Классификация электрических травм

Действие электрического тока на организм человека. Параметры, определяющие тяжесть поражения эл. током человека Напряжение прикосновения, шага, наведенное напряжение.

Воздействие электрического тока

Проходя через тело человека, ток оказывает терми­ческое, электролитическое, механическое и биологиче­ское воздействие.

Термическое воздействие проявля­ется ожогами отдельных участков тела, нагревом кро­веносных сосудов, нервов и других тканей, вызывая в них существенные функциональные расстройства. Электролитическое воздействие выражается в разложе­нии биологических жидкостей, в том числе крови, в ре­зультате чего нарушается их физико-химический состав. Механическое воздействие приводит к расслоению, раз­рыву тканей организма в результате электродинамиче­ского эффекта, а также взрывоподобного образования пара, образующегося при вскипании биологических жидкостей под действием тока. Биологическое воздейст­вие проявляется раздражением и возбуждением тканей организма, нарушением жизненно важных биологиче­ских процессов, в результате чего возможны остановка сердца и прекращение дыхания. Внешний ток может подавить весьма малые биотоки, протекающие в теле человека, и тем самым вызвать серьезные расстройства в организме вплоть до его гибели.

Рассмотренные воздействия тока на организм часто приводят к электротравмам, которые условно разделя­ют на общие (электрические удары) и местные, причем часто они возникают одновременно, образуя смешанные электропоражения.

Под электрическим ударом понимают возбуждение тканей организма проходящим через него током, про­являющееся в виде судорог мышц тела. Тяжесть послед­ствий такого воздействия различна: от слабого сокраще­ния мышц в местах входа и выхода тока до существенных нарушений, в том числе прекращения функционирова­ния сердца и легких. Даже при несмертельной электротравме электрокардиограмма пострадавшего несет на себе признаки коронарной недостаточности, а морфо­логические исследования в ряде случаев показывают наличие инфаркта миокарда. Нередко у пострадавших наблюдаются отдаленные (от 10 дней до 2 лет и более после травмы) последствия электроударов: заболевания щитовидной железы, половых органов, раннее появле­ние артериосклероза, развитие диабета, сердечно-сосу­дистых, вегетативно-эндокринных и нервно-психиче­ских расстройств.

Классификация электрических травм

Местные электротравмы — это местные нарушения целостно­сти тканей организма. К местным электротравмам относятся:

- электрический ожог — бывает токовым и дуговым; токовый ожог связан с прохождением тока через тело человека и яв­ляется следствием преобразования электрической энергии в тепловую (как правило, возникает при относительно не­высоких напряжениях электрической сети); при высоких напряжениях электрической сети между проводником тока и телом человека может образоваться электрическая дуга, возникает более тяжелый ожог — дуговой, т. к. электриче­ская дуга обладает очень большой температурой — свы­ше 3500 °С;

- электрические знаки — пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, образующиеся в мес­те контакта с проводником тока; как правило, знаки име­ют круглую или овальную форму с размерами 1-5 мм; эта травма не представляет серьезной опасности и достаточно
быстро проходит;

- металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги; в зависимости от места поражения травма может быть очень болезненной, с тече­нием времени пораженная кожа сходит; поражение же глаз может закончиться ухудшением или даже потерей зрения;

- электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз под действием потока ультрафиолетовых лучей, испускае­мых электрической дугой; по этой причине нельзя смот­реть на сварочную электродугу; травма сопровождается сильной болью и резью в глазах, временной потерей зрения, при сильном поражении лечение может быть слож­ным и длительным; на электрическую дугу без специальных защитных очков или масок смотреть нельзя;

- механические повреждения возникают в результате резких судорожных сокращений мышц под действием проходяще­го через человека тока, при непроизвольных мышечных сокращениях могут произойти разрывы кожи, кровенос­ных сосудов, а также вывихи суставов, разрывы связок идаже переломы костей; кроме того, при испуге и шоке че­ловек может упасть с высоты и получить травму.

Как видим, электрический ток очень опасен и обращение с ним требует большой осторожности и знания мер обеспечения электробезопасности.

Параметры, определяющие тяжесть поражения электриче­ским током (рис. 2.27). Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током, являются: сила тока, протекающего через человека, частота тока, время воздействия и путь протекания тока через тело человека.

Сила тока. Протекание через организм переменного тока промышленной частоты (50 Гц), широко используемого в про­мышленности и в быту, человек начинает ощущать при силе тока 0,6... 1,5 мА (мА — миллиампер равен 0,001 А). Этот ток на­зывают пороговым ощутимым током.

Большие токи вызывают у человека болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются. Например, при токе 3...5 мА раздражающее действие тока ощущается всей кистью, при 8... 10 мА — резкая боль охватывает всю руку и сопровожда­ется судорожными сокращениями мышц кисти и предплечья.

