Основные причины поражения электрическим током

Из-за повсеместного использования электричества, как в производственных процессах, так и для решения бытовых задач, создается значительная угроза поражения электрическим током. Для предотвращения таких ситуаций существует ряд правил, позволяющих обезопасить персонал и простых обывателей от плачевных последствий безграмотного обращения с электричеством. Для этого важно понимать причины поражения электрическим током и меры, необходимые в тех или иных ситуациях для исключения поражения током.

Понятие электроудара

Под электрическим ударом следует понимать такую ситуацию, когда электрический заряд от источника тока в качестве одного из путей протекания или единственного пути использует человеческий организм. При этом направленное движение частиц создает самопроизвольное сокращение мышц, попадающих под его воздействие на пути протекания, ток разрушает ткани и наносит другие повреждения.

Электроудар может возникать как при нормальной работе электроустановок, так и в аварийных ситуациях (повреждение изоляции проводов, пробое диэлектриков, разрушении изоляторов, при горении электрической дуги и т.д.). Помимо взаимодействия с током в быту существует возможность поражения молнией. Но какое бы то ни было протекание тока, оно может вызвать ряд неблагоприятных последствий для организма человека.

Виды электротравм

Поражение электрическим током может носить характер местного или общего. А по месту их получения выделяют бытовое поражение электрическим током, в условиях производства, а также на природе.

Электричество может воздействовать на организм одномоментно, а также в течение определённого времени. Мгновенное поражение происходит за счёт тока, который превышает допустимые значения в течении короткого времени. Такой вид поражения требует госпитализации и нахождения человека как минимум в реанимационном отделении или хирургии. Связано это с возможной остановкой сердца. Хроническое воздействие электрического тока происходит вследствие длительного воздействия на организм электричества от генераторов большой мощности. При таком воздействии развивается повышенная утомляемость и нарушается сон, память, развиваются головные боли, начинают дрожать конечности, повышается артериальное давление, расширяются зрачки.

Принято также выделять и другие виды электротравм:

• Местная травма электричеством (когда страдают глаза, называется это электроофтальмия, также, когда под кожу попадает металл и расплавляется под воздействием электрической дуги).
• Общая травма электричеством (при таком виде травмы поражаются группы мышц, а само поражение проявляется судорогами, возможной остановкой сердца и дыхания).

Если взять всех поражённых электричеством, то:

• 20% имеют местные поражения;
• 25% поражённых имеют общие проявления, сопровождаемые электрическим шоком;
• у 55% поражение носит смешанный характер.

Как электричество действует на организм человека?

Если не рассматривать запланированные воздействия током, при медицинских или косметических процедурах приборами, действие которых направлено на пропускание электрического тока через ткани организма, то при всех случаях электрического травматизма организм получает три основных воздействия тока:

• Термическое – приводи к возникновению ожогов в точках воздействия электротока. В отличии от обычного, электрический ожог дополнительно усложняется повреждением тканей мелкими частицами раскаленного металла. Которые после удара остаются в кожных покровах, соответственно и заживание таких ран происходит дольше и требует дополнительных усилий. В зависимости от условий протекания электрического удара могут образовываться легкие, средние или тяжелые ожоги.
• Динамическое – вызывает сокращение и последующее повреждение мышц и связок. Так как все мышцы в организме управляются электрическими импульсами, то при протекании тока, происходит самопроизвольное их сокращение. Из-за чего может произойти механическое повреждение тканей – разрывы. А также судорожное сжатие конечностей, при котором человек не может самостоятельно разжать пальцы рук и освободиться от действия тока. Тот же эффект происходит и с сердцем, что может вызвать смертельный шок.
• Электролитическое – при протекании тока наиболее низким сопротивлением обладают кровеносные сосуды, которые и являются проводниками в организме. При прохождении электротока по сосудам кровь выступает в роли проводника, который при длительном воздействии разлагается на плазму и кровяные тельца.

В зависимости от ситуации повреждение может также привести к электрическому шоку. Состояние пострадавшего при этом характеризуется отсутствием адекватной реакции на происходящие события и расширенными зрачками. В таком состоянии сложно судить о нанесенных повреждениях организму, из-за того, что человек не может сообщить о собственном самочувствии. Поэтому его состояние определяется по косвенным факторам (пульс, дыхание и т.д.).

