Действие электрического тока на организм человека: кратко о самом главном

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.

Какие причины влияют на последствия после удара током

Есть несколько маршрутов движения тока по телу. В зависимости от этой схемы и определяется электрокардиограмма, которая определяет печать коронарной недостаточности, а морфологические исследования показывают наличие признака инфаркта миокарда.

Воздействие тока

Обратите внимание! Такие данные подтверждены многочисленными клиническими наблюдениями и анализами. Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения

Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной»

Человек, который перенес электротравму, даже при условии нормального самочувствия, не может быть оставлен без медицинского наблюдения. Пострадавший должен быть госпитализирован на 3-е суток под категорией «потенциально тяжелобольной».

Нарушение работы систем организма

Даже после давнего случая были случаи, когда у пострадавшего начинал развиваться диабет, заболевание щитовидки и половой системы. Также могут возникнуть болезни-аллергии, стойкие негативные изменения в работе сердечно-сосудистой системы и вегетативно-эндокринные расстройства.

В истории зафиксированы случаи запоздалых осложнений. В основном это были проблемы с психикой (шизофрения, психоневрозы). На протяжении нескольких лет (месяцев) после случая у некоторых людей развивались катаракты. У потерпевших, которые побывали в электрической цепи, часто возникают неожиданные кровотечения еще в момент лечения.

У людей, работа которых сопряжена с электрическим током, наблюдается развитие таких хронических заболеваний:

Сверх ранний артериосклероз.
Эндартериит.
Расстройства вегетативной системы.

Удар током

Последствия старых электротравм в большем количестве случаев проявляются через много лет с момента происшествия. Получается, что действие электротока не бесследно. Это зачастую ведет к понижению трудоспособности, угнетению функций организма, приобретению хронических заболеваний. Такая сущность воздействия электрического тока на организм человека имеет статистические показания. В первый месяц у 30 % пострадавших уже происходит проявление результатов, у 15 % это происходит через полгода.

Первая помощь

Охрана труда, ее положения и нормативы регулируют алгоритмы действий, при соблюдении которых аварийных ситуаций возникать не должно, но никто от этого не застрахован. Поэтому каждый работник производства, да и любой человек должен знать, какие первичные действия он обязан осуществить, чтобы безопасно и быстро устранить проблему.

Первая помощь при ударе током

В первую очередь, если замечено, что посторонний человек находится под воздействием электрического тока, нужно определить его источник. Не стоит сразу подбегать к пострадавшему, так как без надежной индивидуальной защиты можно не только не помочь, но и оказаться на его месте. На руки нужно надеть диэлектрические перчатки, если их нет, то можно использовать сухую древесину, так как она не является проводником.

Затем, если известен источник питания, его необходимо отключить, используя автомат в исходном щитке

Понять то, что питание отключено, можно, обратив внимание на сокращение мышц пострадавшего, они должны или полностью прекратиться, или значительно снизиться

Далее необходимо оттащить человека на расстояние от проводника

Если он находится в бессознательном состоянии, то эвакуировать его нужно с особой осторожностью, так как не понятно, какие органы у него повреждены, возможно, имеются вывихи и переломы. Лучше всего это делать нескольким людям, используя подручные средства

После обеспечения безопасности пострадавшего можно приступать к реанимационным действиям, которые направлены на восстановление дыхательной функции и нормального сердцебиения. В первую очередь, к ним относятся непрямой массаж сердца и искусственное дыхание, которые проделываются в соотношении 4 к 1.

Искусственное дыхание

Важно! Прежде чем приступать к перечисленному алгоритму, необходимо вызвать скорую медицинскую помощь, чтобы до ее приезда оставалось меньше времени. Если на теле пострадавшего имеются какие-либо внешние признаки повреждения, например, разрывы ткани, переломы и ожоги, устранять их нужно только после того, как человек придет в сознание, или хотя бы восстановятся первичные признаки жизни, дыхание и сердцебиение

Не стоит терять времени на перевязки и наложение шин, если не проведены достаточные реанимационные действия, иначе жизненно важные органы, такие как сердце и мозг, утратят свои функции, и человек умрет

Если на теле пострадавшего имеются какие-либо внешние признаки повреждения, например, разрывы ткани, переломы и ожоги, устранять их нужно только после того, как человек придет в сознание, или хотя бы восстановятся первичные признаки жизни, дыхание и сердцебиение. Не стоит терять времени на перевязки и наложение шин, если не проведены достаточные реанимационные действия, иначе жизненно важные органы, такие как сердце и мозг, утратят свои функции, и человек умрет.