При 10... 15 мА судороги мышц руки становятся настолько сильными, что человек не может их преодолеть и освободиться от проводника тока. Такой ток называется пороговым неотпускающим током.

При токе величиной 25...50 мА происходят нарушения в ра­боте легких и сердца, при длительном воздействии такого тока может произойти остановка сердца и прекращение дыхания.

Начиная с величины 100 мА протекание тока через человека вызывает фибрилляцию сердца — судорожные неритмичные со­кращения сердца; сердце перестает работать как насос, перекачи­вающий кровь. Такой ток называется пороговым фибрилляционным током. Ток более 5А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

Частота тока. Наиболее опасен ток промышленной часто­ты — 50 Гц. Постоянный ток и ток больших частот менее опа­сен, и пороговые значения для него больше.

Так, для постоян­ного тока:

- пороговый ощутимый ток — 5...7 мА;

- пороговый неотпускающий ток — 50...80 мА;

- фибрилляционный ток — 300 мА.

Путь протекания тока. Опасность поражения электрическим током зависит от пути протекания тока через тело человека, так как путь определяет долю общего тока, которая проходит через сердце. Наиболее опасен путь «правая рука—ноги» (как раз пра­вой рукой чаще всего работает человек). Затем по степени сни­жения опасности идут: «левая рука—ноги», «рука—рука», «но­ги—ноги».

Время воздействия электрического тока. Чем продолжитель­нее протекает ток через человека, тем он опаснее. При протекании электрического тока через человека в месте контакта с про­водником верхний слой кожи (эпидермис) быстро разрушается, электрическое сопротивление тела уменьшается, ток возрастает, и отрицательное действие электротока усугубляется. Кроме того, с течением времени растут (накапливаются) отрицательные по­следствия воздействия тока на организм.

Определяющую роль в поражающем действии тока играет ве­личина силы электрического тока, протекающего через организм человека. Электрический ток возникает тогда, когда создается замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включен­ным человек.

Таким образом, чем больше напряжение, тем больше и опас­нее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивле­ние цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека.

Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивле­ний всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обу­ви и др.). В общее электрическое сопротивление обязательно входит и сопротивление тела человека.

Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чис­той и неповрежденной коже может изменяться в довольно ши­роких пределах — от 3 до 100 кОм (1 кОм = 1000 Ом), а иногда и больше. Основной вклад в электрическое сопротивление челове­ка вносит наружный слой кожи — эпидермис, состоящий из ороговевших клеток. Сопротивление внутренних тканей тела не­большое — всего лишь 300...500 Ом.

Поэтому при нежной, влаж­ной и потной коже или повреждении эпидермиса (ссадины, раны) электрическое сопротивление тела может быть очень не­большим. Человек с такой кожей наиболее уязвим для электри­ческого тока. У девушек более нежная кожа и тонкий слой эпи­дермиса, нежели у юношей; у мужчин, имеющих мозолистые руки, электрическое сопротивление тела может достигать очень больших величин, и опасность их поражения электротоком сни­жается. В расчетах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека, равную 1000 Ом.

Электрическое сопротивление изоляции проводников тока, если она не повреждена, составляет, как правило, 100 и более килоом.

Электрическое сопротивление обуви и основания (пола) зависит от материала, из которого сделано основание и подошва обуви, и их состояния — сухие или мокрые (влажные). Например, сухая подошва из кожи имеет сопротивление примерно 100 кОм, влажная подошва — 0,5 кОм; из резины соответственно 500 и 1,5 кОм. Сухой асфальтовый пол имеет сопротивление около 2000 кОм, мокрый — 0,8 кОм; бетонный соответственно 2000 и 0,1 кОм; деревянный — 30 и 0,3 кОм; земляной — 20 и 0,3 кОм; из керамической плитки — 25 и 0,3 кОм. Как видим, при влаж­ных или мокрых основаниях и обуви значительно возрастает электроопасность.

Поэтому при пользовании электричеством в сырую погоду, осо­бенно на воде, необходимо соблюдать особую осторожность и при­нимать повышенные меры обеспечения электробезопасности.

Для освещения, бытовых электроприборов, большого коли­чества приборов и оборудования на производстве, как правило, используется напряжение 220 В. Существуют электросети на 380, 660 и более вольт; во многих технических устройствах при­меняются напряжения в десятки и сотни тысяч вольт. Такие технические устройства представляют исключительно высокую опасность. Но и значительно меньшие напряжения (220, 36 и даже 12 В) могут быть опасными в зависимости от условий и электрического сопротивления цепи R..

