Действие электрического тока на организм человека

Воздействие электрического тока на организм человека

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.

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

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 в 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, но 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.

С.Филин, 2014

От чего зависит степень поражения

Поражение электрическим током от одного и того же источника на разных людей может воздействовать с отличающейся степенью тяжести, поскольку оно зависит не только от мощности и силы напряжения, но и от индивидуальных особенностей конкретного человека.

Вид, сила и напряжение электротока

Напряжение электрического тока напрямую влияет на результат удара током и его последствия. Чем выше напряжение, тем серьезнее последствия.

Различают:

  • низкое напряжение (до 1000 В);
  • высокое напряжение (свыше 1000 В).

Для поражения током достаточно напряжения всего в 100 – 200 В, при этом у человека могут возникать мышечные спазмы, потеря сознания. Ток с более высоким напряжением приводит к серьезным травмам органов и ожогам, а иногда и к летальному исходу.

Поражение высоковольтным током может происходить бесконтактно (электрическая дуга, через токопроводящие поверхности при шаговом напряжении).

Сила тока характеризует заряд, идущий через токопроводящую поверхность за определенный промежуток времени. Человеческий организм способен ощущать ток силой от 1 мА и выше. При этом, чем выше сила тока, тем сложнее разорвать физический контакт с источником тока.

Выделяют 2 основных вида электротока: переменный и постоянный. Наиболее опасным считается поражение переменным током. Он характеризуется частотой (периодом колебаний), и при низкочастотном ударе (до 60 Гц, используется в быту) намного ощутимее воспринимается человеком.

Поэтому предельно допустимый безопасный порог силы воздействия тока на организм при постоянном виде колеблется в пределах 10 – 50 мА, а при переменном – всего лишь до 10 мА. Превышение этих показателей сопровождается сильными судорогами, нарушением или остановкой дыхания и сердечной деятельности.

Продолжительность контакта с источником электроэнергии

Длительность нахождения организма под воздействием электрического тока напрямую влияет на тяжесть электротравмы.

Чем дольше происходит контакт с источником, находящимся под напряжением, тем больше вероятность того, что поражение произойдет в период фазы Т сердечного цикла (когда мышцы из напряженного состояния переходят в расслабленное). В данном случае возможна фибрилляция сердца и летальный исход.

Превышение допустимых безопасных показателей воздействия переменного и постоянного тока или достижение их критических величин (10 мА и 50 мА соответственно) при прямом контакте приводит к невозможности разжатия рук и освобождению от источника электрического тока.

Длительный контакт может происходить не только в результате соприкосновения с источником поражения, но и бесконтактно (например, при растекании тока по полу в результате обрыва высоковольтных проводов).

Путь тока по организму

Электрический ток может проходить по организму разным путем, который называют петлями потока.

Его движение от точки входа до точек выхода зависит от напряжения:

  • при высоком – ток преодолевает кратчайший путь через тело;
  • при низком – движение происходит по пути наименьшей сопротивляемости тканей (через кровь, мышцы, слизистые оболочки и нервные окончания).

Петля может проходить по одному из вариантов:

  • рука – рука (верхняя);
  • рука – нога;
  • рука – обе ноги;
  • голова – рука;
  • нога – нога (нижняя);
  • голова – нога;
  • голова – обе ноги;
  • рука + нога – рука + нога (полная петля).

Первый и последний вариант считаются самыми опасными, поскольку электрический ток проходит через сердце. Особую угрозу представляет петля, проходящая через голову и затрагивающая мозг.

Физиологическое состояние человека

На степень поражения электрическим током влияют общие показатели здоровья человека.

Наибольшей чувствительностью к электротравмам обладают люди:

  • имеющие заболевания сердечно-сосудистой и нервной системы;
  • с выраженными симптомами переутомления;
  • страдающие хроническими болезнями органов дыхания, эндокринной и нервной системы, кожи, сердца;
  • получившие тепловой удар;
  • имеющие признаки истощения.

