Опасность электрического тока для человека и последствия
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.
Опасная, безопасная и смертельная сила тока для человека
Нельзя считать какую-либо величину тока безопасной для человека. Существует лишь более и менее опасная величина электротока. Каждый человек имеет внутреннее сопротивление, на величину которого влияет множество факторов (толщина кожи, влажность помещения и тела человека, путь протекания тока).
Самым опасным путем протекания тока является направление нога-голова, рука-голова, так как при этом путь идет через сердце, мозг, органы дыхания. А большая величина тока может вызвать остановку сердца и остановку дыхания. Именно эти причины являются наиболее вероятными причинами летальных исходов при протекании электротока.
Считается, что постоянный ток более безопасный, чем переменный в сетях до 500В. При напряжении выше 500 вольт опасность постоянного тока возрастает.
Частота сети влияет на степень тяжести электротравмы. Промышленная частота в 50 Гц является более опасной, чем частота в 500Гц. При высокой частоте наблюдается так называемый «скин-эффект», когда ток проходит не по всему проводнику, а лишь по его поверхности. А значит, внутренние органы напрямую не затрагиваются.
Также на степень опасности воздействия тока на человека влияет продолжительность нахождения человека под воздействием тока. Здесь зависимость линейная – чем дольше, тем больше разрушений и неблагоприятных последствий.
Приведем пороговые значения переменного и постоянного тока и возможные реакции организма на эти воздействия:
Проходя через человеческое тело, ток может создавать электрические травмы или электрические удары.
Электрический удар подразумевает, что ток возбуждает ткани организма, что вызывает их сокращение и судороги. Существует 4 группы электроударов: судороги, судороги с потерей сознания, потеря сознания с нарушением дыхания и работы сердца, клиническая смерть.
При электрической травме ток наносит прямые повреждения тканям и органам человека. Это могут быть электрические ожоги, металлизация кожи, электрические метки и механические повреждения.
Электрические ожоги бывают токовыми и дуговыми. Действие токового ожога связано с прохождением тока через тело человека. Дуговой ожог возникает между человеком и проводником электротока высокого напряжения, вследствие возникновения дуги между ними. Температура дуги может достигать тысяч градусов по Цельсию. Такой ожог гораздо опаснее и может плюс ко всему сопровождаться возгоранием одежды пострадавшего.
Металлизация кожи происходит, когда под действием тока в кожу попадают частицы металла, при этом проводимость кожи увеличивается, что повышает травмоопасность.
Электрические метки – это места, через которые ток входит и выходит из тела человека. Наиболее часто встречаются на ногах и руках.
В любом случае следует стараться избегать касания токоведущих частей проводящими предметами (ловить рыбу под ЛЭП, нести стремянку вблизи шин напряжения), не использовать провода и кабели с ослабленной изоляцией, соблюдать правила безопасности при нахождении и работе в электроустановках. Берегите здоровье себя и своих родных.
Виды поражений электрическим током.
Действие электрического тока на организм в отличие от действия других материальных факторов носит своеобразный и разносторонний характер.
Проходя через организм, электрический ток, производит термическое и электролитическое действия, являющиеся обычными физико-химическими процессами, присущими как живой, так и неживой материи; вместе с тем электрический ток производит и биологическое действие, которое является особым, специфическим процессом, свойственным лишь живой ткани.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, нервов, крови и т. п.
Электролитическое действие тока проявляется в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических составов. Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц легких и мышцы сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания Раздражающее действие тока на ткани организма, (а следовательно, и обусловленные им непроизвольные судорожные сокращения мышц) может быть прямым, т. е. когда ток проходит непосредственно по этим тканям, и в некоторых случаях — рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.
Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Электрические травмы представляют собой четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражения кожи, реже — других мягких тканей, а также связок и костей. В большинстве случаев электротравмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В отдельных случаях, обычно при тяжелых ожогах, травмы могут привести к гибели человека.
Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.
Электрический ожог — самая распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части (60—65%) пострадавших от электрического тока, причем почти треть их сопровождается другими травмами.
Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.
Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. При этом, поскольку кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью.
Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения — не выше 1—2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами I или II степени, т. е. сравнительно легкими; иногда возникают тяжелые ожоги (рис. 1).
