, для постоянного - 15 мА. Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно (до 1 с). Предельно допустимые значения переменных токов частотой 50 Гц и напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В в зависимости от длительности воздействия не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.038-82 с изм. от 01.07.88 и приведенных в таблице 14.1.

Таблица 14.1

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U пр. и токов I h ,

протекающих через тело человека, при аварийном режиме

производственных электроустановок напряжением до 1000 В

Знание норм по допуcтимым значениям напряжений прикосновения и токов через тело человека необходимо при разработке способов и средств защиты людей, при оценке условий электробезопасности в действующих электроустановках, при расследовании электротравм.

Электрическое сопротивление тела человека является переменной величиной, зависящей от напряжения прикосновения, от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Полное электрическое сопротивление тела человека имеет активную и ёмкостную составляющие и складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей.

Верхний слой кожи, называемый эпидермисом, и состоящим в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев (дермы) и внутренних тканей человека незначительно (300–500 Ом). При сухой чистой и неповреждённой коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении до 15–20 В, колеблется в пределах (3–100)×10 3 Ом. При увлажнении, а также при ее повреждении (под контактами) сопротивление тела оказывается наименьшим – около 500 Ом, т.е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей тела. Для ориентировочных расчетов сопротивление тела человека считают чисто активным и равным 1 кОм при напряжениях прикосновения выше 50 В, 6 кОм – при напряжениях прикосновения менее 50 В.

Включение в зону действия тока жизненно важных органов человека увеличивает возможность тяжелого исхода. Наиболее опасными являются петли, когда в цепи тока оказывается головной и спинной мозг. Смертельный исход возможен даже при малых напряжениях (12 В), если ток проходит через биологически активные точки тела на шее, висках, голени, плечах, спине и других местах человеческого тела.

При напряжениях до 500 В более опасным является переменный ток, при дальнейшем повышении напряжения опасность постоянного тока быстро нарастает.

При изменении частоты переменного тока от нуля до 100 Гц опасность поражения при одном и том же напряжении увеличивается, достигая максимума в диапазоне 50- 60 Гц, при частоте 200 Гц опасность возникновения фибрилляции снижается в 2 раза, при частоте 400 Гц - более чем в 3 раза.

Токи частотой выше 500 000 Гц не вызывают электрического удара, но они могут вызвать термические ожоги.

Определенное влияние на исход поражения оказывает физическое и психологическое состояние человека. Усталость, подавленное психическое состояние, употребление алкоголя, ряд заболеваний повышают опасность воздействия электрического тока. Поэтому определен перечень болезней, при наличии которых работа в действующих электроустановках не допускается. Обслуживание электроустановок поручается работникам, которые прошли медицинский осмотр и специальное обучение. Большое значение имеет «фактор внимания», ослабляющий опасность тока.

Обычно меньшей опасности подвергаются люди, находящиеся в помещении. Однако, если это помещение производственное, то наличие сырости, токопроводящей пыли, многих видов электрооборудования, агрессивной среды увеличивает опасность поражения электрическим током.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), все помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещения без повышенной опасности - это сухие, непыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами, т.е. в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. К таким помещениям можно отнести офисные помещения, инструментальные кладовые, лаборатории и т.п.

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырости (относительная влажность длительно превышает 75 %) или токопроводящей пыли (угольная, металлическая и т.п.); токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.); высокой температуры (температура воздуха выше +35 С); возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

Примерами помещений с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки зданий с проводящими полами, складские не отапливаемые помещения и т.п.

Особо опасные помещения , характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100 %); химически активной или органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования; одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Особо опасными помещениями является большая часть производственных помещений, в том числе все цехи по ремонту оборудования, мастерские и т.п.

Территории размещения наружных электроустановок (под открытым небом или под навесом) в отношении опасности поражения людей электрическим током приравниваются к особо опасным помещениям

Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т.е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Степень тяжести поражения повышается с увеличением напряжения, силы то­ка, проходящего через человека, времени нахождения под током, температуры и влажности воздуха.

Кроме того, степень тяжести поражения электрическим током зависит от индивидуальных особенностей и состояния организма человека, рода тока, час­тоты переменного тока, схемы подсоединения человека к электросети, диэлек­трических свойств одежды, обуви, пола, помещения и др.

Сопротивление тела человека состоит из внешнего и внутреннего сопро­ тивления. Внешнее сопротивление определяется сопротивлением кожного по­ крова и составляет 60-80 кОм.

Сопротивление внутренних органов - 800-1000 Ом. В расчётах общее сопротивление принимают равным 1000 Ом, т.к. сопротивление кожного по­крова значительно уменьшается при нарушении (царапины, раны, болезнь ко­жи), а также при увеличении влажности, загрязнения.

