Действие электрического тока на человека

Чем опасен электрический ток? Как электрический ток действует на человека

Факт действия электрического тока на человека был установлен в последней четверти XVIII века. Опасность этого действия впервые установил изобретатель электрохимического высоковольтного источника напряжения В. В. Петров. Описание первых промышленных электротравм появилось значительно позже: в 1863 г. — от постоянного тока и в 1882 г. — от переменного.

Электрический ток — направленное движение свободных электрических зарядов. Величина электрического тока — сумма электрических зарядов (электронов, ионов), проходящих через единицу площади поперечного сечения за секунду. У полупроводников наряду с электронами встречаются и «дыры». «Дыры» — носители положительного электрического заряда.

Единица измерения электрического тока — ампер, обозначается буквой А. В электрической лампе средней яркости при подключении в сеть возникает ток от 0,3 до 0,5 А. В молнии он может достигать 200000 А.

Электрический ток, электротравмы и электротравматизм

Под электротравмой понимают травму, вызванную действием электрического тока или электрической дуги.

Электротравматизм характеризуют такие особенности: защитная реакция организма появляется только после попадания человека под напряжение, т. е. когда электрический ток уже протекает через его организм; электрический ток действует не только в местах контактов с телом человека и на пути прохождения через организм, но и вызывает рефлекторное действие, проявляющееся в нарушении нормальной деятельности сердечно-сосудистой и нервной системы, дыхания и т. д. Электротравму человек может получить как при непосредственном контакте с токоведущими частями, так и при поражении напряжением прикосновения или шага, через электрическую дугу.

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым, и особенно летальным, исходом занимает одно из первых мест. Наибольшее число электротравм (60—70 %) происходит при работе на электроустановках напряжением до 1000 В. Это объясняется широким распространением таких электроустановок и сравнительно низким уровнем электротехнической подготовки лиц, эксплуатирующих их. Электроустановок напряжением свыше 1000 В в эксплуатации значительно меньше, и обслуживает их специально обученный персонал, что и обусловливает меньшее количество электротравм.

Причины поражения человека электрическим током

Причины поражения человека электрическим током следующие: прикосновение к неизолированным токоведущим частям; к металлическим частям оборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции; к неметаллическим предметам, оказавшимся под напряжением; поражение током напряжения шага и через дугу.

Виды поражений человека электрическим током

Электрический ток, протекающий через организм человека, воздействует на него термически, электролитически и биологически. Термическое действие характеризуется нагревом тканей, вплоть до ожогов; электролитическое — разложением органических жидкостей, в том числе и крови; биологическое действие электрического тока проявляется в нарушении биоэлектрических процессов и сопровождается раздражением и возбуждением живых тканей и сокращением мышц.

Различают два вида поражения организма электрическим током: электрические травмы и электрические удары.

Электрические травмы — это местные поражения тканей и органов: электрические ожоги, электрические знаки и электрометаллизация кожи.

Электрические ожоги возникают в результате нагрева тканей человека протекающим через него электрическим током силой более 1 А. Ожоги могут быть поверхностные, когда поражаются кожные покровы, и внутренние — при поражении глубоколежащих тканей тела. По условиям возникновения различают контактные, дуговые и смешанные ожоги.

Электрические знаки представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета в виде мозоли на поверхности кожи в месте контакта с токоведущими частями. Электрические знаки, как правило, безболезненны и с течением времени сходят.

Электрометаллизация кожи — это пропитывание поверхности кожи частицами металла при его разбрызгивании или испарении под действием электрического тока. Пораженный участок кожи имеет шероховатую поверхность, окраска которой определяется цветом соединений металла, попавшего на кожу. Электрометаллизация кожи не представляет собой опасности и с течением времени исчезает, как и электрические знаки. Большую опасность представляет металлизация глаз.

К электрическим травмам, кроме того, относятся механические повреждения в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц при протекании тока (разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервов, вывихи суставов, переломы костей), а также электроофтальмия — воспаление глаз в результате действия ультрафиолетовых лучей электрической дуги.

Электрический удар представляет собой возбуждение живых тканей электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц. По исходу электрические удары условно разделяют на пять групп: без потери сознания; с потерей сознания, но без нарушения сердечной деятельности и дыхания; с потерей сознания и нарушением сердечной деятельности или дыхания; клиническая смерть и электрический шок.

Клиническая, или «мнимая», смерть — это переходное состояние от жизни к смерти. В состоянии клинической смерти сердечная деятельность прекращается и дыхание останавливается. Длительность клинической смерти 6...8 мин. По истечении этого времени происходит гибель клеток коры головного мозга, жизнь угасает и наступает необратимая биологическая смерть. Признаки клинической смерти: остановка или фибрилляция сердца (и, как следствие, отсутствие пульса), отсутствие дыхания, кожный покров синеватый, зрачки глаз резко расширены из-за кислородного голодания коры головного мозга и не реагируют на свет.

