Ураження електричним струмом

Характер фізіологічних реакцій, які визначають ступінь важкості електротравми, залежить від різних факторів. Небезпека ураження людини електричним струмом визначається факторами електричного струму (сила струму, напруга, рід та частота струму, електричний опір людини) та неелектричного характеру (індивідуальні особливості людини, тривалість дії струму та його шлях проходження крізь людину), а також стан навколишнього середовища.

Сила струму є головним фактором, що зумовлює ступінь ураження людини. Залежно від цього, встановлюють такі порогові значення струму:

а) поріг відчуття струму - найменший відчутний струм (0,5...1,5 мА змінного та 5...7 мА постійного);

б) поріг невідпускаючого струму - найменший струм, при якому людина вже не може самостійно керувати м'язами, крізь які проходить струм, і звільнитися від захоплених руками предметів (10...15 мА змінного та 50…80 мА постійного). Менші величини струму називаються відпускаючими. Тривалий допустимий струм - до 10 мА;

в) пороговий фібриляційний струм, клінічна смерть (100 мА...5 А змінного та 300 мА...5 А постійного).

Небезпека ураження тим більша, чим більший струм протікає крізь людину, але ця залежність не рівнозначна, тому що небезпека ураження залежить не тільки від значення струму, але й від інших факторів.

Струм понад 5 А, як правило, фібриляцію серця не викликає. При такому струмі відбувається зупинка серця (минаючи стан фібриляції), а також параліч дихання.

Величина напруги - один з головних факторів, від якого залежить наслідок ураження електричним струмом, оскільки визначає, згідно з законом Ома, значення струму, який протікає через людину, В:

U = I R_л (14.1)

де I - струм, який проходить крізь людину, мА; R_л - опір людини, Ом.

Від величини напруги залежить можливість пробою шкіри і наступне за тим різке зниження загального опору тіла (при великих значеннях напруги опір тіла людини наближається до своєї найменшої межі 300 Ом).

Пробій епідермісу можливий при напрузі 50 В та більше, а напруга 200 В завжди викликає пробій зовнішнього шару шкіри. Відомі випадки ураження струмом (навіть зі смертельним наслідком) при напругах 30 і 65 В (холостий хід електрозварювальних апаратів), однак найбільш поширені випадки електротравматизму при напругах 127; 220 і 380 В.

Залежність опору тіла людини від прикладеної напруги видно із таких даних:

Рід і частота струму, що проходить крізь тіло людини, мають великий вплив на наслідок ураження. За результатами багатьох досліджень, постійний струм напругою до 500 В у 45 разів менш небезпечний для людини, ніж змінний струм промислової частоти тієї ж напруги Це пояснюється тим, що змінний струм справляє на живі тканини людського організму більш дратуючу дію, ніж постійний.

Найбільш небезпечним є змінний струм промислової частоти 20...100 Гід При збільшенні або зменшенні його частоти за цими межами, значення невідпускаючого струму зростають, і він стає безпечнішим, і при частоті, яка дорівнює 0 (постійний струм), вони збільшуються приблизно в 3 рази. При частотах понад 500 Гц майже відсутній електричний удар, основний вид ураження - опік.

Електричний опір тіла людини - змінна величина, яка має нелінійну залежність від багатьох факторів, в тому числі від стану шкіри, параметрів електричного кола, фізіологічних факторів та стану навколишнього середовища. Головним опором в колі струму, що проходить крізь тіло людини, є верхній роговий шар шкіри (епідерміс), товщина якого складає 0,05...0.2 мм. При сухій непошкодженій та чистій шкірі опір тіла людини коливаєтеся від 3000 до 100 000 Ом, а іноді й більше. При пошкодженому роговому шарі шкіри опір внутрішніх тканин зменшується від 700 до 500 і навіть до 300 Ом.