Главными факторами, определяющими степень опасности воздействия электрического тока на организм человека, являются сила тока, проходящего через тело человека, и род тока.

ТТаблица 1. Воздействие переменного и постоянного тока на организм человека.

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, элек­тролитическое и биологическое действия. Термическое действие выражается в, у ожогах, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое - в разложении крови и других органических жидкостей, что приводит к изменению их физико-химических свойств.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении жи­вых тканей организма, что сопровождается непроизвольными сокращениями мышц, а также нарушением внутренних биоэлектрических процессов, что мо­жет привести к нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения.

Многообразие воздействия электрического тока может привести к раз­личным электротравмам местного и общего характера.

Местные электротравмы - это четко выраженные местные повреждения тканей организма. Различают следующие виды местных электротравм: элек­трические ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия.

Общие электротравмы - это электрический удар различной степени.

Защита от поражения электрическим током при соприкосновении с нето-коведущими частями электрооборудования, оказавшимися под напряжением вследствие нарушения изоляции токоведущих частей, достигается применени­ем защитных отключающих устройств, защитных заземляющих устройств, ин­дивидуальных средств защиты, зануления, малых напряжений и др.

При применении защитных заземляющих устройств безопасность обес­печивается за счёт малого сопротивления заземляющего устройства по сравне­нию с электросопротивлением тела человека. При соприкосновении человека с корпусом заземлённой установки он подсоединяется параллельно с заземляю­щим устройством и имеет значительно более высокое сопротивление, вследст­вие этого через тело человека проходит ток малой величины.

Устройство защитного заземления

Заземляющее устройство - совокупность заземлителей и заземляющих проводников. По расположению заземлителей относительно заземленных кор­ пусов оборудования заземления делятся на выносные (сосредоточенные) и кон­турные (распределительные). " .

Выносное заземляющее устройство (рис. 4) характеризуется тем, что за-землители вынесены за пределы площадки, на которой размещено оборудова­ние, или сосредоточены на некоторой части этой площадки. Заземлители в этом случае размещены сосредоточенно и на некотором отдалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземлённые корпуса находятся вне поля растекания токов и вследствие этого коэффициент прикосновения а = 1. Человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением относительно земли, U np =φ э = U 3

Такой тип заземления применяют в установках напряжением до 1000 В и при малых токах замыкания на землю. Преимуществом такого типа заземления является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим со­противлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и тл.)- Выносное заземле­ние защищает только за счёт малого сопротивления заземления.

Рис.4. Выносное заземление:

а - вид в плане;

б - распределение потенциалов в* поле растекания;

Рис.5. Контурное заземление:

а--вид в плане;

б - распределение потенциалов в поле растекания;

Рис.6. Устройство заземления

Рис.7. Схема органов управления измерителя заземления:

Регулятор установки нуля;

1. Регулятор установки стрелки С вдоль риски 2;

U B -кнопка контроля наличия питания;

К -- кнопка установки нуля;

xl ; х10; х100; х1000 - кнопки переключения цены деления шкалы.

Контурное заземляющее устройство (рис. 5) устроено так, что его оди­ночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой размещено оборудование или по всей площадке по возможности равномерно. В этом случае поля растекания токов накладываются друг на друга и любая точка поверхности земли (поля) внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого коэффициент напряжения прикосновения намного меньше единицы (а « l). Напряжение шага также меньше максимально возможной ве­личины.

Различают заземлители искусственные и естественные, В качестве искус­ственных заземлителей используют стальные круглые и прямоугольные стерж­ни, стальные трубы, угловую сталь. Для горизонтальных электродов использу­ют полосовую сталь сечением не менее 4x12 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

Устройство заземлите ля показано на рис.6. Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0.7-0.8 м, после чего с помощью механизмов забивают заземлитель. расстояние от верхнего конца за-землителя до поверхности земли должно бытьне менее 500 мм. В траншее за-землители соединяют между собой стальной полосой сечением 48-100 мм с помощью сварки.

Сопротивление заземляющего устройства снижается за счет того, что одиночные заземлители соединяются между собой параллельно в группу. Элек­тросопротивление заземлйтеля должно быть постоянным. Допускается болто­вое соединение заземляющего проводника с корпусом электроустановки. Такое соединение защищается от коррозии и самоотвинчивания, при которых воз­можно резкое увеличение сопротивления заземляющего устройства, что недо­пустимо.

В качестве естественных заземлителей можно использовать металличе­ские конструкции зданий и сооружений, арматуру железобетонных конструк­ций, оболочки кабелей, металлические трубопроводы, цистерны (за исключе­нием устройств по транспортировке горючих и взрывоопасных газов).