Факторы внешней среды

На силу воздействия электрического тока на организм могут оказывать влияние факторы извне:

  • высокая температура воздуха (свыше + 25 С);
  • пониженное атмосферное давление (менее 740 мм);
  • влажность воздуха более 75 %;
  • наличие электрического или магнитного поля;
  • близость токопроводящих проводников;
  • наличие химических веществ и едких газов, нарушающих целостность изоляционных оболочек источников тока.

Чем опасен постоянный ток

Постоянный электроток протекает от одного полюса цепи к другому без изменения направления. Классическим его примером в электротехнике может служить питание потребителей от аккумуляторных батарей.

Он считается менее опасным, поскольку при действии на человека вызывает спазм. Спазм проходит после снятия напряжения, что позволяет снизить вероятность критических последствий для здоровья.

Однако говорить о безопасности можно только при малых значениях постоянного напряжения. Чем выше величина напряжения, тем сильнее проявляется опасность. При напряжении, превышающим значение 500 В, постоянный электроток может оказываться опаснее переменного.

Особенностью воздействия при высоком вольтаже является более сильный отбрасывающий эффект, чем при переменном напряжении. Это может становиться причиной падения и травмирования с серьезными последствиями для здоровья и даже с летальным исходом.

Какие причины влияют на последствия после удара током

Есть несколько маршрутов движения тока по телу. В зависимости от этой схемы и определяется электрокардиограмма, которая определяет печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда.

Воздействие тока

Обратите внимание! Такие данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями и анализами. Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения

Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной»

Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения. Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной».

Нарушение работы систем организма

Даже после давнего случая были случаи, когда у пострадавшего начинал развиваться диабет, заболевание щитовидки и половой системы. Также могут возникнуть болезни-аллергии, стойкие негативные изменения в работе сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.

В истории зафиксированы случаи запоздалых осложнений. В основном это были проблемы с психикой (шизофрения, психоневрозы). На протяжении нескольких лет (месяцев) после случая у некоторых людей развивались катаракты. У потерпевших, которые побывали в электрической цепи, часто возникают неожиданные кровотечения еще в момент лечения.

У людей, работа которых сопряжена с электрическим током, наблюдается развитие таких хронических заболеваний:

  • Сверх ранний артериосклероз.
  • Эндартериит.
  • Расстройства вегетативной системы.

Удар током

Последствия старых электротравм в большем количестве случаев проявляются через много лет с момента происшествия. Получается, что действие электротока не бесследно. Это зачастую ведет к понижению трудоспособности, угнетению функций организма, приобретению хронических заболеваний. Такая сущность воздействия электрического тока на организм человека имеет статистические показания. В первый месяц у 30 % пострадавших уже происходит проявление результатов, у 15 % это происходит через полгода.

Первая помощь

Охрана труда, ее положения и нормативы регулируют алгоритмы действий, при соблюдении которых аварийных ситуаций возникать не должно, но никто от этого не застрахован. Поэтому каждый работник производства, да и любой человек должен знать, какие первичные действия он обязан осуществить, чтобы безопасно и быстро устранить проблему.

Первая помощь при ударе током

В первую очередь, если замечено, что посторонний человек находится под воздействием электрического тока, нужно определить его источник. Не стоит сразу подбегать к пострадавшему, так как без надежной индивидуальной защиты можно не только не помочь, но и оказаться на его месте. На руки нужно надеть диэлектрические перчатки, если их нет, то можно использовать сухую древесину, так как она не является проводником.

Затем, если известен источник питания, его необходимо отключить, используя автомат в исходном щитке

Понять то, что питание отключено, можно, обратив внимание на сокращение мышц пострадавшего, они должны или полностью прекратиться, или значительно снизиться

Далее необходимо оттащить человека на расстояние от проводника

Если он находится в бессознательном состоянии, то эвакуировать его нужно с особой осторожностью, так как не понятно, какие органы у него повреждены, возможно, имеются вывихи и переломы. Лучше всего это делать нескольким людям, используя подручные средства

После обеспечения безопасности пострадавшего можно приступать к реанимационным действиям, которые направлены на восстановление дыхательной функции и нормального сердцебиения. В первую очередь, к ним относятся непрямой массаж сердца и искусственное дыхание, которые проделываются в соотношении 4 к 1.

