Несчастные случаи, связанные с опасным воздействием электрического тока на организм человека, происходят при соприкосновении человека с токоведущими частями или же от действия разрядного тока при приближении к токоведущим частям на достаточное для образования разряда расстояние.
Механизм поражения электрическим током весьма сложен и еще недостаточно изучен.
Действие электрического тока на организм человека может быть тепловым (ожоги), механическим (разрыв тканей, растрескивание костей), химическим (электролиз), и биологическим (нарушение функций нервной системы и управляемых ею процессов в живом организме).
При электротравмах могут быть внутренние (электрический удар) или внешние (ожог, металлизация, электрический знак) поражения организма человека.
Наиболее тяжелым видом электротравм являются электрические удары.
Наблюдения и исследования данных об электротравматизме показывают, что решающее влияние на исход электрических травм оказывают следующие факторы:
а) величина поражающего тока, протекающего через тело' человека;
б) напряжение в электроустановках;
в) продолжительность воздействия тока на организм человека;
г) путь прохождения тока;
д) род и частота тока;
е) состояние окружающей среды;
ж) состояние организма человека в момент получения электротравмы.
Величина поражающего тока. До настоящего времени вопрос о том, какая величина тока является опасной и какая смертельно опасной для человека, окончательно не разрешен.
Под безопасным током обычно понимают ток такой величины, который дает возможность человеку самостоятельно оторваться от токоведущих частей. Величина тока зависит от сопротивления тела человека и приложенного к нему напряжения.
Наибольшей величиной отпускающего переменного тока с частотой 50 периодов в секунду можно принять 15—20 ма и наибольшую величину отпускающего постоянного тока можно принять в среднем 60—70 ма.
Примерная зависимость характера воздействия тока на организм человека от его величины, составленная по данным изучения электротравматизма и экспериментов над животными, дана в табл. 24 К
Продолжительность воздействия тока. Длительность воздействия тока на организм человека также имеет большое значение. Установлено, что с увеличением времени действия тока электрическое
Т а б л и ц а 24
Ток, ма |
Характер воздействии |
|
переменный ток 50—60 пер/сек |
постоянный ток |
|
0,6-1,5 |
Начало ощущения, легкое дрожание пальцев |
Не ощущается |
2-3 |
Сильное дрожание пальцев рук |
Не ощущается |
5-7 |
Судороги в руках |
Зуд, ощущение нагрева |
8-10 |
Руки трудно, но еще можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук и руках |
Усиление нагрева |
20-25 |
Руки парализуются немедленно, оторвать от электродов невозможно. Очень сильные боли. Затрудняется дыхание |
Еще большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук. |
50-80 |
Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца |
Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднение дыхания |
90-100 |
Паралич дыхания. При длительности 3 сек. и более паралич сердца — остановившееся трепетание желудочков |
Паралич дыхания |
сопротивление тела человека уменьшается. Следовательно, с увеличением длительности воздействия тока, величина тока, проходящего через тело человека, возрастает; поэтому чем дольше человек находится под током, тем более тяжелыми получаются последствия.
Путь прохождения тока. Путь прохождения тока в организме, повидимому, также оказывает влияние на исход электротравм. В настоящее время считается установленным, что с увеличением пути прохождения электрического тока через организм тяжесть исхода несчастного случая возрастает.
В связи с тем, что прохождение электрического тока через тело человека вызывает различные сложные патологические процессы ii организме человека, вопрос о влиянии пути прохождения тока на исход электротравм не является окончательно решенным.
Род и частота тока. Изучение воздействия переменного и постоянного тока на организм человека показывает, что опасность переменного тока для возникновения электротравмы выше опасности постоянного тока при низких напряжениях.
Изучение влияния тока различной частоты на организм человека показывает, что опасность поражения током с увеличением частоты уменьшается.
Установлено, что наиболее опасными для человека частотами являются частоты 50—60 гц, и что значительное увеличение частоты тока снижает опасность поражения.
Опыт эксплуатации высокочастотных генераторов показывает, что с точки зрения поражения организма электрическим ударом токи высокой частоты не представляют опасности поражения организма, по они при прикосновении к токоведущим частям вызывают ожоги.
Состояние человека в момент электротравмы. Различный состав тканей человеческого тела является причиной различного сопротивления электрическому току. Удельное сопротивление тела человека, когда кожный покров находится в сухом состоянии, составляет от 40 000 до 100 000 ом, причем свыше 90% этого сопротивления приходится па кожный покров. Однако сопротивление наружного слоя кожного покрова не остается величиной постоянной, а меняется в весьма широких пределах и зависит: а) от влажности и чистоты кожи, б) от величины поверхности и плотности контакта, в) от величины тока и продолжительности прохождения его через тело человека; г) от величины приложенного напряжения.
В случае увлажнения наружного кожного покрова и загрязнения выделениями потовых желез или токопроводящей пылью, эмульсией и т. п. его удельное сопротивление может снизиться до 1000 ом.
Удельное сопротивление кожного покрова тем меньше, чем больше площадь соприкосновения с контактами. Здесь мы наблюдаем те же условия, что и в любом проводнике электрического сока (изменение плотности тока).
Электрический ток, протекающий через тело человека, вызывает нагрев кожного покрова, увеличивает потовыделение. Выделение тепла при прохождении тока через проводник тем больше, чем больше величина тока и чем больше времени он протекаем но проводнику. Нагрев и потовыделение ведут к резкому снижению электрического сопротивления кожного покрова. Так, например, по данным наблюдений, если сопротивление тела человека при токе в 0,1 ма 500 000 ом, то при токе 10 ма оно снижается до 8000 ом.
Большое влияние на сопротивление кожного покрова при прочих равных условиях оказывает величина приложенного напряжения. Чем выше приложенное напряжение, тем больше опасность поражения; это можно объяснить тем, что наряду с другими явлениями может наступить явление пробоя диэлектрика.
Безопасное напряжение. Опасность действия электрического тока зависит от ряда условий: состояния человека, продолжительности действия, рода и частоты тока, величины приложенного напряжения. Следовательно, определить заранее величину тока, который может пройти через человека при определенных условиях, практически нет возможности. Поэтому, для определения безопасных условий, обычно на практике ориентируются не на величину поражающего тока, а на величину допустимого напряжения, тем более, что напряжение в той или иной, сети практически можно считать постоянным.
В СССР в зависимости от окружающих условий регламентируются величины безопасных напряжений 36 и 12 в, за исключением электросварочных установок дуговой сварки, где допускам ся напряжение до 65 в.