Действие электрического тока на организм человека: особенности и интересные факты

Факторы, влияющие на исход поражения током

Электрическая энергия передается двумя способами:

постоянным током;
переменным током.

Постоянный ток во времени не изменяется, переменный — периодически меняет направление и величину по синусоидальному закону. Важный параметр переменного тока с точки зрения воздействия на живой организм — частота, то есть число полных колебательных циклов за секунду. При малых частотах переменный ток опаснее постоянного. Этот аргумент выдвигал в свое время Эдисон в споре с Теслой касательно того, на каком виде тока строить энергосистему.

В качестве контраргумента Тесла демонстрировал опыт: пропускал через себя переменный ток напряжением в миллионы вольт. Удавалось это потому, что ток имел очень высокую частоту, исчисляемую мегагерцами. В споре Тесла победил, но не успел реализовать высокочастотную систему.

Потому под «переменным током» сегодня подразумевают ток частотой 50 Гц (общепринятый стандарт), а он воздействует на живые организмы губительнее постоянного. Данное утверждение справедливо для напряжения до 250-300 В. При напряжении 400-600 В постоянный ток не уступает в повреждающей способности переменному, а при напряжении более 600 В превосходит его.

По силе действия токи делятся на группы:

ощутимые. При протекании таких токов человек чувствует покалывание, тепло на коже, возможно дрожание пальцев. Минимальная сила переменного тока вызывающая ощущения (пороговый ощущаемый ток), при частоте 50 Гц – 0,5-1,5 мА, постоянного – 5-7 мА;
неотпускающие. Блокируют синапсы нервных клеток и приводят к спазму в мышцах руки, отчего пострадавший не может самостоятельно ее разжать. Пороговые неотпускающие токи: переменный – 10-15 мА, постоянный – 50-80 мА. Превышение указанных параметров приводит к нарушению дыхательной и сердечной деятельности;
фибрилляционные. При несогласованности работы отдельных групп мышечных волокон, сердце неспособно прокачивать кровь. По прошествии 5-8 минут, мозг погибает из-за гипоксии, поэтому помощь требуется оказать как можно быстрее. Ток становится фибрилляционным при силе от 80 до 5000 мА.

Более развернуто действие тока представлено в таблице.

Сила тока, мА	Переменный (50-60 Гц)	Постоянный
0,5 – 1,5	Легкий тремор (дрожат пальцы)	Ощущений нет
2 – 3	Сильный тремор	Ощущений нет
5 – 7	Судорожные сокращения мышц	Рука в зоне контакта чешется, ощущается тепло
8 – 10	Выраженные болевые ощущения. Судороги интенсивные, но еще позволяют самостоятельно оторваться от проводника	Тепло ощущается сильнее
20 – 25	Судороги не позволяют отпустить электрод, ощущается сильная боль. Дыхание затруднено	Усиление ощущения тепла, легкий спазм в мышцах
50 – 80	Спазм дыхательных мышц, дыхание невозможно. Начинается трепетание в сердечной мышце	Ощущение жжения, судороги, затрудненное дыхание
90 – 100	Если время действия тока превышает 0,1 с, наступает остановка сердечной и дыхательной деятельности. (клиническая смерть)	Спазм в дыхательных мышцах, дыхание невозможно

Безопасными считаются токи:

переменный: до 10 мА;
постоянный: до 50 мА.

Виды электротравм

Воздействие электротока вызывает следующие характерные повреждения:

электроожоги, могут возникнуть вследствие прохождения электротока или быть вызваны электрической дугой. Заметим, что такие электротравмы встречаются чаще всего (около 60%);
появление на коже овальных пятен серого или желтого цвета в местах прохождения электротока. Омертвевший слой кожного покрова огрубевает, через какое-то время такое образование, называемое электрическим знаком, самостоятельно сходит;
проникновение мелких частиц металла (оплавившегося от КЗ или электродуги) в кожный покров. Такой вид травмы называют металлизацией кожи. Для пораженных участков характерен темно-металлический оттенок, прикосновение к нему вызывает болезненные ощущения;
световое действие, становится причиной электроофтальмии (воспалительного процесса глазной оболочки) из-за ультрафиолетового излучения, характерного для элетродуги. Для защиты достаточно использовать специальные очки или маску;
механическое воздействие (электрический удар) происходит вследствие непроизвольного сокращения мышечной ткани, в результате этого может случиться разрыв кожного покрова или других органов.

Заметим, что из всех описанных выше электротравм наибольшую опасность представляют последствия электрического удара, их разделяют по степени воздействия:

вызывают сокращения мышечной ткани, при этом пострадавший не теряет сознания;
судорожные сокращения мышечных тканей, сопровождается потерей сознания, кровеносная и дыхательная системы продолжают функционировать;
происходит паралич дыхательной системы и нарушение сердечного ритма;
наступление клинической смерти (дыхание отсутствует, сердце останавливается).

