Действие электрического тока на организм человека

Эквивалентные по своей опасности напряжения постоянного и переменного тока

120 В постоянного тока=50 В переменного  тока

Меньшая опасность постоянного тока обусловлена еще и тем, что при постоянном токе электрическое сопротивление тела человека больше, чем при переменном, вследствие отсутствия реактивной емкостной проводимости. Кроме того, возникающие при постоянном токе противо-ЭДС поляризации действуют в направлении уменьшения тока через тело человека, что равносильно увеличению его сопротивления (табл. 1).

Таблица 1

Сопротивление тела человека при различных напряжениях

 

Напряжение, В	Сопротивление тела человека, Ом
	При постоянном напряжении	При переменном напряжении
25	45 000	11000
50	25 000	10 000
100	6 000	5 000
200	2 200	2 000
400	1300	1200
700	1 000	1 000

 

Следует иметь в виду, что ожоги электрической дугой на постоянном токе представляют большую опасность, чем на переменном,  вследствие более устойчивого горения дуги. Многие исследователи считают, что при напряжении выше 1 000 В постоянный ток опаснее переменного.

 

2. Влияние частоты

Наиболее опасной для человека является частота 50 Гц, так как она наиболее благоприятна для возникновения фибрилляции сердца. Для остановки дыхания – 200 Гц, поэтому наиболее опасным для человека является ток в диапазоне частот 20…200 Гц.

С увеличением частоты (при неизменной силе тока) опасность уменьшается, так как становится более резко выраженным поверхностный эффект, в результате которого электрический ток протекает по поверхности тела и в меньшей степени поражает внутренний органы. Токи частотой более 500 Гц электрического удара практически не вызывают, но, протекая по поверхности тела человека, могут вызвать тяжелые ожоги.

При частотах менее 50 Гц раздражающее действие тока, а значит и электрический удар, будет ослабевать, так как переменный ток по своему воздействию на человека приближается к постоянному току, который менее опасен для человека.

3. Влияние величины тока

Влияние силы тока, проходящего через тело человека было рассмотрено выше. С увеличением силы тока нарастают и утяжеляются вызываемые им патологические изменения в организме.

Следует добавить, что сила протекающего через тело человека тока определяется величиной напряжения сети, сопротивлениями тела человека, обуви, пола и сопротивлениями других элементов цепи тока.

4. Влияние продолжительности  действия тока

При увеличении продолжительности действия тока увеличиваются опасность и последствия воздействия тока на организм.

При длительном протекании тока это объясняется повышенным выделением тепла, что приводит к потовыделению, увлажнению кожи, снижению сопротивления тела человека, и, как следствие, к возрастанию тока и увеличению опасности.

При кратковременном воздействии тока (менее 1 с) опасность зависит от того, с какой фазой работы сердца совпал момент прохождения тока. Известно, что в каждом кардиоцикле продолжительностью около 1с сердце в течение 0,1 с. находится в расслабленном состоянии и в это время особенно чувствительно к прохождению тока, что увеличивает вероятность возникновения фибрилляции. При длительности более 1 с ток не может не совпасть с этим состоянием сердца. При уменьшении продолжительности действия тока уменьшается и вероятность совпадения момента прохождения тока с расслабленным состоянием сердца, что снижает опасность поражения.

Согласно ГОСТ 12.1.038-82 предельно допустимый ток , не вызывающий фибрилляции сердца (пороговый нефибрилляционный ток) в интервале времени t = 0,2... 1 с, можно определить из выражения:

Т. е. чем меньше длительность протекания тока, тем меньше вероятность возникновения фибрилляции сердца.

 

5. Влияние пути протекания тока

Путь тока через тело человека получил название «петля тока», по которой произошло поражение. Из всего множества возможных петель выделены так называемые «стандартные петли», основными из которых являются: от руки к руке, от руки к ногам, от ноги к ноге и др.

Степень опасности той или иной петли условно оценивается по тому, какая часть тока при данной петле проходит непосредственно через сердце. С этой точки зрения наименее опасными следовало бы считать петли, создаваемые при прикосновении с токоведущими частями тех точек тела человека, которые лежат на одной руке или на одной ноге, так как в этих случаях сердце не лежит непосредственно на пути тока. Однако известен ряд случаев, когда стремительные поражения возникали именно по таким петлям тока.

Существенное значение при поражении электрическим током имеет также место соприкосновения тела человека с токоведущими частями. Экспериментально установлено, что на теле человека имеются особо уязвимые точки площадью 2…3 мм2, представляющие собой места расположения нервных окончаний, особо чувствительных к действию электрического тока, которые получили название электрорецепторов. Эти точки расположены, в основном, на тыльных сторонах ладоней, на шее, на щеках и голени. При соприкосновении электрода с уязвимой точкой резко возрастают болевые ощущения и летальный исход может наступить даже при токах, меньших порогового неощутимого значения.

