Местные электротравмы

Действие электрического тока на организм человека

Электроэнергетическая отрасль (электрические станции, электрические сети) насыщена электроустановками, которые являются фактором повышенной опасности из‑за возможности травмирующего действия на человека электрического тока со всеми вытекающими последствиями. Действие электрического тока на организм человека носит многообразный характер.

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое, механическое и биологическое воздействие.

Тепловое (термическое) действие проявляется в виде ожогов участка кожи, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон.

Химическое (электролитическое) действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме человека растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма.

Механическое (динамическое) воздействие электрического тока выражается в повреждениях тканей организма человека (мышц, кровеносных сосудов и др.) в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного образования пара от перегретой током тканевой жидкости и крови.

Биологическое действие проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма, в результате чего они могут погибнуть.

Многообразие воздействий электрического тока на организм человека приводит к различным электротравмам, которые можно свести к двум видам: местные электротравмы и общие электротравмы (электрические удары).

Местные электротравмы

Местные электротравмы – это местные повреждения тканей организма человека вызванные воздействием непосредственно электрического тока или электрической дуги.

Наиболее характерные местные электротравмы:

- электрические ожоги;

- электрические знаки;

- металлизация кожи;

- механические повреждения;

- электроофтальмия.

Электрический ожог является самой распространённой электротравмой. Различают два основных вида ожога: токовый (или контактный) и дуговой. Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения – не выше 2 кВ, а при более высоких напряжениях, как правило, образуется электрическая дуга, которая приводит к дуговым ожогам с выгоранием тканей на большую глубину, обугливанием участков тела или конечностей.

Электрические знаки представляют собой резко очерченные пятна серого или бледно-жёлтого цвета на поверхности тела человека, подвергшегося действию электрического тока. При этом поражённый участок кожи затвердевает, происходит как бы омертвление верхнего слоя кожи.

Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.

Механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока, проходящего через тело человека, что приводит к разрывам кожи, сухожилий, кровеносных сосудов и нервной ткани; могут быть вывихи суставов и даже переломы костей.

Механические повреждения происходят в основном при напряжениям до 1 кВ при относительно длительном нахождении человека под воздействием электрического тока.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз (роговицы и слизистой оболочки глазного яблока), возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей электрической дуги.

Электрический удар

Под электрическим ударом понимается такое действие электрического тока на организм человека, в результате которого мышцы тела (например, рук, ног и т.д.) начинают судорожно сокращаться. При этом под угрозой поражения оказывается весь организм человека из‑за нарушений нормальной работы различных органов – сердца, лёгких, центральной нервной системы и др.

Слабые электрические удары вызывают едва ощутимые сокращения мышц в местах входа и выхода электрического тока, а сильные приводят к нарушениям или даже к полному прекращению деятельности лёгких и сердца, т.е. к гибели организма человека.

Электрический удар, даже если он не приводит к смерти, может вызвать серьёзные расстройства в организме человека, которые могут проявиться сразу после воздействия электрического тока или через несколько часов, дней и даже месяцев.

В зависимости от величины электрического тока и времени его воздействия, человек может находиться в сознании или без сознания, но при этом обеспечивается нормальная работа сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы человека и ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов тела человека (сердца, легких, мозга и т.д.).

В результате тяжелых форм электрического удара и электротравм, человек может оказаться в состоянии клинической смерти – у него прекращается дыхание и кровообращение. При отсутствии медицинской помощи клиническая смерть может перейти в смерть биологическую. Однако в ряде случаев при правильной медицинской помощи (искусственном дыхании и массаже сердца) можно добиться оживления пострадавшего.

Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания и, так называемый, электрический шок.

Прекращение работы сердца возможно в результате непосредственного действия электрического тока на сердечную мышцу или, рефлекторно, из-за паралича нервной системы. При этом может наблюдаться полная остановка сердца или, так называемая, фибрилляция, при которой волокна сердечной мышцы (фибриллы) приходят в состояние быстрых хаотических сокращений.

Остановка дыхания из-за паралича мышц грудной клетки может быть результатом или непосредственного прохождения электрического тока через область грудной клетки или рефлекторно, вследствие паралича нервной системы.

Нервная реакция организма человека на возбуждение электрическим током, которая проявляется в нарушении нормального дыхания, кровообращения и обмена веществ называется электрическим шоком.

При длительном шоковом состоянии может наступить смерть. Если же вовремя оказать пострадавшему медицинскую помощь, то шоковое состояние может быть снято без последствий для человека.

Степень опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от:

- параметров электрического тока, протекающего через тело человека (величины напряжения, частоты, рода тока приложенного к телу),

- пути тока через тело человека (рука-рука, рука-нога, нога-нога, шея-ноги и др.),

- продолжительности воздействия тока через тело человека,

- условий внешней среды (влажности и температуры),

- состояния организма человека (толщины и влажности кожного покрова, состояния здоровья и возраста).

Основным фактором, определяющим исход поражения человека электрическим током, является значение электрического тока, протекающего через тело человека. Величина тока в теле человека определяется приложенным напряжением и электрическим сопротивлением человека. Сопротивление человека зависит от ряда факторов. Необходимо иметь в виду, что различные ткани и органы человеческого организма обладают разным удельным сопротивлением. Наибольшую величину имеет сопротивление сухой кожи и костная ткань, тогда как сопротивление крови и спинномозговой жидкости невелико.

Роговой верхний слой кожи человека не имеет кровеносных сосудов и обладает очень большим удельным сопротивлением – около 10⁸ Ом×см. Внутренние слои кожи, насыщенные кровеносными сосудами, железами и нервными окончаниями имеют незначительное удельное сопротивление.

Условно можно рассматривать тело человека как часть электрической цепи, состоящей из 3-х последовательно соединенных участков: кожа - внутренние органы – кожа.

Принципиальная электрическая схема замещения человека представлена на рис. 1.1.

	Рис.1.1 Принципиальная электрическая схема замещения человека, где: Гк - сопротивление кожи; Ск - ёмкость между электродом и внутренней частью тела; Гвн - сопротивление внутренних органов

Величина емкости (с_к) в общем незначительна и поэтому ее часто принебрегают, принимая во внимание лишь величину сопротивления 2r_к +r_вн.

Сопротивление тела человека (R_h) является величиной переменной, зависящей от состояния кожи человека (толщина рогового покроя кожи, влажности) и окружающей среды (влажности и температуры).

Поверхностный кожный покров, состоящий из наслоения ороговевших клеток, имеет большое сопротивление – в сухом состоянии кожи оно может иметь значения до 500 кОм. Повреждение рогового покрова кожи (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела человека до 500-700 Ом, что пропорционально увеличивает опасность поражения человека электрическим током. Гораздо меньшее сопротивление электрическому току оказывают мышечные, жировые, костные ткани, кровь, нервные волокна. В целом сопротивление внутренних органов человека составляет 400-600 Ом.

В электрических расчетах за расчетное значение сопротивления тела человека принимается величина 1000 Ом.