Действие электрического тока на организм человека и сельскохозяйственных животных
При промышленной частоте 50 Гц переменный ток (приблизительно 100 мА), протекающий через тело человека от руки к руке или от руки к ноге, может парализовать сердце, если продолжительность его протекания больше одного цикла сжатия и расширения сердца, т.е. 3 с. Может возникнуть фибрилляция, т.е. беспорядочное подергивание волокон сердечной мышцы (фибрилл) вместо одновременного их сокращения и последующего расслабления. При большом токе фибрилляция может наступить быстрее, даже за доли секунды. Продолжительность протекания тока важна потому, что опасность возникновения фибрилляции зависит не только от значения тока, но и от совпадения момента протекания тока с той фазой в кардиоцикле, когда сердце особенно чувствительно к току. Если ток течет дольше, чем продолжительность кар-диоцикла, он обязательно совпадает с опасной фазой.
Максимальным отпускающим током называют наибольший ток, при котором человек еще может самостоятельно оторвать руки от предмета, находящегося под напряжением. Чуть большее значение можно считать пороговым (минимальным) неотпускающим током. Для мужчин максимальные отпускающие токи находятся в пределах 9...23 мА, а для женщин — 6... 16 мА. Ток 10 мА часто считается безопасным как отпускающий для огромного большинства взрослых людей. Хотя по некоторым литературным источникам смертельные поражения электричеством у 42 % людей произошли при токе до 10 мА.
Имеет значение прохождение тока через тело и особенно место входа и выхода тока. Известны случаи смертельных поражений электрическим током, когда ток совсем не проходил через сердце, а шел, например, через палец на одной руке или через две точки на одной голени. Это объясняется воздействием тока на центральную нервную систему, когда ток проходит через особо уязвимые точки на теле человека, которые используют при лечении иглоукалыванием.
Ток, проходящий через тело человека, зависит от его сопротивления. При низком напряжении сопротивление почти целиком зависит от кожи, поверхностный слой которой может рассматриваться как тонкий и сравнительно несовершенный диэлектрик, а мышцы и кровь — как проводник. В зависимости от целости и состояния кожи, а также пути тока через тело сопротивление может составлять приблизительно от 100 000 до 500 Ом.
Сопротивление кожи зависит от площади поверхности и плотности контакта, а также от силы проходящего тока и продолжительности его действия. Чем они больше, тем меньше сопротивление кожи (с увеличением длительности протекания тока увеличиваются нагрев кожи, потовыделение, в ней возникают электролитические изменения). Сопротивление кожи также зависит от приложенного напряжения, так как уже при напряжении 10...42 В начинается пробой верхнего (рогового) слоя. При напряжении 127...220 В и выше кожа уже почти не влияет на сопротивление тела. В нашей стране при расчетах обычно принимают сопротивление тела 850... 1000 Ом при напряжении на теле 25...50 В и выше и 3...6 кОм при 12...20 В.
Что касается напряжения, которое может представлять опасность, будучи приложенным к телу человека, то известны случаи, когда даже напряжение 12 В вызывало смерть, правда, исключительно редко и при особо неблагоприятных условиях.
Из сказанного видно, что наилучшие меры защиты человека от поражения электрическим током такие, которые вообще не допускают протекания ощутимого человеком электрического тока через его тело. Однако применение таких защитных мер не всегда возможно. Наиболее распространенные защитные меры, например заземление и зануление, не исключают протекания тока через тело, лишь снижают его значение или уменьшают время его протекания, т. е. не гарантируют абсолютной безопасности, а только понижают вероятность серьезного поражения электричеством до достаточно малого значения.
Для проектирования технических способов и средств защиты людей от поражения током установлены предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека. При малых напряжениях считается, что постоянный ток с пониженным напряжением 24 В по опасности равен переменному с напряжением 12 В, а при 400... 500 В они одинаково опасны.
Электрический ток может вызывать также ожоги, на которые приходится не менее 2/3 всех несмертельных электротравм, электрических знаков и электрометаллизаций кожи.
Электрические знаки представляют собой припухлость кожи, затвердевшей в виде мозоли желтовато-серого цвета с краями, очерченными белой или серой каймой. Покраснений, воспалений или нагноений при этом не бывает. Электрознаки вызываются химическим и механическим воздействием тока при плотном контакте тела с электродом и совершенно безболезненны. Не следует путать электрознаки с так называемыми «электрическими метками» в местах контакта тела с частями под напряжением. Это либо ожог, либо слегка содранная кожа. «Метки» болезненны.
Электрометаллизация заключается в пропитывании кожи частицами металла электрода, расплавляющегося под действием тока. Исход электрознаков и электрометаллизации зависит от площади пораженной поверхности тела. Обычно они благополучно проходят.
Опыты над животными показали, что опасное действие электрического тока тем меньше, чем больше масса животного. Однако сопротивление тела крупных животных меньше, чем человека; при одном и том же напряжении через тело животного проходит гораздо больший ток.
Сопротивление тела коровы между передними и задними ногами составляет в среднем 400...600 Ом, а при падении животного уменьшается до 50... 100 Ом в зависимости от влажности шерсти. При этом возрастает ток, проходящий через тело. Напряжение, не вызывающее падения в течение 30 с, составляет 12 В при частоте 50...200 Гц; не вызывает беспокойства при длительном воздействии по этому же пути ток 7,5 мА или напряжение 3,5 В; молокоотдачу коровы не снижают при действии тока через вымя при 1 мА и 0,5 В.
Полезная информация: