Электрический ток. Общие закономерности его воздействия на человека

Вероятно проявление опасности и при использовании человеком технических устройств на производстве и в быту, электрические сети и приборы, станки, ручной инструмент и т.д. Возникновение таких опасностей связано как с наличием неисправностей, так и с неправильными действиями человека при их использовании. Уровни возникающих при этом опасностей определяются энергетическими показателями технических устройств. К наиболее распространенным и обладающим достаточно высокими концентрациями или энергетическими уровнями относятся вредные производственные факторы: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные и пониженные параметры атмосферного воздуха, недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физический труд и др.

Электрический ток - упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц; если ток создаётся отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц. Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие. [13]

Термическое воздействие тока характеризуется нагревом кожи и тканей до высокой температуры вплоть до ожогов.

Электролитическое воздействие заключается в разложении органической жидкости, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей и сопровождается судорожными сокращениями мышц.

Световое действие приводит к поражению слизистых оболочек глаз.

При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в зоне действия электромагнитного поля или непосредственно соприкоснуться с находящимися под напряжением проводниками электрического тока. В этом случае ток проходит по телу человека, в результате чего может произойти нарушение жизненных функций (потеря сознания, остановка дыхания или прекращение работы сердца). [2]

Одной из особенностей поражения электрическим током является отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств: увидеть, услышать, обонять и т.д. В большинстве случаев человек включается в электрическую сеть либо руками (путь тока “рука-рука”), либо рукой и ногами (путь тока “рука-ноги”). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие.

Тяжесть исхода электротравм является второй особенностью поражения электрическим током. Временная потеря трудоспособности при электротравмах, как правило, продолжительна. Так, при поражении в сетях напряжением 220/380 В она составляет в среднем 30 дней.

Третья особенность поражения человека электрическим током заключается в том, что токи промышленной частоты 10-25 мА способны вызывать интенсивные судороги мышц. В результате наступает так называемое “приковывание” человека к токоведущим частям. Пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же протекание тока такой величины может привести к тяжелым последствиям.

Воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При работе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока. В этом состоит четвертая особенность поражения электрическим током. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает биологическое, тепловое, механическое или химическое воздействие. Биологическое воздействие заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое - в его способности вызывать ожоги, механическое - приводить к разрыву тканей, а химическое - к электролизу крови. [1]

Оценивать опасность воздействия электрического тока на человека можно по ответным реакциям организма. С увеличением тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции. Это прежде всего ощущение, далее судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного тока и болевой эффект для постоянного) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные. Ток до 1 мА частотой 50 Гц практически не ощущается более чем половиной людей - неощутимый ток. Он не представляет опасности, поэтому допустимо его длительное протекание через тело человека в производственных условиях. Увеличение тока приводит к появлению ощущения, а в дальнейшем и судороги мышц конечностей. Ток, вызывающий при прохождении через тело ощутимые раздражения, называют ощутимым. [7]

Безопасным ток является только в том случае, если человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с электродами. Такой ток принято называть отпускающим. В случаях, когда человек самостоятельно не может освободиться от контакта, возникает опасность длительной судороги. Ток, вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называют неотпускающим. Неотпускающий ток 10-25 мА обычно не представляет непосредственной опасности для жизни людей, если его воздействие будет прекращено достаточно быстро. Однако, учитывая, что человек самостоятельно освободиться от контакта с токоведущими частями не может, а длительное воздействие приводит к нарушению дыхания, неотпускающий ток следует отнести к опасным. Ток 30-50 мА приводит к нарушению дыхания, потере сознания, затрудняет работу сердца. [17]

При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может произойти беспорядочное, некоординированное (фибрилляционное) сокращение отдельных волокон сердечной мышцы. Ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца, называют фибрилляционным. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызывающий его, является смертельным. Минимальные значения токов, способных вызвать ту или иную ответную реакцию организма, принято считать пороговыми. Так, минимальное значение тока, вызывающего фибрилляцию сердца, является пороговым значением фибрилляционного тока.

Опасность фибрилляции возникает при протекании тока по области грудной клетки. [11] При прохождении тока по пути “нога-нога” такая опасность практически отсутствует.

Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности. Первый критерий - неощутимый ток (I = 0,6 Ма), который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток (I = 6 мА). Действие такого тока на человека допустимо, если длительность его протекания не превышает 30 с. Третьим критерием является неотпускающий ток, не превосходящий пороговое значение фибрилляционного тока и действующий кратковременно (до 1 с). Значения неотпускающего тока в зависимости от длительности воздействия могут быть приняты следующими: при 1 с - 50 мА, при 0,7 с - 70 мА, при 0,5 с - 100 мА, при 0,2 с - 250 мА, при 0,1 с - 500 мА, при 0,08? 0,01 с - 650 мА. [1]