При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга, которая и обусловливает возникновение ожога другого вида — дугового.
Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500° С) и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках высокого напряжения —выше 1000 В и, как правило, носит тяжелый характер — III или IV степени.
Рис. 1. Токовый (контактный) ожог руки IV степени переменным током 220 В.
Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела (рис. 2).
Электрические знаки, которые именуются также знаками тока или электрическими метками, представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размеры 1—5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей (рис. 3). Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также может напоминать фигуру молнии. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и лечение
их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальные цвет, эластичность и чувствительность.
Рис 2. Дуговой ожог головы IV степени
Рис 3 Типичные электрические знаки.
Металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги (рис.4). Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п.
В месте поражения кожа становится шероховатой и жесткой. Пострадавший испытывает в этом месте напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и нередко боль от ожога за счет тепла занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и исчезают болезненные ощущения. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитках и сборках), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застегнуты у запястьев рук.
Р ис 4. Металлизация кожи.
Нередко одновременно с металлизацией кожи происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжелые повреждения.
Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (возникшей, например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.
Элсктроофтальмия развивается спустя 2—6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, т.е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза с нарушением ее прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Продолжительность болезни — обычно несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным.
Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла.
Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения К счастью, они возникают очень редко.
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. При электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть различным — от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.
В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени:
I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II— судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
III—потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV— клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Клиническая (мнимая) смерть — переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.
V – человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, сердце его не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме еще полностью не угасла, ибо ткани его умирают не все сразу и не сразу угасают функции различных органов.
В первый момент почти во всех тканях организма продолжаются обменные процессы, хотя и на очень низком уровне, резко отличающиеся от обычных, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности.
Эти обстоятельства позволяют, воздействуя на более стойкие жизненные функции организма, восстановить угасающие или только что угасшие функции, т. е. оживить умирающий организм.
Первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга (нейроны), с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4—5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например от электрического тока, — 7—8 мин.
Если же смерть наступила в результате тяжелой болезни, т. е. когда организм исчерпал значительную часть своих жизненных сил, клиническая смерть может длиться всего несколько секунд.
Биологическая (истинная) смерть — необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клинической смерти.
Причинами смерти от электрического тока могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Прекращение работы сердца является результатом прямого воздействия тока на мышцу сердца, т. е. прохождения тока непосредственно в области сердца, а иногда и результатом рефлекторного действия, когда сердце не лежит на пути тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.
Фибрилляция — это хаотические быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос, т. е. не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате остановки или фибрилляции сердца в организме прекращается кровообращение, а следовательно, прекращается доставка кислорода кровью из легких к тканям и органам, что и вызывает гибель организма.
Прекращение дыхания вызывается непосредственным, а иногда рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания.
Человек начинает испытывать затруднение дыхания уже при токе, равном 20—25 мА (50 Гц), которое усиливается с ростом тока. При длительном действии такого тока — несколько минут — наступает так называемая асфиксия (удушье) — болезненное состояние в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме.
При асфиксии последовательно утрачиваются сознание, чувствительность, рефлексы (т. е. способность организма реагировать на поступившие из внешней или внутренней среды раздражения), затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце — наступает клиническая смерть.
Прекращение дыхания возможно и в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока — несколько сотен миллиампер и более, который может вызвать паралич легких.
Электрический шок — своеобразная тяжелая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п.
Обычно при шоке сразу после воздействия тока наступает кратковременная фаза возбуждения, когда пострадавший реагирует на возникшие боли, у него повышается кровяное давление и т. п. Вслед за этим наступает фаза торможения и истощения нервной системы, когда резко снижается кровяное давление, падает и учащается пульс, ослабевает дыхание, возникает депрессия — угнетенное состояние и полная безучастность к окружающему при сохранившееся сознании.
Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.
Воздействие электротока на организм человека
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. Протекая через тело человека, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.
Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и др. органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства (т. е. расстройства специфической деятельности органов).
Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в т. ч. крови, что сопровождается значительными нарушениями ее физико-химического состава.