Физиологические эффекты

Током называется движение электронов или ионов в проводнике. Его количество, протекающее через человеческое тело, определяет реакцию на электроудар. Большинство воздействий на организм связано с нагревом тканей и стимуляцией нервов и мышц.

Потеря контроля над нервно-мышечной деятельностью может привести к травмирующим последствиям от падений до остановки дыхания или сердца. Примерный список поражающих воздействий выглядит следующим образом:

• 1 мА — порог чувствительности, ощущается как лёгкое покалывание;
• 10—20 мА — начало устойчивого мышечного сокращения (невозможно отпустить источник);
• 50—150 мА — экстремальные боли, остановка дыхания;
• 100—300 мА — фибрилляция желудочков сердца без летального исхода при кратковременном воздействии;
• около 2А — остановка сердца и необратимые повреждения внутренних органов.

Точки входа и сопротивление

Человеческое тело обладает сопротивлением току. Поскольку оно состоит почти целиком из воды, наименьшая проводимость присуща его оболочке — кожному покрову. Для мозолистой сухой руки этот показатель может иметь значения, превышающие сотню тысяч ом, благодаря толстому внешнему слою ороговевших мёртвых клеток.

Сопротивление кожи зависит от возраста, потливости, индивидуальных особенностей и резко падает в результате высоковольтного пробоя, разреза, глубокого истирания или при погружении в воду.

Электричество протекает из одной точки в другую. Человек, получающий электроудар, имеет как минимум две точки контакта с источником напряжения, одна из которых может быть заземлением. Ток в теле способен пройти через несколько путей одновременно, в этом случае его прохождение описывается законами Ома для параллельного и последовательного соединения.

Приблизительные показатели сопротивления человека:

• рука-рука: 1300 Ом;
• рука-нога: 1000 Ом;
• руки-ноги: 650 Ом;
• нога-нога: 1300 Ом.

Поражение может возникнуть от электрической дуги, вызванной прохождением тока через воздух. Если она не контактирует с человеком, то последствиями будут ожоги от её тепла в точке входа.

Высокоэнергетические дуги могут сопровождаться взрывами, вызывающими ударную волну, которая способна отбросить человека, разорвать барабанные перепонки и повредить внутренние органы.

Вам это будет интересно Как сделать простой регулятор напряжения своими руками

Напряжение и частота

Напряжение можно рассматривать как силу, которая проталкивает электрический ток через тело. При прочих равных условиях тепловой нагрев тканей от прохождения тока прямо пропорционален квадрату приложенного напряжения. Кости, сухожилия и жир обладают большим сопротивлением. Максимальная проводимость у нервов и сосудистых тканей.

Мембраны возбудимых тканей, таких как нервные и мышечные клетки, реагируют на изменение напряжения. При прохождении переменного тока достаточной силы они будут стимулироваться с максимально доступной для них частотой (предел их реакций ниже 50 Гц). Подобное воздействие приводит к полной потере контроля над судорожно сокращающимися мышцами.

Сердце в определённых периодах цикла сокращений чувствительно к такой стимуляции, поэтому уязвимо для воздействий, длительностью более одного цикла. В отличие от переменного тока, постоянный вызывает подобные эффекты только в момент размыкания и замыкания цепи. Поэтому даже если амплитуда велика, угроза попадания в уязвимый сердечный цикл незначительна.

Основные причины поражения электротоком

Причины воздействия электрического тока на организм человека могут обуславливаться различными факторами и ситуациями. Из-за этих отличий в ситуациях правила регламентируют использование тех или иных средств защиты или вменяют в обязательства выполнение определенных мер. В связи с чем, причины поражения подразделяются на такие, которые могут случаться в бытовых условиях, и те, которые могут возникать на производстве.

