Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, но по числу случаев со смертельным исходом занимает одно из первых мест. Из каждых 100 расследованных случаев, связанных с электрическим током, 90 заканчиваются летальным исходом. Вот почему обслуживание-электрических установок относят к работам, выполняемым в условиях повышенной опасности. Опасность поражения электрическим током усугубляется еще и тем, что пострадавший не может сам оказать себе помощь.
Действие электрического тока на человека носит сложный и разнообразный характер. При замыкании электрической цепи через организм человека ток оказывает термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействие.
Термическое действие тока проявляется в виде ожогов как наружных участков тела, так и внутренних органов, в том числе кровеносных сосудов и нервных тканей. Электроожоги излечиваются значительно труднее и медленнее обычных термических, сопровождаются внезапно возникающими кровотечениями, омертвением отдельных участков тела.
Основным поражающим фактором является сила электрического тока, проходящего через тело человека.
Ток 100 мА (0,1 А) считается смертельным, так как происходят немедленная остановка сердца и паралич дыхания.
Тело человека имеет участки, особенно уязвимые к воздействию электрического тока, так называемые акупунктурные точки. Их электрическое сопротивление всегда меньше других зон тела. Наиболее уязвимыми являются тыльная часть кисти, рука на участке выше кисти, шея, висок, спина, передняя часть ноги, плечо.
Электролитическое действие тока вызывает электролиз крови и лимфатической жидкости, в результате чего нарушается их химический состав и ткани организма в целом.
Биологическое воздействие выражается в раздражении живых тканей организма. Электрический ток нарушает действие биотоков, управляющих внутренним движением ткани, вызывает непроизвольное, противоестественное судорожное сокращение мышц сердца и легких.
Механическое действие тока, на организм является причиной электрических травм. Характерными видами электротравм являются ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия, разрывы тканей, вывихи суставов и переломы костей.
Электрические знаки представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и их лечение заканчивается благополучно.
Разрывы тканей, вывихи суставов и переломы костей могут произойти в результате резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока или при падении вниз при выполнении работ на электроустановке, расположенной на высоте.
Исход поражения электрическим током во многом зависит от индивидуальных особенностей человека. Установлено, что здоровые и физически крепкие люди легче переносят воздействие электрического тока, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к току обладают лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции и др. Состояние возбуждения нервной системы, депрессии, утомления, опьянения способствует более тяжелому исходу электротравматизма.
Действие электрического тока не всегда проходит бесследно, возможны отдаленные последствия электротравмы. Наблюдались случаи развития диабета, заболеваний щитовидной железы, половых органов, органического изменения сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринного расстройства.
Воздействие электрического тока на организм человека
Первые упоминания об электричестве, относятся к IV веку до нашей эры в трудах греческого философа Аристотеля, а в V веке д. н. э., ученый Фалес Милетский упоминал об этом явление в своих трудах. В дальнейшем, вплоть до 17 века в истории человечества не зафиксированы упоминания об электричестве. В конце 18-го века впервые упоминается о влиянии электрического тока на человеческий организм, но в то время ученые еще мало знали о том какую опасность представляет ток для человека.
Основные понятия
Электрический удар – возбуждение живых тканей организма протекающим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
Формула 1 – Расчет силы тока.
Как мы знаем, по степени электропроводимости все вещества делятся на 3 вида (Рисунок 1)
Рисунок 1 – Типы веществ по электропроводности
Человеческое тело довольно хорошо проводит электрический ток, а ток проходя через наш организм при превышении определенно его значения способен вызывать различные неприятные последствия, вплоть до летального исхода. Величина тока проходящего через тело попавшего под напряжение, зависит в первую очередь от величин напряжения и сопротивления организма. Сопротивление организма складывается из внутреннего – внутренние ткани, сосуды, и внешнего – кожа.
Внутреннее сопротивление у всех людей относительно мало, и составляет примерно 1000 Ом. Причем если кровь, мышечная ткань, костный и головной мозг имеют удельное сопротивление всего лишь 0,5–1 Ом/м, то сопротивление жира, костей, сухожилий и хрящей достигает 3-20 кОм/м. Сопротивление же чистой сухой кожи может достигать 100 кОм, как раз оно и определяет общее сопротивление тела человека.