Механическое действие тока проявляется в возникновении значительного давления в кровеносных сосудах и тканях организма при испарении крови и др. жидкости, а также в смещении и механическом напряжении их под влиянием электродинамических сил. При этом могут произойти тяжелые повреждения различных тканей и сосудов.
Биологическое действие тока проявляется в раздражении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями. Раздражение живых тканей электрическим током вызывает в них ответную реакцию — возбуждение, являющееся одним из основных физиологических процессов и характеризующееся тем, что живые образования переходят от состояния относительного физиологического покоя в состояние специфической для них деятельности. Так, возбуждение мышечной ткани, обусловленное проходящим через нее током, проявляется в виде непроизвольных сокращений мышцы, т. е. двигательных эффектов. Нарушение биоэлектрических процессов заключается в следующем. В живой ткани и в первую очередь в мышцах (в т. ч. в сердечной мышце), а также в центральной и периферической нервных системах постоянно возникают электрические потенциалы — биопотенциалы, которые связаны с возникновением и распространением процесса возбуждения, т. е. с переходом живой ткани в состояние активной деятельности. Внешний электрический ток, воздействуя с биотоком, значение которого весьма мало, может нарушить нормальный характер его действия на ткани и органы человека, подавить биотоки и тем самым вызвать специфические расстройства в организме вплоть до его гибели.
В таблице приведены данные о прохождении тока через тело человека по пути «рука — рука» или «рука — нога».
Действие электрического тока на организм человека
Какое действие оказывает электрический ток, проходя через живой организм?
Электрический ток, проходя через живой организм, производит термическое, электролитическое и биологическое действие.
Термическое действие тока выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервов и т.д.
Электролитическое действие тока выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физикохимических составов.
Биологическое действие тока выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышцы сердца и мышц легких.
В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения. Раздражающее действие тока на ткани живого организма, а следовательно, и обусловленные им непроизвольные судорожные сокращения мышц может быть прямым, когда ток проходит непосредственно по этим тканям, а в некоторых случаях — рефлекторным, т.е. через центральную нервную систему, когда путь тока лежит вне этих тканей.
Все это многообразие действий электрического тока приводит к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Что такое электрические травмы?
Электрические травмы — это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поражения кожи, реже — других мягких тканей, а также связок и костей.
В большинстве случаев электротравмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В отдельных случаях, обычно при тяжелых ожогах, травмы могут вызывать гибель человека.
Различают следующие электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи и механические повреждения.
Электрический ожог — самая распространенная электротравма, возникающая у большей части пострадавших от электрического тока, причем почти треть их сопровождается другими травмами.
Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой.
Токовый ожог возникает при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. При этом, поскольку кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть тепла. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью.
Токовый ожог возникает при контакте с электроустановкой относительно небольшого напряжения — не выше 1-2 кВ и характеризуется обычно I или II степенью (покраснение кожи, образование пузырей), т.е. является сравнительно легким ожогом; иногда возникают тяжелые ожоги III и IV степеней.
При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга, которая и обуславливает возникновение ожога другого вида — дугового.
Дуговой ожог является результатом воздействия на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500° С) и большой энергией. Этот ожог возникает обычно при контакте с электроустановкой высокого напряжения — выше 1000 В и, как правило, носит тяжелый характер — III или IV степень (омертвение всей толщи кожи, обугливание тканей и т.п.). Электрическая дуга может вызывать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела.
Электрические знаки, называемые также знаками тока или электрическими метками, представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно- желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшегося действию тока.
Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размером 1-5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также может напоминать фигуру молнии. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли.
Как правило, электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность.
Металлизация кожи — это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т.п.
Пораженный участок кожи имеет шероховатую, жесткую поверхность. Пострадавший испытывает в этом месте напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела, а в некоторых случаях и боль от ожога за счет тепла, занесенного в кожу металла.
Обычно с течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид, и исчезают болезненные ощущения. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения.
В большинстве случаев одновременно с металлизацией кожи происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжелые поражения.
Механические повреждения являются следствием непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей.
Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. К счастью, они возникают очень редко.
Что такое электрический удар?
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары могут быть условно разделены на следующие четыре степени:
I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);