Искусственное дыхание

Важно! Прежде чем приступать к перечисленному алгоритму, необходимо вызвать скорую медицинскую помощь, чтобы до ее приезда оставалось меньше времени. Если на теле пострадавшего имеются какие-либо внешние признаки повреждения, например, разрывы ткани, переломы и ожоги, устранять их нужно только после того, как человек придет в сознание, или хотя бы восстановятся первичные признаки жизни, дыхание и сердцебиение

Не стоит терять времени на перевязки и наложение шин, если не проведены достаточные реанимационные действия, иначе жизненно важные органы, такие как сердце и мозг, утратят свои функции, и человек умрет

Если на теле пострадавшего имеются какие-либо внешние признаки повреждения, например, разрывы ткани, переломы и ожоги, устранять их нужно только после того, как человек придет в сознание, или хотя бы восстановятся первичные признаки жизни, дыхание и сердцебиение. Не стоит терять времени на перевязки и наложение шин, если не проведены достаточные реанимационные действия, иначе жизненно важные органы, такие как сердце и мозг, утратят свои функции, и человек умрет.

Если пострадавший находится в сознании и его функции в пределах нормы, то можно приступать к устранению наружных повреждений. В первую очередь, при наличии кровотечения его нужно локализовать и остановить, для чего накладывается давящая повязка и резиновый жгут. В зависимости от характера кровотечения, венозное оно или артериальное, то и жгут накладывает выше или ниже раны.

Открытый или закрытый перелом необходимо зафиксировать шиной.

Важно! Если нет достаточного опыта или медицинского образования, не стоит пытаться самостоятельно вправить вывихи или переломы, так как неправильные действия могут значительно ухудшить состояние больного. Таким образом, обладая достаточными знаниями о природе возникновения электрического тока и возможных травм при прямом контакте с ним человека, можно избежать пагубных последствий при аварийной ситуации

Данные нормативы изучаются при прохождении инструктажа по технике безопасности по нормам технадзора на каждом предприятии, где работы осуществляются с использованием электроинструмента, или они связаны с монтажом линий электропередач

Таким образом, обладая достаточными знаниями о природе возникновения электрического тока и возможных травм при прямом контакте с ним человека, можно избежать пагубных последствий при аварийной ситуации. Данные нормативы изучаются при прохождении инструктажа по технике безопасности по нормам технадзора на каждом предприятии, где работы осуществляются с использованием электроинструмента, или они связаны с монтажом линий электропередач.

Симптомы

Признаки поражения электрическим током и степень тяжести функциональных расстройств могут варьировать в чрезвычайно широком диапазоне и зависят от напряжения, силы и характера тока, длительности его воздействия и путей прохождения, уровня сопротивления кожи и других условий.

К местным признакам относятся электроожоги, которые в зависимости от глубины поражения тканей подразделяют на 4 степени:

  • 1 степень – характеризуется повреждением эпидермиса и проявляется покраснением и появлением знаков (электрометок) тока;
  • 2 степень – визуально определяемая отслойка эпидермиса и образование безжидкостных пузырей;
  • 3 степень – процесс коагуляции распространяется на всю толщину кожи;
  • 4 степень – поражаются нервные волокна, сухожилия, кровеносные сосуды, мышечная и костная ткань.

Отличительной особенностью электроожога является его появление в местах входа тока и наличие импрегнации металла в кожу, которая, в зависимости от вида проводника, приобретает различную окраску: от серо-желто-коричневой при контакте кожи со свинцом до зеленоватой – при ее контакте с латунью.

Характерно отсутствие боли или незначительная болезненность ожогов. Их особенностью является распространение процесса распада и отторжения за границы первоначального поражения, частые осложнения в виде кровотечений, обусловленные их «хрупкостью» и склонностью к разрыву из-за нарушения сосудистых стенок электротоком. Позже, может развиваться некроз кожи и подкожных тканей, захватывающий кость. При обширном поражении мышц развивается протеолиз и происходит всасывание продуктов распада тканей организма, что и обуславливает травматический токсикоз. При заживании могут образовываться грубые рубцовые деформации и развиваться контрактуры.

