Опасный ток для человека - это ток, который может вызвать серьезные повреждения органов и систем, а также смерть.
По данным Всемирной организации здравоохранения, смертельный исход наступает при воздействии на человека переменного тока напряжением 220 В и силой 50-100 мА в течение 0,1-3 секунд.
Постоянный ток более опасен, чем переменный, так как он вызывает сильную судорогу мышц, которая затрудняет отделение от источника тока. При постоянном токе напряжением 110 В смертельная доза составляет 300-500 мА.
От чего зависит величина опасного тока для человека
Электрический ток может быть опасным для человека по разным причинам:
- Во-первых, ток может вызвать ожоги кожи, мышц или внутренних органов.
- Во-вторых, ток может нарушить работу сердца или нервной системы, приводя к фибрилляции, параличу или потере сознания.
- В-третьих, ток может спровоцировать падение с высоты или удар об острые предметы, если человек держит в руках провод под напряжением.
Величина тока, при которой возникает опасность для жизни, зависит от ряда факторов, таких как:напряжение источника тока, сопротивление тела человека, продолжительность и частота воздействия тока, путь прохождения тока через тело, индивидуальная чувствительность человека к электрическому току.
В общем случае, считается, что ток силой менее 1 миллиампера (мА) не опасен для человека, а ток силой более 100 мА может быть смертельным.
Напряжение также влияет на опасность тока: чем выше напряжение, тем больше сила тока при одинаковом сопротивлении тела.
Время воздействия определяет степень повреждения тканей и органов: чем дольше человек подвергается току, тем больше риск развития осложнений.
Путь прохождения тока через тело зависит от точек контакта с проводом и заземления: самые опасные пути - через голову, сердце или легкие.
Индивидуальная чувствительность к току может различаться в зависимости от возраста, пола, состояния здоровья и других факторов.
Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока проходящего через тело человека.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Можно выделить следующие пороговые значения тока:
- Ощутимый ток – электрический ток, при прохождении через организм человека вызывающий ощутимые раздражения. Переменный ток силой 0,6 - 1,5 мА и постоянный – силой 5 - 7 мА. Указанные значения являются пороговыми ощутимыми токами, с них начинается область ощутимых токов.
- Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляет 10 - 15 мА переменного тока и 50 - 60 мА постоянного. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней.
- Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного при длительности 1 - 2 с по пути «рука–рука» или «рука–ноги». Фибрилляционный ток может достичь 5 А. Ток больше 5 А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.
Пороговые (наименьшие) значения ощутимого, неотпускающего и фибрилляционного токов представляют собой случайные величины, нормируемые значения которых определяются законом распределения и его параметрами. Численные значения токов соответствуют определенной вероятности возникновения данной биологической реакции.
Пороговый ощутимый ток — наименьшее значение тока, вызывающего при прохождении через организм человека ощутимые раздражения.
Пороговый неотпускающий ток — наименьшее значение тока, вызывающего при прохождении через человека судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.
Пороговый фибрилляционный ток — наименьшее значение тока, вызывающего при прохождении через организм человека фибрилляцию тканей сердца.
Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности.
Первый критерий – ощутимый ток. В качестве первого критерия для переменного тока частотой 50 Гц принят ток который не вызывает нарушений деятельности организма. Допускаемая длительность протекания такого тока через человека не более 10 мин.
Второй критерий – неотпускающий ток. В качестве второго критерия электробезопасности принят ток при протекании которого через человека вероятность отпускания равна 99,5%. Длительность воздействия такого тока ограничивается защитной реакцией самого человека.
Третий критерий – фибрилляционный ток. Это ток промышленной частоты, который при длительном воздействии 1 - 3 с не вызывает фибрилляцию сердца у человека массой 50 кг, с некоторым запасом принят равным 50 мА.
Таким образом, величина тока оказывает существенное влияние на степень поражения человека. При одинаковой длительности протекания тока через человека характер воздействия существенно изменяется от ощущения (0,6 - 1,6 мА) до неотпускания (6 - 24 мА) и фибрилляции сердца (более 50 мА).
Продолжительность действия электрического тока. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям.
При кратковременном воздействии (0,1 - 0,5 с) ток порядка 100 мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1 с, то этот же ток может привести к смертельному исходу.
С уменьшением длительности воздействия значения допустимых для человека токов существенно увеличиваются. Так, при изменении времени воздействия от 1 до 0,1 с допустимый ток возрастет примерно в 16 раз.
Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца.
Продолжительность одного периода кардиоцикла составляет 0,75 - 0,85 с. В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды. Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние.
Схема электрокардиограммы
В период диастолы желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла.
Для того чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15 - 0,2 с.
С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такого совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность возникновения фибрилляции сердца.
В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т, токи, значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца.
Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой
Ih = 50/t,
где Ih – ток, проходящий через тело человека, мА; t – продолжительность прохождения тока, с.
Эта формула действительна в пределах 0,1 - 1,0 с. Ее используют для определения предельно допустимых токов, проходящих через человека по пути «рука–ноги», необходимых для расчета защитных устройств.
Смотрите также: Как оценивается опасность поражения человека током электроустановки в электросетях различной конфигурации