4.2. Действие электрического тока на человека

В зависимости от условий, при которых человек подвергается действию электрического тока, последствия этого действия могут быть различны. Но всегда нужно ожидать его действия на нервную систему, которое наиболее опасно. Как известно, работа сердца регулируется нервными импульсами, исходящими от нервной системы, под действием которых происходит его сокращение в определенном ритме. Дыхание также управляется нервной системой. Действие электрического тока нарушает воздействия нервной системы на работу сердца и дыхания, что может привести к беспорядочному сокращению мышц сердца, называемому фибрилляцией, что равносильно его остановке, и к остановке дыхания, что ведет к смерти.

Воздействия тока на нервную систему выражаются в виде электрического удара и шока.

Электрический удар в зависимости от последствий можно условно разделить на пять степеней:

1 — едва ощутимое сокращение мышц;

2 — судорожное сокращение мышц с сильными болями, без потери сознания, при этом могут быть механические травмы под действием сокращения мышц;

3 — судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися работой сердца и дыхания;

4 — потеря сознания с нарушением работы сердца и дыхания;

5 — клиническая смерть, когда человек не дышит и у него не работает сердце и отсутствуют другие признаки жизни.

При своевременной помощи человека можно вернуть к жизни.

Электрический шок имеет фазы возбуждения и торможения.

Фаза возбуждения характеризуется сохранением активности и работоспособности, но потом она переходит в фазу торможения, которая характеризуется понижением давления, учащением пульса, ослаблением дыхания, возникает угнетенное состояние, потом клиническая смерть, которая без оказания помощи может перейти в биологическую.

Возможны и другие воздействия тока на человека.

Тепловое воздействие характеризуется различными ожогами, химическое воздействие сопровождается электролизом крови и других растворов в организме, нарушением их химического состава и функций в организме. Механическое воздействие приводит к различным травмам частей тела под действием непроизвольного сокращения мышц.

Основное значение при действии на человека имеет величина проходящего через его тело тока, но влияет и род тока, его частота, путь тока через тело человека, продолжительность действия тока и индивидуальные особенности пострадавшего.

Различные величины тока частотой 50 Гц действуют следующим образом:

5...10 мА — боль в мышцах, судорожные их сокращения, руки с трудом можно оторвать от электродов;

10...20 мА — боли, руки невозможно оторвать от электродов;

25...50 мА — боль в руках и груди, дыхание затруднено, возможен паралич дыхания и потеря сознания;

50...80 мА — при длительном действии возможна клиническая смерть;

100 мА и более — при длительности более 3 с возможна клиническая смерть.

На рис. 4.6 показана эквивалентная схема сопротивления тела человека при его касании проводников так, что ток идет через тело. Сопротивление тела человека Zt зависит от активного сопротивления кожи Rк, емкости наружных слоев кожи Ск и внутреннего сопротивления тела человека Rт.

Рис. 4.6. Эквивалентная схема замещения сопротивления тела человека при напряжении прикосновения менее 50 В.

При постоянном токе, а также при малых напряжениях прикосновения (до 42 В) переменного тока частотой 50 Гц полное сопротивление тела человека может быть вычислено по формуле

Zt = 2Rк + Rт

и составляет 6... 100 кОм.

При напряжении прикосновения более 50 В происходит электрический пробой кожи, при этом полное сопротивление тела человека уменьшается и становится равным Zt = Rt.

При расчетах сопротивление тела человека принимается равным 1 кОм при напряжении прикосновения 50 В и более и 6 кОм при напряжении прикосновения до 42 В.

Предельно допустимые величины напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, нормируются в зависимости от режима работы электроустановки — нормального или аварийного, вида установок — бытовых или производственных, длительности воздействия тока.

В аварийном режиме бытовых электроустановок при длительности воздействия более 1 с допустимые величины напряжения 12 В и тока 2 мА.

В аварийных режимах производственных электроустановок допустимые величины напряжения прикосновения и тока, проходящего через человека:

переменный ток 50 Гц 36 В 6 мА 400 Гц 36 В 8 мА постоянный ток 40 В 15 мА

при длительности воздействия более 1 с.