В. Н. Куликов Два основных вида воздействия электрического тока на организм человека (№ 1, 2018)

Скачать выпуск "Безопасность и охрана труда" №1,2018

УДК 621.3

Два основных вида воздействия электрического тока на организм человека

 

В.Н.Куликов, инженер

Москва

e-mail: kylikov-30@mail.ru

 

Реферат

На основании натурных исследований и анализа литературных источников установлено, что критерии опасности электрического тока зависят от условий травм. Рассмотрены два основных условия воздействия.

Ключевые слова: электротравма, электробезопасность, механизм поражения, фибрилляция сердца, асфиксия, токоведущие элементы.

 

Two main types of electric current effects on the human body

V.N. Kulikov, engineer

Annotation

On the basis of field research and analysis of the literature found that the electric current hazard criteria are dependent on injuries conditions. Two main conditions of exposure are considered.

Keywords: electrical accident, electrical, injury mechanism, heart fibrillation, apnea, current-carrying elements.

 

В условиях сплошной электрификации особо важное значение приобретает проблема электробезопасности.

Коварство электрического тока в том, что он незрим, не имеет запаха, цвета и действует бесшумно, а потому не обнаруживается органами чувств до начала его действия на организм. Обычно поражается током здоровый человек, и, как правило, это происходит внезапно, мгновенно.

Среди всех видов травм электротравма (ЭТ) по количеству смертельных исходов занимает одно из первых мест. Ежегодно в мире от ЭТ погибают десятки тысяч человек и сотни тысяч теряют трудоспособность. Большинство ЭТ возникает из-за грубых нарушений персоналом правил техники безопасности и эксплуатации электроустановок, что во многом объясняется недопониманием ими опасности поражения током. Весьма противоречивы взгляды на механизм поражения и у исследователей, занимающихся решением этой проблемы.

Для успешной борьбы с электротравматизмом необходимо в первую очередь иметь полное представление о травмирующем действии тока, установить какая из жизненно важных систем человека: сердечнососудистая, дыхательная или центральная нервная система поражается первично, как поражается: прямым воздействием тока или рефлекторно, каковы параметры тока (напряжение), вызывающие смертельный исход, создать методику определения электрического сопротивления тела человека.

Установление первичности поражения жизненно важных систем организма и приоритета его механизмов имеет особое значение, поскольку каждая система, ее нервные аппараты характеризуются свойственными им особенностями физиологической реакции на раздражитель, а, следовательно, по-разному реагируют на действие тока и имеют свои критерии опасности. Этой проблемой занимаются специалисты многих научных центров и лабораторий ряда стран. Имеются сотни опубликованных работ. Однако единого мнения по данному  вопросу до настоящего времени нет. А это вызывает противоречивость взглядов на характер защитных мероприятий.

Современная концепция электробезопасности основана на результатах электрофизиологических исследований, проводимых на десятках тысяч добровольцев и многочисленных опытов над животными. Эти результаты легли в основу стандартов безопасности труда стран Европы, России, США и Японии. Смысл последних, упрощая, можно свести к следующему: протекающий от одной руки к другой и от руки к ногам переменный ток порядка 1мА вызывает начальное ощущение, ток до 10 мА - безопасен, ток более 50 мА, непосредственно воздействуя на сердечную мышцу, в зависимости от времени может вызвать фибрилляцию сердца.

Такой единственный линейный метод оценки опасности тока весьма удобен при проектировании способов и средств защиты людей, но он не

раскрывает сущность противоречий. Так результаты инструментального изучения несчастных случаев Манойловым В.Е. [1] показали, что около 40% поражений приходятся на "безопасный' ток до 10 мА . По данным ЛИОТ [2] при работе на установках до 1000В более характерны ЭТ, обусловленные рефлекторной реакцией (остановка дыхания, прекращение сердечной деятельности, шок). Наиболее частыми судебно-медицинская экспертиза отмечает поражения системы дыхания (чаще от нервного паралича дыхательного центра, реже от асфиксии, возникающей при длительном «приковывании» к электрической цепи).

