Небезпека ураження людського організму електрострумом залежить від багатьох факторів, основні з яких наступні:
ü величина струму, що проходить через тіло людини;
ü електричний опір тіла людини;
ü тривалість дії струму;
ü рід струму і частота;
ü шлях проходження струму;
ü індивідуальні особливості організму людини (стан організму, вік та стать).
Електричний струм силою 1 мА вже викликає фізіологічні відчуття у людини. Змінний струм промислової частоти силою понад 15 мА, постійний струм силою 60 мА і більше можуть викликати явища паралічу органів дихання і руху (людина сама не може відірватися від джерела струму). Зі зростанням величини струму небезпека уражень зростає:
Струм різної сили викликає різну дію на людину. Виділяються наступні порогові значення струму:
· 0,6... 1,5 мА (змінний струм); 5...7 мА (постійний струм) – пороговий відчутний струм;
· 10-15 мА (змінний струм); 50...80 мА (постійний струм) – пороговий невідпускаючий струм, котрий викликає при проходженні через тіло людини нездоланні судомні скорочення м'язів руки, в котрій затиснено провідник;
· понад 100 мА при частоті 50 Гц (змінний), і більше 300 мА (постійний струм) – фібриляційний, смертельний струм.
Наслідок ураження залежить від тривалості протікання струму через тіло людини. Зі зростанням тривалості перебування людини під напругою ця небезпека збільшується.
Допустимими величинами безпечного струму є в залежності від тривалості дії є:
- 6 мА при дії до 30 секунд,
- 75 мА при дії до 0,7 сек.,
- 65 мА при дії до 1 секунди,
- 100 мА при дії до 0,5 сек.,
- 250 мА при дії до 0,2 секунди.
Вид струму і частота суттєво впливають на важкість ураження. Постійний струм викликає термічну та електролітичну дію, змінний струм – біологічну, тобто судоми м'язів, судин, голосових зв'язок. Змінний струм напругою 500 В і більш небезпечним, ніж постійний струм напругою 500 В. При збільшенні напруги вище 500 в зростає небезпека постійного струму.
Змінний струм промислової частоти 40-50 Гц – найбільш небезпечний, струм високої частоти 500 кГц і вище – менш небезпечний.
Роль шляху проходження струму надзвичайно велика і визначає важкість травми. Існують наступні шляхи проходження струму: «рука - рука», «рука - нога», «нога - нога», «права рука - ліва нога», «ліва рука - права нога».
Шлях струму, що протікає шляхом «руки - руки», «руки - ноги» захоплює велику кількість оболонок нервових стовбурів, це шлях через серце і легені і вважається найбільш небезпечним. Таким чином, небезпека ураження особливо велика, коли струм проходить через життєво важливі органи – серце, легені, головний мозок і діє безпосередньо на ці органи. Якщо струм не проходить через ці органи, то його дія на них лише рефлекторна і вірогідність ураження менша. У більшості випадків ланка струму через тіло людини виникає на шляху «права рука - ноги». Однак втрату працездатності більш ніж на три робочих дні викликає протікання струму по шляху «рука - рука» - 40%, шлях струму «права рука - ноги» - 20%, «ліва рука - ноги» -17%. Інші шляхи зустрічаються рідше.
Індивідуальні особливості людини, фізичний і психофізіологічний стан людини суттєво впливають на наслідок ураження електрострумом. Наприклад, невідпускаючий струм може бути пороговим відпускаючим для одних людей і невідпускаючим - для інших. Характер дії струму однієї і тієї ж сили залежить від маси людини та її фізичного розвитку. Встановлено, що для жінок порогові значення струму приблизно в 1,5 рази нижчі, ніж для чоловіків.
Ступінь дії струму залежить від стану нервової системи та всього організму. Так, у стані збудження нервової системи, депресії, у хворобливому стані (особливо при хворобах серцево-судинної системи, шкіри, нервів, легенів) та у стані сп'яніння люди більш чутливі до струму, що протікає через них, і зазнають важчих уражень, ніж здорові.
Суттєве значення має і фактор уваги. Якщо людина підготовлена до електричного удару, то ступінь небезпеки різко знижується, в той же час несподіваний удар призводить до більш-важких ушкоджень.
Провідність тканин тіла людини зумовлена фізико-хімічними, біохімічними та біофізичними явищами. Завдяки цьому опір тіла людини електричному струму є величиною нелінійною та нестабільною. Тіло людини є чудовим провідником електроструму. Струм через тіло людини протікає шляхом найменшого опору, котрий не завжди збігається з найкоротшим геометричним шляхом. Це пояснюється значною різницею питомих опорів різних тканин тіла людини. Вважається, що опір тіла людини складається з опору шкіри в місцях контакту та з опору внутрішніх тканин. Характер опору електричному струму – активно-ємнісний. Опір тіла людини електроструму визначається опором шкіри. Шкіра має великий питомий опір, особливо самий верхній роговий шар, котрий складається з відмерлих зроговілих клітин, позбавлених кровоносних судин та нервів.
Електричний опір тіла людини – це опір струму, що проходить по ділянці тіла між двома електродами, прикладеними до поверхні тіла людини. Тобто опір тіла людини є нелінійним, змінюється при зміні прикладеної напруги.
Величина опору тіла людини залежить від наступних чинників:
* стану рогового шару шкіри;
* наявності на її поверхні вологи і забруднень;
* місця накладання електродів;
* частоти струму;
* тривалості його дії.
Величина опору залежить також від поверхневого опору і щільності контакту, від товщини епідерми. Опір тіла людини при сухій, чистій і непошкодженій шкірі, виміряний при напрузі 15-20 В, коливається в межах 3000-100000 Ом.
Зі зростанням частоти струму опір тіла падає. Із збільшенням напруги відбувається десятикратне зменшення опору тіла людини. Наприклад, підвищена вологість створює на руках струмопровідні містки на окремих ділянках шкіри і через це збільшує її провідність, збільшує небезпеку ураження струмом. Забрудненість рук окалиною, вугільним пилом знижують опір тіла людини. Деревний пил на руках столяра менш небезпечний і столяр має вищу опірність до струму. Підошви, мозолисті долоні в 20-50 разів мають вищий опір, ніж зап'ястя.
