Действие электрического тока на организм человека

Технический прогресс в судостроении характеризуется увеличением энерговооруженности судов и насыщением их современными видами электрооборудования. В результате дальнейшего развития средств автоматизации судовождения и управления энергетическими установками, повышения уровня механизации палубных и ремонтных работ' увеличилась суммарная протяженное и, судовых энергетических коммуникаций, котораяимеет большую длину. Из-за этого необходимо повышенное внимание к вопросам электробезопасности на флоте.

На современных судах весь судовой экипаж, а не только специалисты-электромеханики, связан с обслуживанием электрооборудования и различных электрических приборов. Поэтому в условиях плавания на морском судне электротравму возможно получить в процессе эксплуатации электротехнического оборудования и при выполнении других судовых работ: на камбузе, в прачечной, в танке, котле или цистерне, при глажении белья и т. д. Для повышения безопасности труда на морских судах важно, чтобы каждый член экипажа, независимо от его специальности, хорошо ориентировался в вопросах электробезопасности. С помощью анализа травматизма на флоте можно определить следующие основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока: прикосновение или приближение на опасное расстояние к неизолированным токоведущим частям электрооборудования; появление напряжения _#на нетоковедущих металлических частях электрооборудования (на корпусах электромашин, станков и пр.) в результате пробоя изоляции, повреждения заземляющих и отключающих устройств; ошибочное включение сети, с токоведущими частями которой работали люди; воз­никновение шагового напряжения на поверхности земли в зоне растекания тока; снижение сопротивления изоляции токоведущих частей, своевременно не обнаруженное вследствие неудовлетворительного контроля технического состояния; низкая трудовая дисциплина и нарушение правил техники безопасности.

Действие электрического тока на организм человека может вызвать электрические травмы и электрические удары.

Электрический удар, представляющий наибольшую опасность из всех видов электротравм, может возник-

нуть в результате рефлекторного, т. е. через нервную систему, воздействия малых и высоких параметров тока, характеризуется поражением центральной нервной си­стемы, органов дыхания и кровообращения, судорожными сокращениями мышц, фибрилляцией сердца и может привести к смерти человека.

Характер и последствия поражения человека электрическим током зависят от ряда факторов- силы тока, продолжительности его действия, пути тока через тело человека, рода, частоты и напряжения тока, сопротивления тела человека, состояния окружающей среды и изоляции токоведущих частей электрооборудования. Рассмотрим характер влияния на организм человека электрического тока с различными параметрами.

Сила тока, проходящего через человека, является определяющим фактором при исходе поражения. Электрические токи можно условно классифицировать в зависимости от их значения и характера физиологического воздействия на человека.

Токи, вызывающие лишь покалывание в пальцах и легкое жжение, т. е. незначительные раздражения нервных окончаний в коже, называют пороговыми. Значение их колеблется в пределах 0,6—1,5 мА для переменных токов частотой 50—60 Гц и 5—7 мА для постоянных токов.

При действии переменных токов, не превышающих 8—10 мА, человек ощущает сильную боль в пальцах и кистях рук, кроме того, могут возникнуть судороги мышц. При таком размере переменных токов, называемых отпускающими, у человека, вошедшего в контакт с токоведущей частью оборудования, сохраняется возможность самостоятельно освободиться от нее.

Наибольшим значением отпускающего постоянного тока считается ток силой 50—70 мА, переменного 10 мА. Переменный ток промышленной частоты, сила которого превышает 10—15 мА, вызывает сильные и болезненные судороги мышц, не позволяющие человеку разжать руку, отбросить провод, т. е. самостоятельно освободиться от токоведущей части оборудования. Ток такой силы, называемый пороговым неотпускающим, может вызвать потерю сознания и смерть человека. Ток силой 100 мА и более является безусловно смертельным для человека, вызывая остановку сердца или фибрилляцию. Фибрилляция характеризуется беспорядочными хаотическими сокращениями волокон сердечной мышцы (фибрилл), что вызывает нарушение функций сердца и его остановку.

Исход поражения электрическим током в большой степени зависит от времени его протекания через организм человека. Чем дольше человек подвержен воздействию тока, тем выше вероятность поражения. Это объясняется следующим. С увеличением времени воздействия тока резко повышается температура участка тела в месте контакта, что приводит к снижению сопротивления верхнего защитного слоя кожи и, соответственно, к возрастанию силы тока до опасного значения, способного вызвать поражение организма. Воздействие переменного тока промышленной частоты в течение 0,01 с считается безопасным для человека. Время безопасного воздействия постоянного тока равно 0,05 с.

Чем выше напряжение тока в сети, тем меньше потребуется времени для поражения человека. Для здоровья человека представляет опасность воздействие переменного и постоянного тока, хотя практикой установлено, что постоянный ток напряжением до 500 В действует слабее на организм человека, чем переменный. При напряжении 500 В опасен как переменный, так и постоянный токи. При увеличении напряжения свыше 500 В опасность поражения от воздействия переменным током возрастает. Постоянный ток до определенного уровня напряжения ощущается только в моменты вклю-130

чения и выключения. Физиологическое действие его на организм человека в основном тепловое.