Как оказать первую медицинскую помощь

Электролитическое действие тока может проявляться в каком угодно виде, но оказывать первую медицинскую помощь в таких случаях должен уметь каждый. Помощь может спасти жизнь человека.

Перевязка при незначительных травмах

Алгоритм предварительных действий:

Сделать звонок в скорую помощь.
При возможности, обесточить электроустановку — нужно максимально быстро остановить действие электротока на человека.
Установка может обесточиться методом обрезания кабеля.
Оттянуть потерпевшего подальше от того места, где все еще работает электроустановка.
Под упавшего в обязательном порядке рекомендуется уложить сухую доску или фанерную основу (нужно учитывать внешние условия).
Проверить присутствует ли пульс. Замеры произвести на запястье и шее.
Посмотреть на состояние зрачков: слишком большие зрачки точно укажут на ухудшение кровоснабжения мозга.

Меры предосторожности

Как же помочь человеку так, чтобы спасти жизнь и не усугубить ситуацию:

Обеспечить покой. Желательно выбрать удобное для человека положение тела. При этом стоит учитывать особенность расположения травм.
Нужно в обязательном порядке проверить проходимость дыхательных путей. Во рту может скопиться слизь или кровь. Нужно убрать инородную жидкость.
Нужно с постоянной периодичностью контролировать дыхательную функцию и пульс. При необходимости (нет признаков жизнедеятельности, остановилось дыхание) нужно делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
При наличии механических повреждений тела и его покровов требуется остановить кровь, наложить повязку или шину.

Оказание первой помощи

Продолжать воздействовать до того момента, пока не приедет скорая помощь.

Чем опаснее переменный ток постоянного напряжения

Чтобы увидеть разницу действия между токами постоянного и переменного рода, нужно обратиться к следующей таблице.

Правила электробезопасности

Особенности воздействия на человека постоянного и переменного тока

Величина тока, мА	Следствия действия электротока
Переменный	Постоянный
0,5 – 1,6	Лёгкая дрожь в кистях рук	Не чувствуется
6 – 7	Руки сводят судороги	Слабое покалывание. Руки нагреваются
8 – 10	Острая боль в руках, но можно самому освободиться от проводника	Лёгкие судорожные движения. Нагрев кожи усиливается
20 – 25	Паралич конечностей, тяжёлое дыхание. Невозможность избавиться от контакта	Слабые судороги
40 – 85	Паралич органов дыхания. Угроза прекращения сердечной деятельности сердца	Судороги в руках. Сильный нагрев. Дыхание затруднено
90 – 100	Прекращение дыхания, сердце замирает при длительности действия больше 3 сек.	Паралич диафрагмы

Обратите внимание! Ток переменного рода опаснее постоянного напряжения. Однако при больших значениях постоянный ток может стать угрозой для жизни

Защита от поражения электричеством

В целях предотвращения электротравм, следует придерживаться простых правил безопасности:

не использовать в быту или при работе на производстве неисправные приборы и электрооборудование без заземления;
пользоваться электроприборами только сухими руками, избегать попадания влаги на корпус;
перед первым использованием оборудования внимательно читать инструкцию и в дальнейшим придерживаться ее рекомендаций;
соблюдать установленные правила техники безопасности не производстве;
пользоваться защитными средствами, предусмотренными техникой безопасности (специальная одежда, диэлектрическая обувь, перчатки, коврики, подставки);
не игнорировать предупреждающие знаки;
после окончания работ выключать электрооборудование.

Электрический ток опасен тем, что его невозможно заранее увидеть, определить силу и напряжение, а результат от удара бывает непредсказуем, и может привести не только к травмам, но и к летальному исходу. Во избежание поражения электричеством рекомендуется соблюдение правил эксплуатации оборудования, подсоединенного к сети, а ремонт неисправностей лучше доверить профессионалам.

Факторы, вызывающие опасные электротравмы

Опасность поражения электроэнергией выражается рядом важных показателей:

величина электрического сопротивления организма человека;
показатели электротока;
временной промежуток действия;
частота и род тока;
маршрут прохождения электропотока в теле;
психофизиологический баланс;
особенности состояния органов тела человека;
обстановка: уровень влажности, температура, загрязнённость воздушного пространства.

Электрическое сопротивление тела человека

Сопротивление организма – величина непостоянная, может меняться с изменением влажности кожного покрова, величины участка соприкосновения, временного промежутка контакта. Для расчёта электробезопасности берут показатель сопротивления тела в 1 кОм. Длительное поражение вызывает обильное выделение пота, что сопровождается падением сопротивления. Эпителий становится активным проводником тока, чем усугубляет положение.