Значительное влияние на исход поражения при электротравмах оказывают индивидуальные особенности человека.

Характер воздействия тока (табл.) зависит от массы человека и его фи­зического состояния. Здоровые и физически крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенная восприимчивость к электрическому току отмечена у лиц, страдающих болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секре­ции, нервными и др.

Табл. Характер воздействия тока

Более уязвимы к воздействию электрического тока люди, име­ющие повышенную потливость. Повышенная температура окружа­ющей среды и высокая влажность не единственная причина высо­кой потливости, интенсивное потоотделение часто наблюдается при вегетативных расстройствах нервной системы, а также в ре­зультате испуга, волнения.

В состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, утом­ления, опьянения и после него люди более чувствительны к про­текающему току.

Предельно допустимые напряжения прикосновения и токи для человека устанавливаются ГОСТ 12.1.038—82*

Электростатические заряды возникают на поверхностях не­которых материалов, как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактной электризации. Электризация воз­никает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материала, если последний изолирован. При раз­делении двух диэлектрических материалов происходит разделе­ние электрических зарядов, причем материал, имеющий боль­шую диэлектрическую проницаемость заряжается положительно, а меньшую — отрицательно. Чем больше различаются диэлек­трические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. На соприкасающихся мате­риалах с одинаковыми диэлектрическими свойствами (диэлек­трической проницаемостью) зарядов не образуется.

Интенсивность образования электрических зарядов опреде­ляется различием в электрических свойствах материалов, а также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие в электрических свойствах, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов.

Например, электростатические заряды образуются на кузове двигающегося в сухую погоду автомобиля, если резина колес об­ладает хорошими изолирующими свойствами. В результате меж­ду кузовом и землей возникает электрическое напряжение, кото­рое может достигнуть 10 кВ (киловольт) и привести к возникно­вению искры при выходе человека из автомобиля — разряд через человека на землю.

На производстве в различных технологических процессах также образуются большие электрические заряды, потенциалы которых могут достигать десятков киловольт. Например, заряды могут возникнуть при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых материалов, при переливании, пере­качивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектри­ческих жидкостей (бензина, керосина и др.), при обработке на токарных станках диэлектрических материалов (эбонита, орг­стекла и т. д.), при сматывании тканей, бумаги, пленки (напри­мер, полиэтиленовой). К примеру, при пробуксовывании рези­новой ленты транспортера относительно роликов или ремня ре­менной передачи относительно шкива могут возникнуть электрические заряды с потенциалом до 45 кВ.

Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изоли­рованные от земли тела во внешнем электрическом поле приоб­ретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электролизация электропроводящих объектов. Например, на ме­таллических предметах (автомобиль и т. п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высо­ковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.

На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой.

Опасные и вредные факторы статического электричества. При прикосновении человека к предмету, несущему электриче­ский заряд, происходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при разрядке токов не велики, и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возникает. Од­нако, разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение че­ловека, что в ряде случаев может привести к резкому движению руки, падению человека с высоты или его попаданию в опасную производственную зону.

Кроме того при образовании заряда с большим электриче­ским потенциалом вокруг них создается электрическое поле по­вышенной напряженности. Установлено, что электрическое поле повышенной напряженности вредно для человека. При длитель­ном пребывании человека в таком поле наблюдаются функцио­нальные изменения в центральной нервной системе, сердеч­но-сосудистой и других системах. Для человека, находящегося в электростатическом поле, характерна повышенная утомляемость, сонливость, снижение внимания, скорости двигательных и зри­тельных реакций.

Наибольшая опасность электростатических зарядов заключа­ется в том, что искровой разряд может обладать энергией, доста­точной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов. При напряжении 3 кВ искровой разряд может вызвать воспламенение почти всех паро- и газовоздушных смесей; при 5 кВ — воспламенение боль­шей части горючих пыл ей.

Так, удаление из рабочей зоны пыли из диэлектрического материала с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложе­ний пыли. Появление искрового разряда в этом случае может вызвать воспламенение или взрыв пыли. Известны случаи очень серьезных аварий на предприятиях в результате взрывов в систе­мах вентиляции.

При перевозке легковоспламеняющихся жидкостей, при их перекачке по трубопроводам, сливе из цистерны или за счет пле­скания жидкости в ней накапливаются электростатические заря­ды, и может возникнуть искра, которая воспламенит пары жид­кости.

Наибольшую опасность статическое электричество представ­ляет на производстве и на транспорте, особенно при наличии пожаровзрывоопасных смесей, пыли и паров легковоспламеняю­щихся жидкостей.

В бытовых условиях (например, при хождении по ковру) на­капливаются небольшие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недостаточно для инициирования пожара в обычных условиях быта.