Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

Степень воздействие тока на организм человека по характеру и последствиям поражения зависит от следующих факторов:

• величины силы тока протекающего через тело человека I_h
• напряжение прикосновения U_пр;
• длительности воздействия (протекания) тока t_c;
• электрического сопротивления человека R_ч
• рода частоты и пути прохождения тока через тело человека;
• состояния здоровья человека и фактора внимания.

Согласно стандарту ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов. При выборе и расчете технических устройств и других средств защиты учитываются три основных параметра: сила тока, напряжение прикосновения, и длительность протекания тока.

Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения прикосновения U_пр и сопротивления тела человека R_ч.

I_Ч = U_ПР / R_Ч.

Сопротивление тела человека – величина нелинейная, зависящая от многих факторов: сопротивления кожи ( сухая, влажная, чистая, поврежденная и т. д.); от величины тока и приложенного напряжения; от длительности протекания тока.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний роговой слой кожи:

• при снятом роговом слое R_Ч = 600 - 800 Ом;
• при сухой неповрежденной коже R_Ч = 10 - 100 кОм;
• при увлажненной коже R_Ч = 1000 Ом.

Для анализа травматизма сопротивление кожи человека принимают R_Ч = 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 R_Ч с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток человека l_Ч, тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.

Оказывается, что биологическая ткань реагирует на электрическое раздражение, только в момент возрастания или убывания тока.

Основным поражающим фактором является сила тока, протекающего через тело человека и обусловливающего различную реакцию организма – от ощущения легкого зуда ( 0,6 – 1, 5 мА частоты 50 Гц – для переменного тока и 5-7 мА – для постоянного тока) до непроизвольного судорожного сокращения тканей и мышц (25 мА переменного и 80мА постоянного тока), а также фибриляции сердца (хаотических, быстрых и разновременных сокращений волокон сердечной мышцы – фибрилл – при которых сердце не в состоянии обеспечить движение крови по кровеносным сосудам и его остановки (100 мА и выше)

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.

Оказывается, что ток в теле человека проходит не обязательно по кратчайшему пути. Наиболее опасным является прохождение тока через дыхательные органы и сердце по продольной оси (от головы к ногам).

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.

Исход поражения при воздействии электрического тока 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.