Воздействие тока на организм человека по характеру и последствиям поражения зависит от следующих факторов:
· электрического сопротивления тела человека
· величины напряжения и тока
· длительности воздействия тока;
· частоты и рода тока;
· пути прохождения тока через тело человека;
· состояния здоровья человека и фактора внимания.
· условий внешней среды
Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения прикосновения UПР и сопротивления тела человека RЧ.
IЧ = UПР / RЧ.
Сопротивление тела человека. Электрическое сопротивление разных частей тела человека различно: наибольшее сопротивление имеет сухая кожа, её верхний роговой слой, в котором нет кровеносных сосудов, а так же костная ткань; значительно меньшее сопротивление внутренних тканей; наименьшее сопротивление имеют кровь и спинно - мозговая жидкость. Сопротивление человека зависит от внешних условий: оно понижается при повышении температуры, влажности, загазованности помещения. Сопротивление зависит от состояния кожных покровов: при наличии поврежденной кожи - ссадин, царапин - сопротивление тела уменьшается.
Итак, наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:
· при снятом роговом слое RЧ = 600 - 800 Ом;
· при сухой неповрежденной коже RЧ = 10 - 100 кОм;
· при увлажненной коже RЧ = 1000 Ом.
Сопротивление тела человека, кроме того, зависит от величины тока и приложенного напряжения; от длительности протекания тока. плотности контактов, площади соприкосновения с токоведущими поверхностями и пути электрического тока
Для анализа травматизма сопротивление кожи человека принимают RЧ = 1000 Ом.
С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, т. к. при этом увеличивается нагрев кожи и растет потоотделение. По этой же причине снижается RЧ с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток человека IЧ, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.
Величина тока. В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы:
при 0.6 -1.5 мА - легкое дрожание рук;
при 5 -7 мА - судороги в руках;
при 8 - 10 мА - судороги и сильные боли в пальцах и кистях рук;
при 20 - 25 мА - паралич рук, затруднение дыхания;
при 50 - 80 мА - паралич дыхания, при длительности более 3 с - паралич сердца;
при 3000 мА и при длительности более 0.1 с - паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела.
Следовательно, смертельным следует считать величины тока 0.1 А. С повышением частоты электрического тока более 500 Гц действие его ослабевает.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь, постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Длительность воздействия тока. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям.
При кратковременном воздействии (0,1.0,5 с) ток порядка 100 мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1 с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значения допустимых для человека токов существенно увеличиваются. Так, при изменении времени воздействия от 1 до 0,1 с допустимый ток возрастет, примерно, в 16 раз.
Частота и род тока. Постоянный ток как не изменяющийся во времени по величине и напряжению, ощущается только в моменты включения и отключения от источника. Обычно его действие тепловое (при длительном включении). При больших напряжениях он может вызывать электролиз ткани и крови. По мнению многих исследователей, постоянный ток напряжением до 300 В менее опасен, чем переменный ток того же напряжения. Большинство исследователей пришли к выводу, что переменный ток промышленной частоты 50 - 60 Гц является наиболее опасным для организма. Это объясняется следующим образом. При приложении к клетке постоянного тока частицы внутриклеточного вещества расщепляются на ионы разного знака, которые устремляются к внешней оболочке клетки. Если на клетку воздействует ток переменной частоты, то, следуя за изменениями полюсов переменного тока, ионы будут перемещаться то в одну, то в другую сторону. При некоторой частоте тока ионы будут успевать проходить двойную ширину клетки (туда и обратно). Эта частота и соответствует наибольшему возмущению клетки и нарушению ее биохимических функций (50 - 60 Гц).
С увеличением частоты переменного тока амплитуда колебаний ионов уменьшается, и при этом происходит меньшее нарушение биохимических функций клетки. При частоте порядка 500 кГц этих изменений уже не происходит. Здесь опасным для человека являются ожоги от теплового воздействия тока.
Пути прохождения тока через тело человека. Путь тока в теле человека зависит от того, какими участками тела пострадавший прижимается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела неодинаково.
Электротравмы происходят при движении тока по одному из трех путей:
1) рука - туловище - рука;
2) рука - туловище - нога;
3) обе руки- туловищ -обе ноги.
При движении тока по третьему пути сопротивление цепи наибольшее, следовательно, степень травматизма наименьшая. Наиболее сильное действие тока будет при движении его по первому пути.
Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Часть общего тока, проходящего через сердце:
· путь рука - рука - 3,3 % общего тока;
· путь левая рука - ноги - 3,7 % общего тока;
· путь правая рука - ноги - 6,7 % общего тока;
· путь нога - нога - 0,4 % общего тока.
· голова – ноги – 6,8 % общего тока;
· голова - руки – 7% общего тока
Наименьший ток через сердце проходит при пути тока по нижней петле "нога-нога". Однако из этого не следует делать выводы о малой опасности нижней петли (действие шагового напряжения). Обычно, если ток достаточно велик, он вызывает судороги ног, и человек падает, после чего ток уже проходит через грудную клетку, т.е. через дыхательные мышцы и сердце
Состояние здоровья человека и фактор внимания. Исход поражения при воздействии электрическим током зависит от психического и физического состояния человека.
При заболеваниях сердца, щитовидной железы и т.п. человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, т.к. в этом случае уменьшается электрическое сопротивление тела человека и уменьшается общая сопротивляемость организма внешним раздражениям. Отмечено, например, что для женщин пороговые значения токов примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин. Это объясняется более слабым физическим развитием женщин. При применении спиртных напитков сопротивление тела человека падает, уменьшается сопротивляемость организма человека и внимание. При собранном внимании сопротивление организма повышается.
Условия внешней среды. Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезопасности. Окружающая среда воздействуя на электрическую изоляцию приборов, устройств, электрическое сопротивление тела человека, она может создать те или иные условия для поражения электрическим током. В этом отношении помещения, в которых находится электрооборудование, могут быть с повышенной опасностью, особо опасные и без повышенной опасности.