Сопротивление человека зависит от многих факторов:
В среднем, общее сопротивление средне-статического человека составляет 50 кОм, оно у всех людей разное, может меняться со временем, в течение жизни, и даже в течении суток и зависит не только от физического состояния кожи, но и от психоэмоционального состояния человека. Прикоснувшись к неизолированному проводнику электрического тока, человек сам становиться «элементом» электрической цепи, и ток протекая через организм оказывает на него специфическое действие.
Характер и последствия воздействия на человека
Характер и последствия опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:
Величина и тип протекающего тока является главным фактором от которого зависит исход его воздействия на организм человека (или животного).
По степени воздействия на человека от величины ток делится на три пороговых значения:
В таблице 1 приведены различные реакции организма человека на электрический ток в зависимости от его силы и типа.
Таблица 1 – воздействие электрического тока на человека в зависимости от пороговые значения и типа (постоянного и переменного)
Переменный ток 50 Гц
Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку
Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом
Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами. Руки, как правило, можно оторвать от электродов
Усиление ощущения нагрева
Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов
Усиление ощущения нагрева
Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов.
Еще большее усиление ощущения нагрева кожи.
Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено
Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц
Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания
Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта
Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца
Паралич дыхания при длительном протекании тока
То же действие за меньшее время
Как видно из таблицы 1, переменный ток более опасен чем постоянный. Тем не менее, даже небольшой, ниже порога ощущения постоянный ток, дает сильные удары способные вызвать судороги мышц. А при значении напряжения выше 500 В уже опаснее постоянный ток так как он обладает большой «липучестью» и от него практически невозможно самостоятельно освободиться.
Типы поражения электрическим током
В зависимости от того, какой наступает исход от электроудара, выделяют 5 типов:
Также, большое значение имеет и путь, по которому проходит ток через организм т.е. какими частями тела человек касается токопроводящей части. Чаще всего люди «включаются» в электрическую цепь таким образом, что ток проходит по петлям: «рука-ноги», «рука-рука», «нога-нога», «рука-голова», «ноги-голова».
Наибо̀лее опасны петли прохождения, при которых ток проходит через самые важные жизненные органы: сердце, головной мозг, спинной мозг которые к тому же имеют наименьшее электрическое сопротивление в организме и соответственно пропускают через себя бо̀льшее значение силы тока. Отсюда напрашиваются очевидные выводы что наиболее опасные петли «рука-рака» и пути проходящие через голову, а путь «нога-нога» наименее опасный, но тем не менее это не так, так как при этом возникает шаговое напряжение, ноги парализуются – человек оказывается в лежачем состояние и поражение током наносится всему организму.
Есть два варианта подключения организма к электрической цепи:
Где, а – сеть с изолированной нейтралью; б – сеть с глухозаземленной нейтралью.
Двухфазное подключение самое опасное, так как в этом варианте ток зависит только от напряжения и сопротивления человека (формула 1) и будет иметь максимальное значение чем при однофазном подключение (см. рис 3).
Формула 2 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с изолированной нейтралью.
При расчетах принимается наименьшее сопротивление (при сильном опьянении, с мокрой или поврежденной кожей);
С учетом что сопротивления пола-обуви-изоляции имеют на порядки большие значения чем сопротивление человека – то и протекающий при таком варианте ток через человека гораздо слабее и менее опасный чем при 2х фазном подключении.
В аварийном режиме (см. рисунок 3б) когда одна из фаз коротит на корпус или уходит в землю, или происходит касание в месте с поврежденной изоляцией – человек может оказаться под полным линейным напряжением, ток проходящий через организм в таком случае рассчитывается по формуле 3:
Формула 3 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение в аварийном режиме.
Величина тока при однофазном подключении человека к сети с заземленной нейтралью рассчитывается по формуле 4.
Формула 4 – Сила тока, проходящего через человека при однофазном подключение с заземленной нейтралью.
Виды воздействия электрического тока на организм человека
По типу воздействия на человеческий организм электричества выделяют следующие виды:
Основные виды поражения в результате воздействия электрического тока
Электрические ожоги— самая распространенная электротравма, возникает в результате локального воздействия тока на ткани. Ожоги бывают двух видов — контактный и дуговой. Контактный ожог является следствием преобразования электрической энергии в тепловую и возникает в основном в электроустановках напряжением до 1 000 В. Дуговой ожог обусловлен воздействием электрической дуги, создающей высокую температуру. Дуговой ожог возникает при работе в электроустановках различных напряжений, часто является следствием случайных коротких замыканий в установках выше 1000 В и до 10 кВ или ошибочных операций персонала. Поражение возникает от перемены электрической дуги или загоревшейся от нее одежды.
Электрические знаки– пятна серого или бледно-желтого цвета, образующиеся на коже. Происходит как бы омертвление верхнего слоя пораженного участка кожи и ее затвердевание наподобие мозоли. Обычно электрические знаки безболезненны и при лечении бесследно исчезают. Знаки после поражения током появляются приблизительно у 11-20 % пострадавших.
Металлизация кожи– проникновение в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении и разбрызгивании в случае образования электрической дуги. Металл может проникнуть в кожу также вследствие электролиза в местах соприкосновения человека с токоведущими частями. Возникает приблизительно у каждого десятого пострадавшего. С течением времени пораженный участок кожи регенерирует и приобретает нормальный вид и эластичность. Однако, при поражении глаз, лечение бывает безрезультатным и в результате травмы наступает слепота.
Электроофтальмия– воспаление наружных оболочек глаз в результате воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги. Характерные проявления болезни: слезотечение, частичное ослепление и светобоязнь; боль в глазах продолжается обычно несколько дней.
Механические поврежденияпроявляются под действием тока непроизвольным судорожным сокращением мышц. Это может привести к разрыву кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей. Такие травмы возникают при контакте с напряжением ниже 380 В, когда человек не теряет сознания и пытается самостоятельно освободиться от источника тока.
Основные причины поражения электрическим током
Самые частые причины по которым люди оказываются под действием электротока следующие:
Предугадать электротравмы трудно, так как электричество невидимо, не имеет запаха. И хотя электротравматизм на производстве случается гораздо реже других видов травм – но находиться на первом месте по тяжести и по количеству смертельных исходов от них. К сожалению немалая часть несчастных случаев происходит из-за несоблюдения правил безопасности при работе с электроустановками, а также недостаточной квалификации работников.
Очень важно в организациях проводить периодические инструктажи и объяснять работникам об опасности электрического тока, рассказывать о безопасных способах работы с электроустановками, обучать оказанию первой помощи пострадавшим.
Как воздействует электрический ток на организм человека. Специфика поражающего действия электротока
Действие электрического тока на организм человека
Ток, в отличие от других опасных сред, не обладает цветом, запахом, невидим.
Электрический ток оказывает следующие виды воздействия на организм человека: термическое, электролитическое, биологическое. Рассмотрим каждое из этих воздействий более подробно.
Термическое воздействие заключается в ожогах участков тела, нагреве сосудов и нервных окончаний. Этот вид действия называют еще тепловым. Потому что тепловая энергия, полученная из электрической образует ожоги.
Электролитическое воздействие приводит к разложению крови и других жидкостей в организме посредством процесса электролиза, что вызывает нарушения в физико-химическом составе этих жидкостей. Суть повреждений сводится к молекулярному уровню – загустевание крови, изменение заряда белков, паро- и газообразование в организме.
Биологическое воздействие электротока на организм сопровождается раздражением и возбуждением органов. Это вызывает судороги, сокращения.
В случае с сердцем и легкими это воздействие может привести к летальному исходу по причине прекращения деятельности органов дыхания и сердца.
Биологическое воздействие вызывает механические повреждения органов, суставов человека. Также механические повреждения может вызвать падение человека с высоты из-за воздействия электрического тока.
Биологическое и механическое воздействия
Степень поражения может быть разной и накладывает свой отпечаток на живые ткани. Ток может оставлять термический, электролитический, механический и биологический «отпечаток». Обычно выделяют именно последние 2-е категории.