Частота переменного тока существенно влияет на исход поражения. Наиболее опасным является ток промышленной частоты 40—60 Гц. При повышении частоты до 450—500 Гц даже с увеличением силы тока опасность поражения несколько снижается. Токи высокой частоты (выше 200 кГц) с точки зрения возможности электрического удара опасности не представляют, хотя и могут вызывать тяжелые ожоги. Токи сверхвысоких частот также не опасны для жизни человека, но создаваемые ими электромагнитные поля могут оказать вредное воздействие на человека и вызвать патологические изменения в его организме.

Степень поражения человека электрическим током зависит и от пути тока через его организм, т. е. от положения точек входа и выхода тока. Исход поражения при этом будет определяться силой тока, прошедшего через жизненно важные органы человека — сердце, легкие, мозг. Наиболее опасен путь тока по линии от рук к ногам. В этом случае электрический ток поражает центральную нервную систему, органы кровообращения и дыхания. Однако человек может быть поражен электрическим током и в случае наименее опасного его пути через организм — от ноги к ноге, хотя через сердце при этом пройдет лишь около 0,4% общего значения силы тока.

Исход воздействия тока на человека зависит от электрического сопротивления его тела. Это сопротивление изменяется в широком диапазоне (от сотен до миллиона Ом) в зависимости от ряда факторов: психофизического состояния, изоляции человека относительно земли, состояния окружающей среды и т. д.

Электрическое сопротивление организма человека складывается из сопротивлений его кожных покровов и внутренних тканей. Сопротивление тканей внутренних

органов человека невелико и находится в пределах от 600 до 1000 Ом. Сопротивление верхнего ороговевшего слоя чистой сухой кожи (эпидермиса) достигает значительного размера (миллионов Ом). Этот слой и выполняет основные биологические защитные функции организма человека при воздействии на него электрического потенциала. Однако при увлажнении и повреждении кожи ее электрическое сопротивление значительно уменьшается. Из-за увеличения параметров тока и времени его воздействия на человека снижается Защитная роль кожи. В этом случае снижение сопротивления кожи и последующий электрический пробой ее зависят от потоотделения в месте контакта с электрическим проводником, которое вызвано тепловым воздействием тока. Таким образом, общее сопротивление тела становится равным сопротивлению внутренних тканей. В связи с этим за расчетное среднее значение электрического сопротивления организма человека условились принимать 1000 Ом.

Сложный механизм электротравмы и исход поражения человека электротоком зависят от многих факторов, основные из которых рассмотрены выше. Как же установить критерии безопасности электротока для практического его использования? Из-за постоянно меняющегося сопротивления человеческого тела нельзя заранее установить значение проходящего через него тока. электрических цепей напряжение является основным фактором, вызывающим в каждой из них ток определенной силы.

Поэтому для установления безопасных условий эксплуатации электрического оборудования исходят обычно не из силы поражающего тока, а из значения безопасного напряжения.

Разумеется, напряжение не является основным критерием опасности поражения электротоком, но так как его легче фиксировать, на практике используют значения допустимых напряжений. В зависимости от окружающих условий и качества изоляции человека относительно земли условно безопасными считаются напряжния 12 и 36 В. Однако полностью безопасными даже эти сравнительно низкие значения напряжения считать нельзя, так как на исход поражения влияет соотношение электрического сопротивления человека и приложенного напряжения.

Определим уровень «безопасного» напряжения при работе с переменным током силой, равной силе безопасного порогового отпускающего тока /_ПОрог=10 мА, т.е.

^лоп-Личк.г**- 0.010-1000 =10 В,

где /?,= 1000 Ом — принимаемое для расчетов среднее электриче­ское сопротивление тела человека.

Таким образом, даже незначительные напряжения (12, 36 В) при неблагоприятных условиях могут быть смертельно опасными для человека. Поэтому разделение напряжений на низкие и высокие ни в какой мере не отражает технических условий безопасности,- а следовательно, и не может свидетельствовать о безопасности низкого напряжения и об опасности высокого.

При использовании пониженного напряжения (не выше 36 В) для питания ручных электроинструментов и переносных ламп лишь снижается вероятность поражения электротоком, но не устраняется его опасность. Путем анализа электротравматизма установлено, что опасность поражения человека электротоком возрастает при увеличении напряжения до 200В, не повышается при напряжениях от 200 до 800 В и снова резко увеличивается с увеличением напряжения более 800 В.

В практике эксплуатации судового электрооборудования при определении защитных мер пользуются рекомендованной классификацией электроустановок: напряжением до 1000 и .свыше 1000 В. Безопасность обслуживания судового электрооборудования в большой степени

зависит от морального и физического состояния людей, от уровня их профессиональной подготовленности.