В быту

Наиболее частыми причинами поражения в бытовых условиях являются какие-либо неисправности или неосторожное обращение самого человека с эксплуатируемыми устройствами. Сила тока, воздействующая на человека, зависит от сопротивления электрической цепи, в которую входят сопротивление кожи, обуви, растеканиею тока в полу или какой-либо другой точке. Наименьшая величина сопротивления получается в случае наличия ранок на коже, мокрой поверхности рук или когда человек касается заземленных элементов.

Причины поражения током в быту

Особое внимание следует обратить на такие причины поражения:

• Нарушение изоляции внутри приборов – в большинстве своем все домашние пылесосы, чайники, микроволновки, стиралки и прочие помощники оснащаются надежной изоляцией еще на заводе. Но, в связи с естественным старением или из-за повреждения, сопротивление изоляции может нарушиться, что и обуславливает поражение электрическим током. Данная неполадка характеризуется переходом потенциала на корпус или металлические детали электрических приборов и обуславливает возникновение напряжения прикосновения.
• Повреждение изоляционной оболочки проводов – относится как к проводке, так и к всевозможным питающим шнурам и удлинителям. От мест, где происходили перегибы, удары или перетирания существует возможность поражения электротоком, особенно при попадании на них воды.
• Контакт с самодельными приборами и оголенными токоведущими частями. И то и другое не гарантирует человеку никакого соблюдения стандартов. Поэтому взаимодействие с сомнительными устройствами или оголенными проводами могут привести к тяжелому поражению током.
• Самопроизвольные попытки ремонта – когда люди без наличия необходимых навыков и знаний пытаются починить какие-то приборы или электропроводку. При этом они подвергаю себя опасности случайно прикоснуться к элементам, находящимся под напряжением, что и является причиной поражения. К примеру, при замене электрической лампы в светильнике, когда с патрона не снято напряжение.
• Использование выключателей или розеток с поврежденным корпусом. Корпус этих устройств выполняет функцию естественного барьера, который при повреждении открывает доступ к токоведущим элементам и возникает угроза поражения током.
• Попытки замены ламп при наличии напряжения в патроне – по причине неосторожности человек может коснуться внутренних элементов, что приведет к поражению электротоком. Также возможна ситуация, когда перегоревшая лампа разрушается, и распадается в руках, а какие-то детали могут стать проводниками электротока. При этом отключенный выключатель не является гарантией отсутствия напряжения из-за того, что он может не разрывать фазу.
• Эксплуатация электрических приборов совместно с водой – попытки сушить голову феном и пользоваться электробритвой, находясь в ванной, доливка воды во включенный электрочайник и прочие варианты при контакте устройства с водой могут стать причиной поражения током.
• Временная проводка на скрутках – нередко в быту, чтобы ускорить подачу напряжения и не тратить уйму времени на полноценную прокладку в стену или хотя бы канал делают подключение открытым способом. Именно такие «сопли», развешенные в разрез всех норм по дому, сараю или гаражу могут стать причиной поражения током.

На производстве

Преимущественное большинство работ, которые выполняются на производстве, предусматривают ряд мер, направленных на предупреждение поражения электротоком. Но, из-за нарушения этих мероприятий и правил персонал, контактирующий с электроустановками или просто выполняющий работы в непосредственной близи, может попасть под воздействие напряжения.

Рассмотрите наиболее частые причины поражения током на производстве:

• Отсутствие защитных средств или использование непригодных. Особенно актуально в тех ситуациях, когда какие-либо устройства остаются под напряжением во время работы на них.
• Нарушение изоляции и отсутствие заземление – в силовых цепях это повреждение изоляторов, изоляции кабелей и прочие тяжелые повреждения оборудования. Они обуславливают наличие потенциала на корпусе, несущих конструкциях, которые могут привести к смертельному поражению в случае контакта. Изначально, заземление предусматривается как страховка на случай повреждения изоляции, поэтому поражение током возможно лишь при отсутствии или неисправности заземления.
• Горение электрической дуги – может происходить как неотъемлемая часть работы тех же выключателей, сварочных аппаратов или короткозамыкателей, так и аварийная ситуация. Поражение дугой может вызвать ожоги, характеризоваться переходом части заряда и последующим прохождением тока через человека.
• Падение проводов на землю – создает опасную зону, которая составляет 10 м для открытой местности и 8 м для помещений. В этом пространстве происходит растекание токов, если защита не отключает линию. Из-за растекания токов на поверхности грунта образуется потенциал, который уменьшается пропорционально удалению от точки падения. В такой зоне причиной поражения становится шаговое напряжение, образуемое разностью потенциалов между стопами человека.

