Факторы, определяющие тяжесть поражения человека электрическим током

Поражающее действие тока на организм человека зависит от многих факторов, из которых можно выделить наиболее существенные:

– величина тока через человека в момент поражения;

– длительность воздействия электрического тока;

– сопротивление человека в момент поражения;

– род и частота тока;

– путь протекания тока в теле человека;

– индивидуальные свойства человека;

– факторы окружающей среды.

Величина тока, проходящего через человека, является основным фактором, определяющим тяжесть электротравматизма. По степени воздействия электрического тока на организм человека различают три пороговых значения: ощутимое, неотпускающее и фибрилляционное.

Пороговый ощутимый ток вызывает при прохождении его через организм ощутимые раздражения в форме лёгких покалываний, когда его величина достигает 0, 5…1, 5 мА (указанные пределы относятся к переменному току промышленной частоты 50 Гц). Постоянный ток вызывает такие же воздействия при больших значениях тока (6…7 мА). Ощутимый ток вызывает у человека малоболезненные раздражения, и самым главным является возможность человека самостоятельно освободиться от токоведущей части оборудования, находящейся под напряжением.

Неотпускающий ток при прохождении через человека приводит к возникновению неуправляемых судорожных сокращений мышц. Величина порогового неотпускающего тока составляет для переменного от 10 до 15 мА и для постоянного тока от 50 до 60 мА. Следует особо подчеркнуть, что при таких величинах тока человек уже не может целенаправленно управлять собственной мышечной системой и самостоятельно отключиться от электрической цепи.

Фибрилляционный ток вызывает при прохождении его через организм фибрилляцию сердца. Пороговое значение фибрилляционного тока составляет 100 мА для переменного и 300 мА для постоянного тока при длительности действия в интервале от 1 до 2 с по характерным схемам включения человека в электрическую цепь «рука – рука» или «рука – ноги».

Фибрилляция сердца проявляется в виде хаотических сокращений волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых нарушается нормальный режим кровообращения.

Сопротивление тела человека в отличие от обычных проводников обусловлено не только его физическими свойствами, но и взаимосвязанными биохимическими и биофизическими процессами, характерными только для живой материи. Поэтому сопротивление тела человека является нелинейной переменной величиной, зависящей от комплекса факторов: состояния кожи, параметров полной электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Электрическое сопротивление различных тканей тела человека неодинаково: кожа, жировая ткань, сухожилия и кости имеют значительное сопротивление (103…104 Ом м), а мышцы, кровь, лимфа, спинной и головной мозг – малое сопротивление (1…2 Ом м) при промышленных частотах тока 50…60 Гц. Так как кожа обладает очень большим удельным сопротивлением, то её конкретное сопротивление в момент поражения человека электрическим током является главным фактором, определяющим сопротивление тела человека в целом.

Путь прохождения электрического тока через тело человека зависит от схемы включения человека в электрическую цепь и определяет тяжесть электротравматизма. Путь прохождения тока (так называемая петля тока) через жизненно важные органы (головной мозг, сердце и лёгкие) является самым опасным для человека. Наиболее опасные петли «голова – ноги» и «голова – руки» образуются достаточно редко, но они являются основой при проектировании и эксплуатации защитных устройств в электросистемах.

Индивидуальные свойства человека обусловливают индивидуальное сопротивление человека, которое изменяется при физической нагрузке, заболевании человека. Например, пол и возраст существенно сказываются на пороговом ощутимом токе, для женщин он уменьшается в среднем на 30 %. Физически крепкие люди легче переносят воздействие электрического тока по сравнению с ослабленными различными заболеваниями. Лица, страдающие болезнями сердца, нервными заболеваниями, а также находящиеся в состоянии усталости или алкогольного опьянения, подвергаются большей опасности поражения электрическим током.

Состояние окружающей среды также сказывается на механизме поражения. Наличие в воздухе рабочих помещений химически активных и токсичных газов, попадающих в организм человека, снижает его полное электрическое сопротивление. Во влажных и сырых помещениях нарушается нормальный влагообмен человека, что приводит к увлажнению кожи, сопровождающемуся значительным уменьшением сопротивления кожного покрова. При работе в помещениях с высокой температурой окружающей среды или со значительной физической нагрузкой характерным является усиленное потовыделение, при этом электропроводимость кожного покрова увеличивается.