Т.о. вопрос в определении первичности и механизмов поражений жизненно важных систем человека, а также предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов не решён. Только после глубокого и однозначного представления об опасности тока, с решением всех спорных вопросов можно правильно подойти к проблеме электробезопасности.

Автором на любительских началах по специально разработанной методике безопасного моделирования проведен на себе широкий комплекс электрофизиологических исследований по изучению травмирующего действия переменного тока промышленной частоты на человека для реальных условий травм [3; 4; 5; 6 и др.]

Результаты исследований показали: основной причиной противоречий среди ученых по поводу критериев опасности электрического тока является то, что величины предельно значений напряжений прикосновения и токов получены в неадекватных условиях реальных ЭТ [1; 7], когда замеряемый ток проходит через зажатые в руках ТВЭ и напряжениях всего несколько десятков вольт. Большинство же ЭТ со смертельным исходом происходят во время случайных прикосновений к ТВЭ под напряжением 380/220В тыльной стороны руки, шеи, груди, головы и др.

Исследования в этом направлении дают новые представления о воздействии тока и во многом объясняют сущность противоречий.

Рассмотрим наиболее распространенный механизм поражения в упрощенном виде.

Большая плотность тока в точке касания с токоведущим элементом (ТВЭ) вызывает сверхсильное раздражение болевых рецепторов кожной чувствительности. Мгновенное неожиданное появление боли нарушает регулирующие функции защитных систем организма. Наступает молниеносная гипоксия (недостаточное снабжение кровью мозга), которая приводит к мгновенной потери сознания (параличу высших функций коры головного мозга), рефлекторному расстройству кровообращения и глубокому нарушению регулярной деятельности ЦНС. Центры управления сердечнососудистой системы и дыхания получают неадекватные сигналы и рефлекторно вызывают фибрилляцию сердца или дыхания, либо то и другое сразу, что приводит к клинической смерти.

В ряде случаев раздражение нервных клеток, обладающих определенным пределом работоспособности, настолько велико, что они погибают, мозговые функции необратимо прекращаются - наступает моментальная смерть, хотя кровообращение и самостоятельное дыхание еще некоторое время могут сохраняться.

Тяжесть ЭТ при рефлекторном механизме поражения зависит от комплекса взаимосвязанных между собой факторов: интенсивности и продолжительности воздействия тока, места прикосновения человека к ТВ'),ТВ, индивидуальной восприимчивости (реактивности) его к боли, физического и особенно психического состояния в момент травмы. В зависимости от этих факторов значение смертельно опасного тока (напряжения) может находиться в широком диапазоне - от нескольких до сотен миллиампер.

Отвлеченное линейное нормирование предельно допустимых уровней напряжения прикосновения и токов без учета конкретных условий травмы (эксперимента), как это выполнено при разработке отечественных и зарубежных стандартов электробезопасности. совершенно недопустимо. В одних условиях, например, напряжение 12 В смертельно опасно, а в других 380 и даже 500 В неощутимы (автор).

Для успешной борьбы с электротравматизмом необходимо в первую очередь принципиально пересмотреть взгляды на критерии опасности электрического тока (напряженнанапряжения). Человек должен знать, при каких условиях напряжение безопасно, опасно и смертельно опасно – основная цель исследований автора.

Литература:

1. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. – М.-Л., Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1985.

2. Гордон Г.Ю. Электротравматизм на производстве. – Л.:., Лениздат. Ленингр. Отд-ние, 1973.

3. Куликов В.Н. К вопросу о допустимых уровнях кратковременного воздействия на человека электрических токов и напряжения промышленной частоты. Промышленная энергетика, 2006. №1.

4. Куликов В.Н. Рефлекторный механизм поражения человека электрическим током. Промышленная энергетика, 2006. №1.

5. Куликов В.Н. Критика нормативных требований по электробезопасности. Промышленная энергетика, 2016. №9.

6. Куликов В.Н. Основные механизмы поражения человека электрическим током. Промышленная энергетика, 2006. №12.

7. Якобс А.И. Электрозащитная эффективность. – Электричество, 1996. №4.