  
  Шаговое напряжение

• Нарушение требований знаков безопасности – большинство опасных мест на предприятии ограждается. На самом ограждении или в местах возможной подачи напряжения вывешиваются временные или устанавливаются постоянные знаки или плакаты. В случае, когда человек намеренно или по неосторожности нарушает требование знаков, может произойти поражение током.
• Если коммутация или срабатывание не произошли или выполнены не полностью. Так как большинство высоковольтного оборудования управляется дистанционно, а узлы электрических контактов в выключателях и разъединителях довольно сложно проконтролировать, информацию об отсутствии напряжения получают посредством указателей или сигнализаторов. В случае, когда по механическим причинам выключатель или разъединитель не отключил хотя бы одну из фаз, возникает угроза поражения током на каком-то участке сети, поэтому обязательно необходимо пользоваться указателем.
• Ошибочная подача напряжения – при выполнении работ со снятием напряжения, в линию или на электроустановку случайно может быть подан потенциал как работниками, так и в результате аварийной ситуации. Если персонал выйдет за пределы защитной зоны, огражденной заземлениями, или вовсе не установит их, то для них возникает угроза поражения током.
• Наведенное напряжение – является наиболее опасным фактором в обесточенных проводах и нейтральных элементах (участках проводника, огражденных двумя изоляторами). На производстве наиболее опасным считается поражение постоянным током. Потому что частота переменного тока самостоятельно спадает до нуля и снова поднимается, из-за чего его воздействие является непостоянным.

  
  Образование наведенного напряжения

• Нарушение порядка снятия или завешивания заземления – согласно требований правил при установке заземления сначала его соединяют с землей, а затем завешивают на проводник. В противном случае, при наличии потенциала в линии, работник сначала подведет заземление под потенциал линии, а когда попытается подключить его к заземляющему контуру, сам станет элементом в цепи протекания тока. Снятие заземления производится в обратном порядке – сначала снимается с токоведущих элементов, а потом отключается от контура. При снятии так же существует подобная угроза.

Сила воздействия

Решающее значение для последствий ударов током человека имеет время его воздействия и плотность тока (количество на единицу площади), прошедшего через ткани и органы, а также количество выделенного при этом тепла.

Не стоит недооценивать вероятность несчастных случаев, вызванных падениями и связанных с ними последствиями. К факторам, влияющим на масштабы прямого поражения, относят:

• тип тока (переменный или постоянный);
• частоту (для импульсного или переменного);
• состояние здоровья человека и его возраст;
• наличие в теле медицинских имплантов;
• путь протекания через тело (например, рука-рука или левая рука — правая нога);
• величину шагового напряжения.

Травмы от низкого напряжения чаще носят фатальный характер, чем от высокого. Взрывной эффект от образования плазмы при воздействии источников свыше 1000 В отбрасывает жертву от проводников, ограничивая время контакта.

В таких случаях повреждения могут быть удивительно ничтожными. В противоположность этому, бытовой ток частотой в 50 Гц способен стимулировать сокращение мышц и вызвать непроизвольный захват, продлевая воздействие электричества, что существенно усугубляет последствия.

Аналогичный эффект возникает при попадании в человека молнии. Это природное явление можно описать в таких цифрах:

• потенциал электрического поля между облаками и поверхностью земли достигает миллиарда вольт;
• разряд длится около 0,02 сек;
• сила тока разряда может составлять до 100000 А;
• температура в плазменном канале может составлять 10 000 °C.

Однако большинство жертв выживает после контакта с грозовым разрядом по причине его косвенного воздействия, которое можно сравнить с эффектом взрывной волны. Прямое попадание также редко смертельно по причине кратковременности электрического тока.