Электрический шок — это тяжелая нервнорефлекторная реакция организма на раздражение электрическим током. При шоке возникают глубокие расстройства дыхания, кровообращения, нервной системы и других систем организма. Сразу после действия тока наступает фаза возбуждения организма: появляется реакция на боль, повышается артериальное давление и др. Затем наступает фаза торможения: истощается нервная система, снижается артериальное давление, ослабевает дыхание, падает и учащается пульс, возникает состояние депрессии. Шоковое состояние может длиться от нескольких десятков минут до суток, а затем может наступить выздоровление или биологическая смерть.

Пороговые значения электрического тока

Электрический ток различной силы оказывает различное действие на человека. Выделены пороговые значения электрического тока: пороговый ощутимый ток — 0,6...1,5 мА при переменном токе частотой 50 Гц и 5... 7 мА при постоянном токе; пороговый неотпускающий ток (ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник) — 10...15 мА при 50 Гц и 50...80 мА при постоянном токе; пороговый фибрилляционный ток (ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца) — 100 мА при 50 Гц и 300 мА при постоянном электрическом токе.

От чего зависит степень действия электрического тока на организм человека

Исход поражения также зависит от длительности протекания тока через человека. С увеличением длительности нахождения человека под напряжением эта опасность увеличивается.

Индивидуальные особенности организма человека значительно влияют на исход поражения при электротравмах. Например, неотпускающий ток для одних людей может быть пороговым ощутимым для других. Характер действия тока одной и той же силы зависит от массы человека и его физического развития. Установлено, что для женщин пороговые значения тока примерно в 1,5 раза ниже, чем для мужчин.

Степень действия тока зависит от состояния нервной системы и всего организма. Так, в состоянии возбуждения нервной системы, депрессии, болезни (особенно болезней кожи, сердечно-сосудистой системы, нервной системы и др.) и опьянения люди более чувствительны к протекающему через них току.

Значительную роль играет и «фактор внимания». Если человек подготовлен к электрическому удару, то степень опасности резко снижается, в то время как неожиданный удар приводит к более тяжелым последствиям.

Существенно влияет на исход поражения путь тока через тело человека. Опасность поражения особенно велика, если ток, проходя через жизненно важные органы — сердце, легкие, головной мозг, — действует непосредственно на эти органы. Если ток не проходит через эти органы, то его действие на них только рефлекторное и вероятность поражения меньше. Установлены наиболее часто встречающиеся пути тока через человека, так называемые «петли тока». В большинстве случаев цепь тока через человека возникает по пути правая рука — ноги. Однако утрату трудоспособности более чем на три рабочих дня вызывает протекание тока по пути рука — рука — 40 %, путь тока правая рука — ноги — 20 %, левая рука — ноги — 17 %, остальные пути встречаются реже.

Что опаснее - переменный или постоянный электрический ток?

Опасность переменного тока зависит от частоты этого тока. Исследованиями установлено, что токи в диапазоне от 10 до 500 Гц практически одинаково опасны. С дальнейшим увеличением частоты значения пороговых токов повышаются. Заметное снижение опасности поражения человека электрическим током наблюдается при частотах более 1000 Гц.

Постоянный ток менее опасен и пороговые значения его в 3 - 4 раза выше, чем переменного тока частотой 50 Гц. Однако при разрыве цепи постоянного тока ниже порогового ощутимого возникают резкие болевые ощущения, вызываемые током переходного процесса. Положение о меньшей опасности постоянного тока по сравнению с переменным справедливо при напряжениях до 400 В. В диапазоне 400...600 В опасности постоянного и переменного тока частотой 50 Гц практически одинаковы, а с дальнейшим увеличением напряжения относительная опасность постоянного тока увеличивается. Это объясняется физиологическими процессами действия на живую клетку.

Следовательно, действие электрического тока на организм человека многообразно и зависит от многих факторов.

Пороговые значения опасного тока

Классификация воздействия по силе тока

Согласно современным нормативам электробезопасности, воздействие тока классифицируется по пороговым значениям :

Величина и продолжительность тока — основной поражающий фактор. Чем больше сила тока и время воздействия, тем тяжелее последствия.

Частота тока: промышленная частота 50 Гц наиболее опасна для человека. При частоте свыше 1 кГц опасность снижается, при 450-500 кГц практически исчезает.

Род тока: переменный ток промышленной частоты в 4-5 раз опаснее постоянного при напряжении до 220 В. При напряжении свыше 500 В опасность постоянного тока возрастает.

Пути прохождения тока через организм

Наиболее опасные петли тока:

• Голова — руки (через головной мозг);

• Голова — ноги (через жизненно важные органы);

• Рука — рука (через сердце);

• Рука — ноги (через сердце и лёгкие).

Наименее опасный путь — нога-нога (нижняя петля), возникающий при шаговом напряжении.