Електричний опір людини еквівалентний сумарному опору кількох елементів, що включені послідовно: тіло людини r_Т.Л, одягу (при торканні ділянки тіла, що захищено одягом) r_ОД, взуття r_ВЗ та опорної поверхні ніг r_Н, Ом:

R_Л = r_Т.Л+ r_ОД+ r_ВЗ+ r_Н. (14.2)

Із рівняння можна зробити висновок: велике значення мають ізоляційні властивості підлоги та взуття для забезпечення безпеки людей від ураження струмом.

Індивідуальні особливості людини відіграють помітну роль у наслідку ураження.

Встановлено, що здорові та фізично витривалі люди легше переносять електричний удар, ніж хворі та слабкі. Опір тіла людини зменшується при алкогольному сп'янінні, а також у людей, що страждають хворобами шкіри, легенів, серцево-судинними, нервовими хворобами та ін. Небезпека електротравми також значно підвищується через перевтому, наслідком якої є розсіяність уваги, порушення координації рухів і зниження швидкості реакції. Як доводить статистика, кількість уражень в кінці зміни та понаднормовий час зростає. Таким чином, опір тіла людини є змінною величиною, яка залежить від фізіологічних Факторів, стану здоров'я, психічного стан. Тому правила техніки безпеки передбачають відбір за станом здоров'я персоналу для обслуговування діючого електроустаткування. Для цього проводиться медичний огляд.

Крім того, правила техніки безпеки дозволяють залучати до обслуговування електроустаткування тільки дорослих, які мають певні знання у галузі електробезпеки, що відповідають об'єму та умовам виконуваних робіт. При проведенні різних розрахунків по забезпеченню електробезпеки умовно приймають нормативний опір тіла людини R_л = 1000 Ом.

Шлях струму у тілі людини помітно впливає на нагідок ураження, небезпека якого особливо велика, якщо він проходить через життєво важливі органи: серце, легені, головний мозок. Оскільки шлях струму залежить також від опору шкіри на різних ділянках тіла та ділянок, якими потерпілий торкається струмоведучих частин, його вплив на наслідок ураження може бути різним. В тілі людини струм проходить не по найкоротшій відстані між електродами, а рухається, головним чином, уздовж потоку тканинної рідини кров'яних та лімфатичних судин і оболонок нервових стволів, що мають найбільшу електропровідність.

У тілі людини шлях струму називають петлями струму і їх дуже багато. Найчастіше зустрічаються: права рука - ноги, ліва рука - ноги, рука - рука, нога - нога. Небезпеку тієї чи іншої петлі струму можна оцінювати по важкості ураження, а також за значенням струму, що проходить крізь серце при даній петлі.

Тривалість дії струму, як і сила струму - головний фактор, що визначає наслідок електротравми. Збільшення тривалості впливу струму на людину поглиблює важкість ураження через зниження опору тіла за рахунок зволоження шкіри потом і відповідно збільшення струму, що проходить крізь неї, - виснаженню захисних сил організму, які протидіють впливу електричного струму. Чим більший час людина буде знаходитися під дією електричного струму, тим можливіший важкий або смертельний наслідок. Швидке відключення невідпускаючого струму дозволяє попередити порушення дихання та роботи серця. Ще важливіша тривалість протікання крізь людину фібриляційних струмів. Чим менший час протікання, тим вище значення порогового фібриляційного струму.

Стан навколишнього середовища часто буває визначальним при ураженні електричним струмом. У вологих приміщеннях з високою температурою умови для забезпечення електробезпеки несприятливі, тому що при цьому терморегуляція організму людини здійснюється, в основному, за допомогою потовиділення, а це приводить до зменшення опору тіла людини. Струмопровідний пил підвищує можливість випадкового електричного контакту людини з токоведучими частинами і землею. Тому необхідно створювати такі санітарно-гігієнічні умови на робочих місцях, які б забезпечили високий рівень електробезпеки.

Вплив стану навколишнього середовища ураховується класифікацією приміщення (ПУЕ) і умовами праці з небезпеки ураження електричним струмом.