Контакты с высоким напряжением иногда могут выглядеть парадоксально. Например, птица способна комфортно сидеть на линиях электропередач с высоким напряжением. В то же время последнее способно разрушать электрические изоляторы, такие как краски, кожа, обычная обувь и перчатки. Это происходит потому, что птица, в отличие от человека, не имеет возможности быть достаточно близко к земле, чтобы замкнуть цепь на грунт или подвергнуть изоляцию своих покровов разрушительному воздействию дуги.

Вам это будет интересно Описание и разновидности вводно-распределительных устройств (ВРУ)

Что делать в случае поражения током?

Если вы стали свидетелем того, что кто-то поражен электричеством и еще находится под его воздействием, вам необходимо как можно быстрее освободить его. Так как исход электротравмы напрямую зависит от длительности контакта, скорость реагирования должна быть максимальной.

Во-первых, необходимо обесточить электроустановку или ее части, с которыми взаимодействует человек. Лучше всего для этого подойдут автоматы, рубильники или предохранители, расположенные в непосредственной близи. Для высоковольтных сетей их аналогом являются выключатели и разъединители. Если под рукой их нет, чтобы уменьшить длительность воздействия могут использоваться другие меры.

Самым важным правилом при освобождении является соблюдение самим спасающим правил безопасности, чтобы и ему не оказаться пораженным током. В остальном, чтобы предотвратить смертельный исход, подойдут любые средства.

Овобождение до 1000 В
Для линий до 1 кВ может подойти любая сухая одежда, намотанная на руку, в идеале это должны быт диэлектрические перчатки. Ими можно оттянуть пострадавшего за отстающие концы именно сухой одежды. Воспользоваться инструментом с изолированными ручками, чтобы перекусить провод. Также можно разорвать электрическую цепь посредством помещения между пострадавшим и землей листа диэлектрика.

Удаление провода штангой

В устройствах выше 1 кВ приближаться к пострадавшему опасно уже тем, что спасающий и сам может попасть под шаговое напряжение. Но, при этом можно сделать наброс любого неизолированного провода между источником и пострадавшим. Попытаться оттащить провод изолирующей штангой, но в диэлектрических перчатках. Кабель, также в перчатках, разрешается пофазно перерубать топором.

Помощь при поражении током

В первую очередь необходимо обесточить место инцидента, а пострадавшего – высвободить от контакта с источником без прямых прикосновений. Для этого используют диэлектрики – резиновые листы, жгуты, кожаные ремни, сухие деревянные палки, шесты. По возможности на руки надевают резиновые перчатки.

Если больной не может самостоятельно дышать, то незамедлительно приступают к искусственной вентиляции легких – «изо рта в рот». Периодическую поддержку дыхания следует продолжать в течение последующих четырех часов.

В случаях, когда у человека отсутствует сердцебиение, делают непрямой массаж сердца совместно с искусственной вентиляцией легких. Если травма вызвана ударом молнии и наблюдается асистолия, проводят удар рукой по сердцу, затем искусственное дыхание.

Если поражение произошло от контакта с низким напряжением, то выполняют дефибрилляцию. При осмотре особое внимание уделяют наличию переломов и ушибов позвоночника.

Помощь пострадавшему от поражения электротоком – дефибрилляция

Получившего электрохимические ожоги человека, следует немедленно доставить в ожоговое отделение или травматологию.

Обработка ран в условиях стационара заключается в удалении омертвевших слоев кожи. Практически во всех случаях проводятся мероприятия, направленные на исключение распространения инфекций в организме – антимикробное лечение.

Больным, пребывающим в коме, необходим постоянный мониторинг внутричерепного давления. При осложнениях, травмах головы следует применять специальную терапию.

Меры защиты от поражения электрическим током

Чтобы избежать поражения током и минимизировать причины, способные его обусловить достаточно придерживаться ряда простых правил:

• Не прикасаться к электрическим приборам, выключателям, вилкам, розеткам мокрыми руками;
• Не допускать включения в сеть неисправных приборов или устройств, у которых отсутствует заземление корпуса (отсутствие допускается только у приборов, рассчитанных на очень низкое напряжение);
• Не нарушать указаний, предписываемых электрическими знаками, которые регламентируют те или иные действия;
• Не бросать включенными приборы, уходя из дома, не допускать выдергивания вилки за шнур;
• При работе в электроустановках обязательно выполнять требования правил, инструкций, порядок технологических процессов;
• Работу в электроустановках выполнять только с применением необходимых средств защиты.