Если пострадавший находится в сознании и его функции в пределах нормы, то можно приступать к устранению наружных повреждений. В первую очередь, при наличии кровотечения его нужно локализовать и остановить, для чего накладывается давящая повязка и резиновый жгут. В зависимости от характера кровотечения, венозное оно или артериальное, то и жгут накладывает выше или ниже раны.

Открытый или закрытый перелом необходимо зафиксировать шиной.

Важно! Если нет достаточного опыта или медицинского образования, не стоит пытаться самостоятельно вправить вывихи или переломы, так как неправильные действия могут значительно ухудшить состояние больного. Таким образом, обладая достаточными знаниями о природе возникновения электрического тока и возможных травм при прямом контакте с ним человека, можно избежать пагубных последствий при аварийной ситуации

Данные нормативы изучаются при прохождении инструктажа по технике безопасности по нормам технадзора на каждом предприятии, где работы осуществляются с использованием электроинструмента, или они связаны с монтажом линий электропередач

Таким образом, обладая достаточными знаниями о природе возникновения электрического тока и возможных травм при прямом контакте с ним человека, можно избежать пагубных последствий при аварийной ситуации. Данные нормативы изучаются при прохождении инструктажа по технике безопасности по нормам технадзора на каждом предприятии, где работы осуществляются с использованием электроинструмента, или они связаны с монтажом линий электропередач.

Виды поражения электрическим током

Различают:

термическое;
электролитическое;
биологическое.

Термическое

Задача и особенности заземления трансформаторов.

Во время неосторожного касания оголённого токопровода возрастает риск получить ожоги кожи разной степени. Термическое действие большого тока вызывает сильный нагрев кровеносных сосудов

Это приводит к потере функциональности. Органы перестают полноценно работать.

Дополнительная информация. Электроожоги принимают более тяжёлую форму, чем поражение от открытого огня. Лечат их особым способом по специальной методике.

Электролитическое

Электролитическое поражение воздействует на состав крови так, что она теряет свои свойства и распадается на несколько фракций. Спасти может только срочное переливание крови.

Биологическое

Биологическое воздействие тока на тело человека нарушает нормальную работу мышечной массы. Опасность состоит в том, что перестаёт двигаться диафрагма, и пострадавший погибает от удушья.

Действие тока на организм

На основании физического воздействия на живой организм, можно выделить несколько типов травм, которые возникают после поражения током. К ним относятся:

Термическое влияние. Характеризуется повышением температуры тела, сердца и сосудов, расположенных на пути следования разряда, а также ожогов разной степени на некоторых участках кожи и внутренних органов;
Электролитические свойства тока при воздействии на организм формируют разложение жидкостей в крови, что полностью меняет ее химический состав, кровь «закипает» и закупоривает сосуды;
В результате биологического действия электрический ток раздражает мышечную ткань, что приводит к самопроизвольным сокращениям мышц, включая легкие и сердце. Следствием такого воздействия может быть нарушение дыхания, вплоть до его остановки, а также фибрилляция сердечной мышцы, остановка сердца;
Механическое действие, которое оказывает ток, характеризуется разрывом мышечной ткани, кровеносных сосудов и других органов. Это происходит из-за мгновенного образования пара внутри крови и удара по ткани большой мощности.

Перечисленные виды поражения электрическим током могут быть как в совокупности, так и отдельно друг от друга, это зависит от силы удара, высоты напряжения, и как долго разряд находился в прямом контакте с кожей.

Поражение током в быту

Существует ряд признаков, которые сигнализируют о том, что человек пострадал от удара током. В первую очередь, это образование на коже, в местах входа и выхода заряда, ожогов, которые бывают разной степени, в зависимости от силы тока. Такие следы нужно искать, опираясь на состояние пострадавшего, как правило, в части расположенной ближе к земле находится выходное пятно, а в верхней – входное.

Также мышечный спазм указывает на травму, полученную от электричества. Такие симптомы присутствуют в первые минуты после получения удара, когда ток еще не полностью вышел из организма. Как правило, последствия такой судороги не опасны и не несут больших травм и ожогов.

Пар, идущий от пострадавшего, также является признаком сильного удара током, когда разряд вызвал мгновенное испарение влаги за счет высокой температуры. Первую помощь в данном случае необходимо оказывать, только убедившись в том, что человек больше не находится в контакте с линией электричества.

Какие бывают электротравмы

Условно можно поделить на 2-е категории — местные и общие. Местные — это явное выраженное местное нарушение целостности мягких тканей, костных тканей. Это происходит в результате действия электричества или электрической дуги. Такие травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Смерть — редкий случай.

Характерные местные типы повреждений, которые возникают по причине неосторожного обращения:

электроожоги (несколько степеней);
электрические знаки;
металлизация кожи;
механические повреждения (несколько видов);
электроофтальмия;
смешанный вариант.

Электроожог — самая распространенная электротравма, которую условно можно разделить на 2-а вида: токовый и дуговой. Характеризуются несколькими степенями:

Примеры электроожогов

1 степень — покраснение кожи.
2 степень — образование пузырей.
3 степень — омертвление всей толщи кожи.
4 степень — обугливание тканей.

Электрический знак — выглядит, как пятно серого или бледно-желтого цвета. Пораженный участок кожи становится грубым — омертвление участка.

Механическое повреждение появляется в результате непроизвольных судорог или падения. Может проявляться в виде разорванных сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани.

Электроофтальмия — воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей. Выявляется через 3–9 часов после облучения.

Электроудар — перевозбуждение тканевого покрова тела, органов из-за протекания заряженных частиц. Выглядит, как непроизвольное судорожное сокращение мышц тела.

Электрошок — опасная реакция, которая возникает рефлекторно, на чрезмерное раздражение электротоком. В большинстве вся нагрузка приходится на нервную систему. Дополнительно вызывает проблемы с кровообращением, дыханием, обменом веществ. Состояние может удерживаться от 10 минут до 24 часов. Значительно сказывается на психическом здоровье.

Пример электротравмы

Разнообразие электротравм настолько велико, а их классификация такая сложная, что не каждый специалист может сразу их определить.

От чего зависит степень поражения

Степень поражения пострадавшего зависит от разных факторов — влажность, возраст человека, индивидуальные особенности организма, время года, тип помещения и т.д.

В первую очередь, сила поражения зависит от уровня напряжения в сети — чем оно ниже, тем меньше физический урон.

Самым опасным является переменный ток, находящийся в розетках и проходящий по линиям электропередач. Переменный ток и постоянный отличаются последствиями для живого организма. Переменный приводит к сокращениям мышц потерпевшего, который не в состоянии освободиться от проводника, а также к возможной смерти. Частота переменного тока схожа с частотой внутренних органов человека. В случае совпадения этих частот может возникнуть явление резонанса, что приводит к разрушению отдельных органов. Постоянный же менее опасен — он лишь «отбрасывает» человека или оставляет ожоги, и не смертелен.

Также влияет и длительность взаимодействия электричества и человека — чем оно дольше, тем хуже исход.

Пути протекания тока через тело человека

Направление тока по человеческому телу играет немаловажную роль в степени поражения организма. Его прохождение по левой стороне через жизненно важные органы является самым опасным, так как в этой части тела находится главная сердечная мышца.

Обратите внимание! Сопротивление тела человека тоже бывает разным и от него зависит сила тока, проходящая через человека. Большим сопротивлением обладает сухая и огрубевшая кожа

Меньшим — лицо, подмышечные впадины, ладони, стопы, в особенности, если они влажные. Вообще необходимо обращать внимание, при каких условиях происходит поражение электрическим током. Например, при повышенной влажности работа с электроприборами очень опасна.

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).

Воздействие тока разных величин на организм

Минимальное значение силы тока, которое становиться ощутимым человеком – 1 мА. Но опять же это значение зависит от восприимчивости.

При повышении этого параметра появляются неприятные болевые ощущения, мышцы начинают непроизвольно сокращаться.

До 12-15 мА силу тока называют отрываемой. Человек в состоянии самостоятельно разорвать контакт с источником, хотя при приближении параметра к указанным значениям разорвать контакт все сложнее.

Свыше 15 мА ток считается не отрываемым, человек не в состоянии сам разорвать контакт, требуется сторонняя помощь.

При повышении параметра до 25 мА, мышцы в точке контакта полностью парализуются, причем сопровождается это очень сильными болями, а также усложняется дыхание человека.

Ток силой до 50 мА помимо очень сильной боли и паралича мышц, сопровождается параличом дыхания и снижением деятельности сердца, человек теряет сознание.

Значение тока до 80 мА приводит к параличу дыхания за несколько секунд воздействия, при более длительном контакте возможна фибрилляция сердца.

100 мА очень быстро приводят к фибрилляции, а затем и к параличу сердца.

Ток силой 5А мгновенно приводит к параличу дыхания, сердце останавливается на время контакта человека с источником, в месте контакта образуются ожоги.

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.

Факторы, определяющие действие тока

Основная причина, влияющая на степень поражения, — параметры тока:

сила;
напряжение;
род (постоянный/переменный);
частота (для переменного).

Но влияет и многое другое – от длительности воздействия до общего состояния здоровья пострадавшего.

Длительность

Кратковременное воздействие не вызывает поражения органов и развития нарушений. Длительное — приводит к серьезным последствиям, причем возможно их проявление с отсрочкой по времени. Продолжительное действие тока приводит к падению сопротивления тела: к коже из-за нагрева приливает кровь, на ней выделяется пот. Так что разряд средней силы может перерасти в фибрилляционный.

Путь в теле

Хотя при поражении током страдает все тело, основная его часть все же движется по определенному каналу.

Эффект зависит от того, насколько сильно канал затрагивает наиболее важные органы:

сердце;
дыхательные мышцы и легкие;
спинной и головной мозг.

Двигаясь между зонами контакта, ток выбирает путь наименьшего сопротивления.

По уровню проводимости, ткани стоят в таком порядке (от большего к меньшему):

спинномозговая жидкость, лимфа, сыворотка крови;
цельная кровь, мышечные волокна;
жировая ткань, мозговое вещество, внутренние органы с плотной белковой основой;
кожа, наименьшей проводимостью обладает ее верхний слой — эпидермис.

Доля разряда, приходящаяся на сердце, при различных траекториях составляет:

рука – рука: 3,3% (утрата трудоспособности на 3 дня и более — в 83% случаев);
левая рука – ноги: 3,7% (80% случаев);
правая рука – ноги: 6,7% (87%);
нога – нога: 0,4% (15%);
голова – ноги: 6,8%;
голова – руки: 7%.

Наименее опасен путь «нога – нога». Чаще всего такое поражение имеет место при попадании пострадавшего в зону действия шагового напряжения.

Но нельзя преуменьшать опасность: судорожные сокращения мышц ног при сильном разряде приводят к падению человека, вследствие чего под напряжением уже оказывается грудная клетка.

Зона шагового напряжения возникает при замыкании проводника на землю. Заряд растекается в грунте, но из-за сопротивления последнего, потенциал по мере удаления от места замыкания постепенно уменьшается.

При шаге, ноги человека оказываются в зонах с разным потенциалом, то есть между ними возникает напряжение. Оно тем больше, чем шире шаг, поэтому из зоны шагового напряжения следует выходить маленькими шагами. В среднем, потенциал достигает нуля на расстоянии в 20 м от места контакта проводника с грунтом.

Состояние здоровья пострадавшего

При наличии заболеваний предел прочности человека снижается, потому ущерб от поражения током возрастает. Особенно опасны болезни сердечно-сосудистой и нервной систем. Также усугубляют воздействие электрического разряда — усталость или подавленное состояние психики.

Сопротивление тела

Основной фактор сопротивления — состояние кожи. Она, особенно верхний слой эпидермиса, обладает наименьшей проводимостью. Сопротивление человека с сухой, чистой и не имеющей повреждений кожей, возрастает до 3-100 кОм и более.

При отсутствии эпидермиса сопротивление падает до 500-700 Ом. При отсутствии кожи — до 300-500 Ом.

Уровень подготовленности

Работник, осознающий опасность поражения током и действующий сосредоточенно, имеет больше шансов обойтись легкими повреждениями. Наиболее велика вероятность тяжелых последствий для работников в состоянии алкогольного опьянения.