Основное сопротивление протеканию тока через тело человека оказывает поверхностный слой кожи - эпидермис, толщина которого в разных местах тела различна. Поэтому в зависимости от места приложения электродов меняется и сопротивление тела человека, а следовательно, и сила протекающего через него тока. Однако опасность, в основном, определяется не тем, лежит ли сердце непосредственно на пути тока, а тем, каким участком тела человек прикоснулся к токоведущим частям.

 

6. Влияние состояния человеческого организма

Тяжесть исхода электротравмы зависит от физического состояния пострадавшего в момент поражения, в первую очередь от состояния нервной системы. Отсутствие внимания, подавленное состояние, состояние алкогольного опьянения, а также некоторые болезни-все эти факторы увеличивают вероятность тяжелого и смертельного исхода электротравмы.

Увеличивают опасность поражения электрическим током некоторые болезни. В соответствии с приказом Министерства здравоохранения в перечень медицинских противопоказаний к допуску на работы по обслуживанию действующих электротехнических установок включены: психические заболевания со значительными изменениями личности; органические заболевания центральной нервной системы, в том числе эпилепсия и эпилептиформные состояния; наркомания, токсикомания, хронический алкоголизм; гипертоническая болезнь II и III стадий, ишемическая болезнь сердца (стенокардия с частыми приступами) и др.

Большое влияние на исход электротравмы оказывает фактор внимания. Неожиданность поражения, испуг создают дополнительную нагрузку на нервную систему и приводят к снижению электрического сопротивления тела человека, что утяжеляет условия поражения. Если же человек знает о наличии потенциальной опасности поражения током и находится в состоянии направленного внимания, то поражение током (если оно случайно произойдет) не будет для него неожиданным  и как правило значительно легче. Объясняется это тем, что под влиянием напряженного внимания усиливается кровообращение центральной нервной системы. Это вызывает повышенное потребление кислорода, что, в свою очередь, приводит к увеличению числа электронов, участвующих в биохимических реакциях обмена веществ. Усиленный поток электронов сложнее нарушить импульсом тока. Поэтому сосредоточенный, внимательный к опасности человек менее подвержен воздействию тока. Таким образом, фактор внимания является одним из решающих для исхода поражения.

7. Влияние условий внешней среды

В некоторых случаях условия внешней среды, при которых произошло поражение электрическим током, могут увеличивать опасность поражения.

В частности, условия поражения утяжеляются при повышенной температуре воздуха, ультрафиолетовом облучении, повышенной влажности воздуха, наличии технологической пыли, которая может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п. Повышенное атмосферное давление облегчает условия поражения электрическим током, пониженное давление - утяжеляет. Увеличение парциального давления кислорода в воздухе понижает чувствительность организма человека к действию тока и, наоборот, уменьшение содержания кислорода в воздухе увеличивает эту чувствительность, а следовательно, утяжеляет исход электротравмы.

Обратное действие оказывает содержание в воздухе углекислого газа: с увеличением содержания углекислого газа в воздухе чувствительность организма к действию тока повышаются. Тяжесть электротравмы зависит от санитарно-гигиенического состояния помещения, в котором происходит поражение электрическим током. Следовательно, улучшение санитарно-гигиенических условий не только влияет на комфортность труда, но и снижает опасность поражения электрическим током.

 

 

 

3. Допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.

 

ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».

Этот ГОСТ устанавливает предельно допустимые уровни прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам (табл. 2).

 

 

  Таблица 2

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи при нормальном режиме работы электроустановок

 

Род тока	U, В	I, мА
	не более
Переменный, 50 Гц	2,0	0,3
Переменный, 400 Гц	3,0	0,4
Постоянный	8,0	1,0
Примечания: 1. Напряжения прикосновения  и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин. в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.                              2. Напряжения прикосновения и  токи для лиц, выполняющих работу  в условиях высоких температур (выше 25оС) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

 

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 2. При этом под аварийным режимом электроустановки понимается такая работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с этой электроустановкой.

 

             Таблица 3

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи при аварийном режиме работы электроустановок

 

Род тока	Нор- мируе- мая ве- личина	Предельно допустимые уровни, не более, при продолжительности воздействия тока t, с
		0,01-0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	св. 1,0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Перем. 50 Гц	U, B I, мА	650	500	250	165	125	100	85	70	65	55	50	36 6
Перем. 400 Гц	U, B I, мА	650	500	500	330	250	200	170	140	130	110	100	36 8
Посто янный	U, B I, мА	650	500	400	350	300	250	240	230	220	210	200	40 15
Выпрямленный двухполупериодный	Uампл, B Iампл, мА	650	500	400	300	270	230	220	210	200	190	180	-
Выпрямленный однополупериодный	Uампл, B Iампл, мА	650	500	400	300	250	200	190	180	170	160	150	-