Что такое электротравмы и электротравматизм?

Электротравма — нарушение анатомических соотношений и функций тканей и органов, сопровождающееся местной и общей реакцией организма и вызванное воздействием электрического тока на организм человека от неисправного электрооборудования или электрических сетей.

Электротравматизм — совокупность электротравм, возникающих и повторяющихся в тот или иной период времени в некоторых группах населения в аналогичных трудовых, коммунально-бытовых и спортивных условиях.

В чем заключается опасность поражения электротоком?

Опасность поражения электрическим током заключается в том, что электроток не видим, не имеет запаха, и воздействие его можно ощутить лишь при прикосновении человека к неисправному электрооборудованию или к электрической сети, а также в случае наведенного напряжения от электрической сети высокого напряжения.

Какие факторы повышают вероятность возникновения электротравм на предприятиях?

Содержание электрооборудования в неудовлетворительном состоянии, доступные токоведущие части электрооборудования для посторонних лиц. Отсутствие графиков планово-предупредительного ремонта или несвоевременное их выполнение. Нарушение электротехническим персоналом организационно-технических мер безопасности, которые необходимо выполнить перед началом работ в электроустановках и в ходе этих работ. Работа на неисправном электрооборудовании. Применение инструмента и приспособлений, не прошедших своевременные электрические испытания. Недостаточное применение электрозащитных средств. Ненастная погода.

Недостаточное обучение работников по вопросам электробезопасности, недооценка работниками степени опасности поражения электрическим током. Наличие медицинских противопоказаний к работе в электроустановках.

Каковы особенности поражения электрическим током?

Электричес­кий ток оказывает на человеческий организм биологическое, электролитичес­кое и термическое воздействие.

Биологическоевыражается в раздражении и возбуждении живых клеток организма, что приводит к непроизвольным судорожным сокращениям мышц, нарушению нервной системы, органов дыхания и кровообращения. При этом могут наблюдаться обмороки, потеря сознания, расстройство речи, судороги, нарушение дыхания (вплоть до остановки). При тяжелой электротравме смерть может наступить мгновенно.

Электролитическоевоздействие проявляется в разложении плазмы крови и других органических жидкостей, что может привести к нарушению их фи­зико-химического состава.

Термическоевоздействие сопровождается ожогами участков тела и перегре­вом отдельных внутренних органов, вызывая в них различные функциональ­ные расстройства.

Возникающая электрическая дуга вызывает местные повреждения тканей и органов человека.

На какие виды можно подразделить электротравмы?

Многообразие действий электрического тока на организм услов­но можно свести к двум видам: местным электротравмам, когда возникает местное повреждение организма, и общим электротравмам (электрические удары), когда поражается весь организм из-за нарушений нормальной деятельности жизненно важных органов и систем.

Местные электротравмы:

—электрические ожоги обусловлены либо нагревом участка тела человека, через который проходит электрический ток, либо воз­действием на человека оказавшегося в зоне электрической дуги;

— электрические знаки, именуемые знаками тока или электриче­скими метками, представляют собой резко очерченные пятна се­рого или бледно-желтого цвета на поверхности тела человека, подвергнувшегося действию тока. Встречаются знаки в виде ца­рапин, кровоизлияний в кожу, мозолей и мелкоточечной татуи­ровки или напоминает фигуру молнии. Обычно электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно;

—металлизация кожи — проникновение в верхние слои кожи мель­чайших частичек металла, расплавившегося под воздействием электрической дуги;

—механические повреждения являются следствием резких непро­извольных судорожных сокращений мышц под действием элек­трического тока в виде разрывов сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани;

—электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возни­кающее в результате воздействия мощного потока ультрафиоле­товых лучей, обычно от электрической дуги.

Общие электротравмы (электрические удары):

— судорожное сокращение мыши без потери сознания;

— судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранив­шимся дыханием и работы сердца;

— потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыха­ния (или того и другого вместе);

— клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.