Индивидуальные факторы

Электрическое сопротивление тела варьируется от 1000 до 100 000 Ом в зависимости от :

• Состояния кожи (сухая, влажная, повреждённая);

• Физического состояния человека;

• Психологического состояния;

• Наличия алкоголя в крови.

Клинические проявления электротравмы

Степени тяжести поражения

По международной классификации выделяют четыре степени электротравмы :

I степень — судорожные сокращения мышц без потери сознания, местные ожоги

II степень — судорожные сокращения мышц с потерей сознания при сохранении дыхания и сердечной деятельности

III степень — потеря сознания с нарушением сердечной деятельности или дыхания

IV степень — клиническая смерть (остановка сердца и дыхания)

Симптомы поражения электрическим током

Немедленные проявления:

• Ощущение удара, жжения, спазм мышц;

• Потеря или помутнение сознания;

• Общая слабость, заторможенность;

• Головная боль, головокружение.

Сердечно-сосудистые нарушения :

• Повышение, затем понижение артериального давления;

• Учащение пульса, аритмии;

• Расширение границ сердца.

Дыхательные расстройства:

• Влажные хрипы в лёгких;

• Кашель, одышка;

• Признаки острой дыхательной недостаточности.

Неврологические симптомы :

• Судороги, внутримозговое кровоизлияние;

• Ухудшение кратковременной памяти;

• Психологические нарушения, раздражительность;

• Слабость, паралич, онемение конечностей.

Местные повреждения

Электрические ожоги образуются в местах входа и выхода тока, их глубина прямо зависит от напряжения.

Электрические знаки — специфические повреждения кожи в виде пятен серого или бледно-жёлтого цвета с чёткими границами.

Металлизация кожи — проникновение частиц металла в верхние слои кожи при горении электрической дуги.

Первая помощь при поражении электрическим током

Алгоритм оказания помощи

Этап 1. Обеспечение безопасности :

1. Наденьте сухие диэлектрические перчатки, резиновую обувь;

2. Отключите источник тока (рубильник, выключатель);

3. При невозможности отключения — используйте сухие диэлектрические предметы (деревянная палка, доска);

4. Оттащите пострадавшего за сухую одежду минимум на 10 метров от места контакта.

Этап 2. Оценка состояния пострадавшего :

• Проверьте наличие сознания;

• Определите пульс на сонной артерии;

• Оцените самостоятельное дыхание;

• Проверьте реакцию зрачков на свет.

Этап 3. Реанимационные мероприятия :

• При отсутствии признаков жизни — немедленно начинайте сердечно-лёгочную реанимацию;

• При восстановлении дыхания — придайте устойчивое боковое положение;

• Наложите сухие асептические повязки на ожоги.

Этап 4. Поддерживающая терапия :

• Согрейте пострадавшего;

• При сохранённом сознании дайте тёплое питьё, валидол;

• Обеспечьте покой до прибытия медиков.

Особенности при высоком напряжении

При подозрении на воздействие напряжения свыше 1000 В запрещается приближаться к пострадавшему ближе 8 метров до полного отключения источника.

Профилактика электротравматизма

Технические меры защиты

Современные требования 2025 года включают :

• Обязательная установка УЗО с током срабатывания не более 30 мА на все розеточные группы;

• Запрет использования многогнездовых адаптеров («тройников»);

• Подключение к одной розетке не более одного электроприбора;

• Регулярное техническое обслуживание электроустановок.

Организационные меры

Группы электробезопасности: все работники, использующие ручные электрические машины напряжением более 25 В, должны иметь группу электробезопасности не менее II.

Обучение персонала должно включать теоретические знания и практические навыки оказания первой помощи.

Средства индивидуальной защиты

• Диэлектрические перчатки, боты, галоши;

• Изолирующие штанги и клещи;

• Указатели напряжения;

• Предупредительные плакаты и ограждения.

Часто задаваемые вопросы

В: Существует ли безопасное напряжение?
О: Нет, безопасного напряжения не существует. Зафиксированы смертельные случаи при напряжениях 12-65 В.

В: Чем опасен переменный ток по сравнению с постоянным?
О: Переменный ток частотой 50 Гц в 4-5 раз опаснее постоянного при напряжениях до 220 В из-за более сильного воздействия на нервную систему.

В: Можно ли прикасаться к пострадавшему от электротока?
О: Категорически нельзя прикасаться к пострадавшему без предварительного отключения источника тока и использования средств защиты.

В: Какой ток считается смертельно опасным?
О: Ток 100 мА при воздействии 1-3 секунды вызывает фибрилляцию сердца, токи свыше 5 А приводят к мгновенной смерти.

В: Нужно ли обращаться к врачу при лёгком поражении током?
О: Да, медицинское обследование обязательно даже при отсутствии видимых повреждений, так как возможны отсроченные осложнения.

Статья обновлена в соответствии с современными требованиями электробезопасности и нормативами 2025 года. Соблюдение правил электробезопасности — залог сохранения жизни и здоровья.