Механическое, или как его еще называют динамическое, влияние электротока определяется расслоением и разрывом разных тканей. Этому подвержена в основном мышечная и легочная ткань, стенки сосудов кровеносной системы. Это случается под действием электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара от перегретой тканевой жидкости и крови.
Биологическое воздействие электрического тока на организм человека можно понять по активизации живых тканей, смене их функциональности. Дополнительно происходит нарушение внутренних биоэлектрических процессов, которые до этого момента протекали в нормальном режиме. Эта работа напрямую действует на жизнеспособные функции. Биологическое воздействие тока в этой интерпретации считается весьма опасным типом.
Дополнительная информация! Определение типа воздействия может помочь в процессе лечения.
Термическое — выдает себя ожогами на определенных участках тела. Происходит нагрев кровеносных сосудов до очень высоких температур, нервных окончаний, сердца, мозга и остальных органов. Такой перегрев вызывает в тканях серьезные расстройства их функций. Происходит разложение органической жидкости, а именно лимфы, крови, клеточной жидкости.
Термическое поражение
Это сопровождается значительными нарушениями в жидкостях организма, его физических свойств. Многие изменения приходятся на химический состав.
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.
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».
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:
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.
Пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи
Степень опасности действия на человека электрического тока зависит от его значения. Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм человека ощутимые раздражения, называется ощутимым током, а наименьшее значение этого тока называется пороговым ощутимым током.
Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него малого тока: в среднем около 1,1 мА при переменном токе частотой 50 Гц и около 6 мА при постоянном токе. Это воздействие при переменном токе проявляется слабым зудом и легким пощипыванием (покалыванием), а при постоянном токе ощущением нагрева кожи на участке, касающемся токоведущей части.
Пороговый ощутимый ток не может вызвать поражения человека, однако длительное (в течение нескольких минут) прохождение этого тока через человека может отрицательно сказаться на состоянии его здоровья. Кроме того, ощутимый ток может стать косвенной причиной несчастного случая, поскольку человек, почувствовав воздействие электротока, теряет уверенность в своей безопасности и может произвести неправильные действия. Особенно опасно неожиданное воздействие ощутимого тока при работах вблизи токоведущих частей на высоте и в других аналогичных условиях.
Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется неотпускающим током, а наименьшее его значение – пороговым неотпускающим током. Пороговые неотпускающие токи различны у мужчин, женщин и детей. Приближенные средние значения их составляют: для мужчин – 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин – соответственно 11 и 50 мА, для детей – 8 и 40 мА.
Фибрилляционный ток – это электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Наименьшее его значение называется пороговым фибрилляционным током. Электроток 50 мА и более при 50 Гц, проходя через тело человека, распространяет свое раздражающее действие на мышцы сердца, тем самым вызывая его хаотичное сокращение и остановку.
При частоте 50 Гц фибрилляционными являются токи в пределах от 50 мА до 5 А, а среднее значение порогового фибрилляционного тока можно считать 300 мА. Ток больше 5 А как переменный, так и постоянный, вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.
Основой организации безопасной эксплуатации электроустановок является высокая техническая грамотность и сознательная дисциплина обслуживающего персонала, который обязан строго соблюдать особые организационные и технические мероприятия, правила и нормы безопасной работы в действующих электроустановках, а также приемы и очередность выполнения эксплуатационных операций.
Электроток силой от 0,5 до 1,5 мА
Человек точно будет ощущать воздействие проходящего тока, если его сила составляет 0,6-1,5 мА. Этот показатель определяется пороговым ощутимым типом. Он не представляет значимой опасности. Человек без помощи посторонних может прервать контакт с источником электротока.
Незначительные показатели
Это незначительное действие электрического тока, которое проявляется легким покалыванием или пощипыванием.
Сила в 15 мА
При силе тока 10-15 мА человек уже не в состоянии оторвать руку от электропроводов, разорвать цепь. Такой ток условно называют «неотпускающим». Эта величина провоцирует сокращение мышц кисти руки и предплечья. Болезненные ощущения значительные. В результате, пострадавший не может отбросить провод. От продолжительности такого действия могут произойти изменения в организме.
Сила выше 25 мА
Сила тока в 50 мА провоцирует поражение органов дыхания и системы кровообращения. При 100 мА наступает фибрилляция сердца — орган останавливает свою работу, кровообращение прекращается.
Электрический ток
Электролитическое действие тока на организм человека выражается в форме резкой остановки сердца, паралича дыхания.
Причины электрического повреждения
Многие причины электротравм весьма банальны — рассеянность самого пострадавшего. Повреждение происходит в результате неправильной подачи тока и скачка напряжения сети. Основанием могут послужить плохая изоляция либо непосредственный контакт с электроустановками без предварительного отключения.
Систематизировать причины получения повреждения током можно следующим образом:
Большинство травм происходит на производстве. В результате рассматривания каждого случая было отмечено — чаще травмируются в конце и начале рабочей смены. Поражение электрическим током часто происходит в утренние смены рабочих. Под конец работы понижается внимательность, развивается сильная усталость. А вот частота утренних травм объясняется особенностью порядка работы: большинство работ с электроустановками происходит в начале смены.
Виды поражений электрическим током
Электротравма – травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. Указанное многообразие действия электрического тока на организм нередко приводит к различным электротравмам, которые сводятся к двум видам:
Местная электротравма – ярко выраженное местное нарушение целостности тканей тела, вызванное воздействием электротока или электродуги. Опасность местных электротравм и сложность их лечения зависят от места, характера и степени повреждения тканей, а также от реакции организма на это повреждение. Как правило, местные электротравмы излечиваются, и трудоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично.
Характерные местные электротравмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.
В результате электрического удара могут возникнуть или обостриться сердечно-сосудистые заболевания (аритмия сердца, стенокардия, нарушения артериального давления и др.), а также нервные болезни (невроз, эндокринные нарушения и пр.).
Электрический шок
Электрический шок – это крайняя реакция организма на воздействие электрического тока, во время шока развиваются тяжёлые нарушения всех органов и систем. Вначале развивается возбуждение, когда человек не чувствует боли и с ним вроде бы хорошо, но не стоит радоваться ведь потом наступает торможение, когда происходит «отключение» нервной системы, падает артериальное давление и пульс становится частым, сознание угнетение, человек на внешние раздражители не реагирует.
По виду контакта
Поражения могут быть:
По типу получения
В зависимости от способа получения электрические ожоги подразделяются следующим образом:
Степени электрических ожогов
Выделяют несколько степеней тяжести поражения человека электричеством:
Классификация помещений в отношении опасности поражения электротоком
В зависимости от тех или иных условий, повышающих опасность воздействия электротока на человека, разным помещениям присуща разная степень опасности поражения током – одним большая, другим меньшая. В соответствии с Правилами устройства электроустановок помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током классифицируются следующим образом:
1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. В таких помещениях относительная влажность воздуха менее 60%, отсутствуют высокая температура, токопроводящая пыль, химически активная или органическая среда, токопроводящие полы, возможность одновременного прикосновения к металлоконструкциям зданий, аппаратов, механизмов и к металлическим корпусам электрооборудования.
2. Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
3. Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
Территория открытых электроустановок в отношении опасности поражения людей электрическим током приравнивается к особо опасным помещениям.
Правила оказания первой помощи
Чтобы правильно оказать пострадавшему первую помощь, нужно придерживаться следующего алгоритма:
Освобождение пострадавшего от воздействия электрического тока
При нахождении в зоне шагового напряжения Необходимо обеспечь свою безопасность. По возможности надеть резиновые сапоги, отключить источник тока.
Покидая зону или при подходе к пострадавшему следует иди мелкими, не более 10 см, шагами. Помним про разность потенциалов. Пострадавшего следует отнести на расстояние не менее 8-10 метров.
Если пострадавший находится в контакте с токоведущими частями, освобождать его следует, используя сухие, не проводящие ток предметы. Обязательно одеть диэлектрические перчатки.
Если у пострадавшего отсутствует пульс необходимо преступить к реанимационным мероприятиям. См. Правила оказания первой помощи. Пульс проверяют только после того как пострадавший освобожден от действия тока.
В любом случае при поражении электрическим током пострадавший должен обратиться к врачу. Последствия могут проявиться спустя несколько часов, а в некоторых случаях и дней.