Общие признаки определяются степенью тяжести поражения током:

  • I степень — тоническое сокращение мышц, возбуждение, сознание сохранено, артериальная тахикардия, невыраженная гипертензия.
  • II степень — сопор, выраженная артериальная гипертензия, нарушение сердечного ритма и дыхания.
  • III степень — ларингоспазм, коматозное состояние, аритмия.
  • IV степень — клиническая смерть.

Общие проявления при поражении электротоком проявляются судорожным синдромом, изменениями психики, нарушениями функции дыхательной, центральной/периферической нервной и сердечно-сосудистой систем, различных внутренних органов, изменениями в крови, снижением проницаемости сосудов. Субъективные ощущения в месте прикосновения к проводнику могут быть различными: ощущение зуда, толчок, жгучая боль, дрожь. Как правило, возникает судорожное сокращение мышц.

Характерной особенностью действия электротока является тетанический спазм дыхательных мышц и ларингоспазм, вызывающий афонию, что и обуславливает невозможность пострадавшего человек позвать на помощь. В большинстве случаев при незначительной силе тока появляется моторное возбуждение. При большей мощности тока около 70% пострадавших теряют сознание, и значительная часть пострадавших приходит в себя без каких-либо специальных мероприятий сразу после отключения от сети. Потеря сознания на длительный срок характерна при прохождении электротока через структуры головного мозга.

Объективно отмечается холодный пот, синюшность губ, бледность кожных покровов, чувство усталости/разбитости, вялость, апатия, тяжесть во всем теле, адинамия, общее угнетение/возбуждение, возможна истерия и ретроградная амнезия. При поражении током отмечаются изменения со стороны ЦНС и структур спинного мозга — длительное апноэ, головная боль, повышение внутричерепного давления, светобоязнь, симптом Кернига.

Реже — субарахноидальные кровоизлияния, острая мозжечковая атаксия, очаговые поражения головного/спинного мозга, паркинсонизм, посттравматическая энцефалопатия. При поражении не высоким напряжением — снижение чувствительности, трофические расстройства.

Характерны распространенный сосудистый спазм, деструкции стенок кровеносных сосудов, тромбообразование, расстройства микроциркуляции, некроз сосудов. В периферической крови отмечается лейкоцитоз, реже, изменения лейкоцитарной формулы. При тяжелых поражениях могут появляться расстройства дыхания, вплоть до его остановки, отек легких, травматическая эмфизема, поражения печени, поджелудочной железы, кишечника, почек. При прикосновении к проводнику головой или воздействии вольтовой дуги вблизи лица отмечаются: неврит зрительного нерва, хореоретиниты, катаракты.

Опасная для жизни человека сила тока

Электричество может оказывать разное воздействие. При малой силе электрического тока это оно может быть абсолютно незаметным или доставлять только легкие дискомфортные ощущения. Если же эта величина составляет амперы, то действие тока будет опасным до летального исхода. Оценить последствия возможного действия каждого из двух видов электричества с разной силой тока (амперажом) можно по данным таблицы:

Значение силы тока, мА (миллиампер) Характер действия электротока
Постоянный Переменный
0,6-1,5 мА не проявляется слабый зуд и покалывания
2-3 мА не проявляется появляются небольшие судороги
5-7 мА возникает минимальная гипертермия кожи и легкое покалывание усиливаются судороги, появляются болезненные ощущения
8-10 мА становятся более интенсивными покалывания и гипертермия боль усиливается, пострадавший еще в состоянии освободиться от действия тока своими силами
20-25 мА помимо усиливающейся гипертермии и покалываний, появляются небольшие судороги затрудняется дыхание, наступает паралич конечностей, пострадавший не имеет возможности освободиться своими силами
50-80 мА сильная гипертермия кожи, судорожные сокращения мышц, затрудненное дыхание появляется аритмия, наступает паралич дыхательной мускулатуры
90-100 мА наступает паралич дыхательных мышц, способный привести к смерти Смертельная сила тока. На 3 секунде действия развивается фибрилляция сердечных желудочков, наступает остановка дыхания, спасение возможно только при экстренной реанимации

Данные таблицы наглядно демонстрируют, что наиболее опасен для людей переменный электрический ток.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.


Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.


Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

  • постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
  • изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
  • временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector