Исследования ученых показали, что на исход поражения электрическим током оказывают влияние следующие факторы: сила тока; величина напряжения; частота и род люка: путь прохождения тока; продолжительность действия тока и индивидуальные особенности организма человека.

Решающее влияние на исход поражения оказывает сила тока, проходящего через тело человека. Ток силой 0,0001 А не оказывает физиологического воздействия на организм человека. При силе тока 0,001 А наступает легкое дрожание рук, при 0,002 А – сильное дрожание пальцев; при 0,01 А – сильная боль в пальцах и кистях рук; человек может с трудом оторваться от электродов. Этот ток называют отпускающим. При силе тока 0,02 А наступает судорожное сокращение мышц и человек самостоятельно оторваться от токоведущих частей уже не может. Такой ток называется неотпускающим.

По данным института экспериментальной физиологии Академии медицинских наук России, ток 0,025 А способен вызвать явление проходящего паралича, а ток 0,1 – 0,25 А – смерть.

При поражении электрическим током большое значение имеет сопротивление тела человека. Величина сопротивления зависит от состояния кожного покрова (влажность кожи, наличие порезов, ссадин и т.д.), а также от сопротивления внутренних тканей.

Сопротивление тела человека не является постоянной величиной и колеблется в широких пределах от 1000 до 500000 Ом, а при неблагоприятных условиях – 500 – 800 Ом. Такой большой диапазон колебаний сопротивления объясняется тем, что оно зависит от большого количества различных факторов (влажность кожного покрова, размеры контактной поверхности, продолжительность контакта, температура окружающей среды, состояние здоровья человека, настроение человека и т.д.).

Сопротивление внутренних тканей значительно меньше сопротивление кожи и в среднем составляет около 500 Ом.

Наименьшим электрическим сопротивлением обладает центральная нервная система, связанная с периферией сетью нервных клеток, которые доходят до поверхностного слоя кожи.

В общем случае сила тока, проходящего через тело человека, при двухполюсном включении (рис. 3.5) равна:

,                                               (3.1)

где I2  – ток, проходящий через человека, А;

 UЛ – линейное напряжение, В;

  R2 – сопротивление тела человека, Ом.

При однополюсном прикосновении в электросетях с изолированной нейтралью (рис. 3.6).

                                            (3.2)

где R1=R2=R3=RИЗ – сопротивление изоляции, Ом;

    UФ – фазное напряжение, В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При прикосновении к любой фазе в сети с глухозаземленной нейтралью (рис. 3.7) человек оказывается под фазным напряжением и через его тело пройдет ток:

,                                               (3.3)

где R3 – сопротивление заземления, Ом;

Рис. 3.7. Прикосновении к фазе в сети с глухозаземленной нейтралью

 

Величина заземления также оказывает решающее влияние на степень поражения. Если под опасностью условно считать напряжение, при котором человек самостоятельно не может освободиться от тока, то наибольшую опасность представляет напряжение от 42 до 200 В, а особенно в диапазоне от 42 до 100 В (рис. 3.8). Напряжение в диапазоне 200 – 1000 В опасно, но роста опасности почти не наблюдается. При напряжении свыше 1000 В опасность действия электрического тока на организм человека резко возрастает.

 

Рис. 3.8. Зависимость степени опасности электрического тока

от напряжения в сети

 

Если человек коснется провода, находящегося под напряжением не
скольких киловольт, он не сможет освободиться от токоведущего провода. Во многих случаях до прикосновения к опасным частям происходит перекрытие дугой воздушного промежутка между человеком и токоведущей частью, что приводит к общей судороге и отбрасыванию пострадавшего от токоведущей части. Отбрасывание оказывает спасительное действие, но образование дуги приводит к ожогам, а иногда и к обугливанию тела.

В зависимости от силы тока и среды, в которой работает человек, напряжение 12В может оказаться опасным. С увеличением напряжения сопротивление тела человека изменяется нелинейно. Характер его изменения показан на рисунке 3.9:

Рис. 3.9. Характер изменения сопротивления тела человека

 

При падении провода на землю или в местах расположения заземлителей электроустановок и грозозаземлительных устройств земля может оказаться под напряжением (рис. 3.10). Разность потенциалов между двумя точками почвы, отстоящими друг от друга на расстоянии 0,8 м (расстояние шага), называется шаговым напряжением.

 

Рис. 3.10. Схема образования шагового напряжения

 

Шаговое напряжение меняется в зависимости от расстояния до проводника (заземлителя), находящегося под напряжением. Шаговое напряжение также зависит от сопротивления опорной поверхности ног и подошвы обуви.

Напряжение, возникшее между двумя точками, к которым прикоснулся человек одновременно, называется напряжением прикосновения .

По мере удаления человека от стержня, находящегося под напряжением,  будет возрастать.

 

,                                          (3.4)

где           Uф  – напряжение прикосновения;

– коэффициент, учитывающий падение напряжения в цепи человек–обувь–пол.

 

; ,                               (3.5)

 

где   rс – суммарное сопротивление цепи, Ом;

 Rч – сопротивление человека, Ом;

Ro6– сопротивление обури, Ом;

Rп  – сопротивление пола, Ом.

 

Частота и род тока. Переменный ток промышленной частоты сильно действует на центральную нервную систему и вызывает сокращение мышц. Поэтому человек, прикоснувшись к токоведущим частям (при силе тока более 0,02 А), самостоятельно освободиться не может. С увеличением частоты опасность переменного тока снижается. Но снижение опасности наблюдается при частоте более 1000 Гц. Ток частотой 50...500 Гц одинаково опасен.

Уменьшение опасности поражения с увеличением частоты объясняется характером воздействия токов разной частоты на органы дыхания и сердце, а также клетки живой, ткани.

На исход поражения человека большое влияние оказывает путь прохождения тока в организме. Наибольшая тяжесть электротравм наблюдается при прохождении тока от рук к ногам, так как при этом он охватывает значительное число оболочек нервных стволов и проходит через сердце и легкие. Наименее опасен путь тока от ноги к ноге. Определено, что по пути: "рука–рука" через сердце проходит 3,3% общего тока; "левая рука – ноги" – 3,7; "правая рука – ноги – 6,7; "нога – нога" – 0,4%. Таким образом, при любом пути тока определенная его часть проходит через сердце.

Продолжительность действия тока также оказывает немаловажное влияние на исход поражения электрическим током. Наблюдались случаи поражения при времени прохождения тока 0,01...2 с. При оказании помощи в течение первой минуты удается спасти до 90% пострадавших от поражения электрическим током.

С увеличением времени действия электрического тока сопротивление тела человека резко падает. Так, через 30 с сопротивление тела человека падает на 25%, через 90 с – на 70%. Следовательно, помощь человеку, пострадавшему от действия электрического тока нужна немедленно.

Как говорилось выше, на исход поражения электрическим током также влияет физическое и психическое состояние человека. Наиболее опасное действие оказывает ток на людей, страдающих заболеваниями сердца, органов внутренней секреции, туберкулезом и нервными заболеваниями. Поэтому ограничивают допуск к обслуживанию электроустановок лиц, страдающих этими заболеваниями.