Зависимость исхода поражения от величины тока

Величина тока значительно определяет исход поражения. Увеличение силы тока усугубляет тяжесть нанесённых электротравм.

Как влияет длительность действия тока

Время контакта существенно влияет на тяжесть электротравмы. Чем больше временной промежуток нахождения пострадавшего от несчастного случая под воздействием электротока, тем больше риск его гибели.

Влияние пути тока в теле пострадавшего

От того, какая часть тела контактировала с токоведущим проводником, и где произошёл выход электричества, зависит путь тока. Одно из самых угрожающих направлений – проход сквозь грудную клетку, где расположены жизненно-важные органы.

Пути тока

Путь	% от общего электротока, проходящего через сердце
Рука – рука	3,2
Левая рука – ноги	3,6
Правая рука – ноги	6,7
Нога – нога	0,4
Голова – ноги	6,7
Голова – руки	7

Петли прохождения тока

Становится понятно, что наименьший вред приносит путь «нога – нога». Не стоит надеяться на это. При ходьбе по территории, где упал мощный токопровод, нижние конечности парализует, и человек оказывается в лежачем положении. Вследствие этого поражение наносится всему телу. Такое явления объясняют возникновением эффекта шагового напряжения.

Род и частота тока

Поток электричества частотой 50-60 Гц особенно опасен. Резкий разрыв электрической цепи человеком, как правило, приводит к удару, сопровождаемому судорогами конечностей.

Зависимость от индивидуальных свойств человека

Абсолютно здоровый человек стойко выдерживает поражающий фактор. Люди с сердечными заболеваниями и расстройством нервной системы, нарушениями кожного покрова и под воздействием алкоголя подвержены большему риску получения тяжёлой электротравмы.

Воздействие внешней среды на механизм поражения

Повышенный уровень влажности, запыленность воздуха, магнитные поля от электрооборудования – всё это может усиливать тяжесть поражения электрическим током. Влага, токопроводящие частички пыли, внешнее магнитное поле служат хорошими проводниками электричества. Они становятся факторами, усиливающими мощность угрожающего импульса тока.

Помощь пострадавшему

Невозможно предугадать действие электричества на организм человека. Даже, если пострадавший от электроудара не почувствовал боли, нет гарантии, что все обошлось благополучно для организма.

Человек, попавший под токовый удар, ощущает интенсивные мышечные судороги по всему телу. У него сбивается сердечный ритм, нарушается работа нервной, дыхательной систем. Все это может сопровождаться разрушением кожных покровов, разрывами мышечных волокон.

Общие электротравмы распространяются как на весь организм, так и на отдельные органы. Местные травмы характеризуются появлением ожогов, металлизацией кожи, нарушением целостности тканей ввиду их судорожных сокращений.

Пострадавшему необходимо как можно быстрее оказать помощь:

во-первых, освободить его от действия тока (отключить рубильник или убрать/перерубить провод);
во-вторых, вызвать скорую

в-третьих, пострадавшего необходимо уложить на ровную поверхность, проверить пульс и дыхание;
в случае отсутствия пульса нужно срочно произвести непрямой массаж сердца, если человек не дышит – сделать искусственное дыхание

после того, как к пострадавшему возвращается сознание, его нужно укутать, давать обильное питье.

Для предотвращения вредного воздействия электричества на организм человека важно позаботиться о заземлении приборов, замене неисправных выключателей, розеток, электропроводки

Понятие электротравмы

Патофизиологическим результатом разнообразных воздействий электротоков различной силы на человека является поражение электрическим током, трактуемое ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности…» как «…физиологическое воздействие проходящего через тело человека электрического тока» (п.3.1). Весь комплекс изменений анатомических соотношений в организме, нарушений функций систем, органов и тканей, сопровождающийся соответствующей реакцией организма на действие протекающего через него тока принято называть электротравмой. В обиходной речи электротравмой называют повреждения электрическим током, фиксируемые визуально (ожог) или по ответной реакции организма следующего вида:

ощущение механического толчка или удара, когда происходит поражение током;
мышечные судороги с болевым эффектом;
фибрилляция сердца, выражающаяся в нарушении работы сердечной мышцы, вплоть до остановки сердца и клинической смерти.

