- механические повреждения - возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. К этому же виду травм следует отнести ушибы, переломы, вызванные падением человека с высоты, ударами о предметы в результате непроизвольных движений или потери сознания при воздействии тока. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения.
Электрический удар — это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени:
I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II — судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца;
III — потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV — клиническая смерть, т- е. отсутствие дыхания и кровообращения.
При длительном воздействии токов величиной несколько десятков миллиампер и времени действия 15—20 с может наступить паралич дыхания и смерть.
Токи величиной 50—80 мА приводят к фибрилляции сердца, которая заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца, в результате чего прекращается кровообращение и сердце останавливается.
Как при параличе дыхания, так и при параличе сердца функции органов самостоятельно не восстанавливаются, в этом случае необходимо оказание первой помощи (искусственное дыхание и массаж сердца).
Кратковременное действие больших токов не вызывает ни паралича дыхания, ни фибрилляции сердца. Сердечная мышца при этом резко сокращается и остается в таком состоянии до отключения тока, после чего продолжает работать.
Действие тока величиной 100 мА в течение 2—3 с приводит к смерти (смертельный ток).
Причинами смерти в результате поражения электрическим током могут быть: прекращение работы сердца, прекращение дыхания и электрический шок.
Прекращение работы сердца как следствие воздействия тока на мышцу сердца наиболее опасно. Это во действие может быть прямым, когда ток протекает через область сердца, и рефлекторным, когда ток проходя через центральную нервную систему. В обоих случая может произойти остановка сердца или наступить фибрилляция (беспорядочное сокращение мышечных волокон сердца — фибрилл), что приводит к прекращению кровообращения.
Прекращение дыхания может быть вызвано пряма или рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. При длительном действии тока наступает так называемая асфиксия (удушье) — болезненное состояние в результат недостатка кислорода и избытка диоксида углерода в организме. При асфиксии утрачивается сознание, чувствительность, рефлексы, затем прекращается дыхание и, наконец, останавливается сердце — наступает клиническая смерть.
Электрический шок — своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить полное выздоровление как результат своевременного лечебного вмешательства или гибель организма из-за полного угасания жизненно важных функций.
3. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током
Воздействие тока на организм человека по характеру и последствиям поражения зависит от следующих факторов:
— величина тока;
— длительность воздействия тока;
— частота и род тока;
— приложенное напряжение;
— сопротивления тела человека;
— путь прохождения тока через тело человека;
— состояние здоровья человека;
— фактор внимания.
Исход поражения электрическим током в целом определяется количеством «поглощенной» организмом энергии протекания электротока.
Величина тока, протекающего через тело человека, зависит от напряжения, прикосновения и сопротивления тела человека: Iч = Uпp / Rч Rx
Электрическое сопротивление тела человека. Тело человека является проводником электрического тока, правда, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.
Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы. Наружный слой — эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом и незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление достигает 104-106 Ом-м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи, сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.
Сопротивление тела человека — величина нелинейная, зависящая от многих факторов: от 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 Rч = 600 — 800 Ом;
— при сухой неповрежденной коже Rч - 10 — 100 кОм;
— при увлажненной коже Rч = 1000 Ом.
Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500 Ом.
Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зависит от длины и поперечного размера участка тела, по которому проходит ток.
Наружное сопротивление тела состоит как бы из двух параллельно включенных сопротивлений: активного и емкостного. В практике обычно пренебрегают емкостным сопротивлением, которое незначительно, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным.
По решению МЭК (Международной электротехнической комиссии), в расчетах по обеспечению защиты от электротравматизма сопротивление человека принимают равным 1 кОм, т. е. Rч - 1000 Ом.
С ростом тока, проходящего через человека, его сопротивление уменьшается, так как при этом увеличивается нагрев кожи и растет потоотделение. По этой же причине снижается Rч с увеличением длительности протекания тока. Чем выше приложенное напряжение, тем больше ток через человека и тем быстрее снижается сопротивление кожи человека.
Оказывается, что биологическая ткань реагирует на электрическое раздражение только в момент возрастания или убывания тока.
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 450 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 тому подобного человек подвергается более сильному поражению при меньших значениях тока, так как 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 тонкой кожей женщин.
При применении спиртных напитков сопротивление тела человека падает, уменьшается сопротивляемость организма человека и внимaниe. Исход поражения становится все более серьезным.