Обратите внимание! Вероятность поражающего травмирования электротоком относится к категории неявных опасностей, поскольку отсутствуют внешние атрибуты и признаки реальной грозящей опасности, чтобы люди могли бы заблаговременно их обнаружить при помощи органов чувств (например, по аналогии «горячий-холодный» или «тупой-острый» предмет). Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:

Степень тяжести поражения от удара электрическим током, в зависимости от реакции организма, подразделяется следующим образом:

Первая степень – мышечные судороги, повышается артериальное давление, сильное головокружение, но без потери сознания;
Вторая степень – мышечные судороги и потеря сознания, которое быстро возвращается, но надолго сохраняется состояние испуга. Иногда наблюдается частичный паралич;
Третья степень – судороги групп мышц, приводящие к разрывам мягких тканей и вывихам суставов. Нарушаются сердечная деятельность и дыхание, происходит потеря сознания. Из-за спазма голосовых связок пострадавший не в состоянии кричать, чтобы позвать на помощь;
Четвертая степень – паралич дыхательной системы, фибрилляция сердечной мышцы. Клиническая смерть.

Важно! Клинической смертью называют переходный период, наступающий с момента остановки дыхания и работы сердца. У пострадавшего от удара током отсутствуют признаки жизни, его сердце не работает, дыхание отсутствует

Однако при поражении током в период клинической смерти жизненные функции органов сразу не угасают, что дает шанс на сохранение жизни человеку, если вовремя оказать ему соответствующую помощь – искусственное дыхание и массаж сердца.

Виды местных электротравм

Местные электротравмы (далее по тексту МЭ) представляют собой ярко выраженные локальные нарушения анатомической целостности тканей, включая костные, вызванные поражающим действием электрического тока и дуги. В большинстве случаев МЭ излечиваются, функции органов пострадавшего частично или полностью восстанавливаются. Случаи гибели людей от МЭ довольно редки, чаще всего смерть наступает от тяжелого ожога. Опасность МЭ и сложность лечения оцениваются в соответствии со следующими факторами:

место, характер и степень повреждения ткани/тканей;
реакция организма на локальное повреждение.

Наиболее характерными являются следующие виды МЭ:

Электроожоги, являющиеся результатом термической агрессии электротока при его протекании через тело;
Электрические знаки (метки), представленные уплотненными участками бледно-желтого цвета в виде резко очерченных пятен на коже пострадавшего от удара током. Могут выглядеть как резаная или колотая рана либо как обугленный участок тела. На участке с электрической меткой кожа теряет чувствительность;
Металлизация кожи, обусловленная проникновением в верхние слои человеческой кожи микрочастиц металла, расплавившегося при горении электрической дуги, или заряженных металлочастиц из ванн с электролитом;

Дополнительная информация. При коротком замыкании или отключении рубильника под нагрузкой образуется мощный тепловой поток, инициирующий расплавление металла токоведущих элементов. Возникающие при КЗ динамические силы разбрызгивают частицы расплавленного металла, которые разлетаются по сторонам с высокой скоростью.

Механические повреждения как следствие неконтролируемых резких судорожных сокращений мышц при ударе током. Отмечаются вывихи суставов и разрывы связок, разрывы нервных волокон и кровеносных сосудов;
Электроофтальмия.

Рассмотрим подробнее электроожоги как наиболее часто встречающиеся МЭ.

Электроожоги

На долю электроожогов приходится практически 60% всех МЭ. По условиям происхождения электроожоги разделяют на две категории травматизма:

токовые (или контактные) ожоговые травмы, возникающие в процессе протекания электротока непосредственно через человеческое тело при прямом контакте человека с токоведущими элементами;
дуговые ожоги, обусловленные поражением от электрической дуги.

На рис. ниже приведен пример вспышки дуги, зафиксированной камерой видеонаблюдения.

Вспышка дуги

Токовые ожоги возникают в электроустановках с небольшим напряжением, не превышающим 2 кВ. При более высоких напряжениях обычно образуется искра или дуга, которые становятся причиной ожога. По степени тяжести поражения токовые ожоги подразделяют следующим образом:

I степень – незначительные повреждения верхних слоев кожного эпидермиса, покраснения и припухлость кожи без образования волдырей. Травма легко залечивается в домашних условиях, иногда даже не требует лечения;
II степень – наряду с обычным повреждением верхнего слоя на коже выступают волдыри, заполненные желтоватым экссудатом (в обиходе волдыри от ожога просто называют пузырями). При небольших участках ожога вполне достаточно стационарного лечения на дому;
III степень – кожа поражена по всей толще с развитием некроза, не допускающего ее самостоятельной регенерации (омертвление кожи и подкожной клетчатки);
IV степень –полное некротическое поражение кожи, клетчатки, мышц, костей и сухожилий. Визуально последствия выражены обугленными конечностями и другими участками тела.

На рис. ниже проиллюстрированы степени ожоговых повреждений электротоком.

Степени тяжести электроожогов

Для возникновения дуговых ожогов нет необходимости в прохождении тока через человека. При горении дуги образуется мощный поток тепловой энергии, способный нанести сильнейшие ожоги вплоть до III и IV степени тяжести.