Электрические знаки, которые именуются также знаками тока или электрическими метками, представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размеры 1--5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, которой коснулся пострадавший, а также может напоминать фигуру молнии. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли. В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и лечение их заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальные цвет, эластичность и чувствительность.
Металлизация кожи -- это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п.
В месте поражения кожа становится шероховатой и жесткой. Пострадавший испытывает в этом месте напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и нередко боль от ожога за счет тепла занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид, и исчезают болезненные ощущения. Лишь при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Поэтому работы, при которых возможно возникновение электрической дуги (например, работы под напряжением на щитках и сборках), должны выполняться в защитных очках. Вместе с тем одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы, ворот закрыт, а рукава опущены и застегнуты у запястьев рук.
Нередко одновременно с металлизацией кожи происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжелые повреждения.
Электроофтальмия -- воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (возникшей, например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.
Электроофтальмия развивается спустя 2--6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом имеют место покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, т. е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаза с нарушением ее прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживается зрачок. Продолжительность болезни -- обычно несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным.
Предупреждение электроофтальмии при обслуживании электроустановок обеспечивается применением защитных очков с обычными стеклами, которые почти не пропускают ультрафиолетовых лучей и обеспечивают защиту глаз от брызг расплавленного металла.
Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения. К счастью, они возникают очень редко.
Электрический удар -- это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. При электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть различным -- от легкого, едва ощутимого судорожного сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.
В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары условно делятся на следующие четыре степени:
I -- судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II -- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;
III -- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);
IV -- клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Опасность воздействия электрического тока на человека зависит от значения тока, проходящего через человека, длительности его воздействия, пути прохождения тока в теле человека, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека и некоторых других факторов.
Сопротивление тела человека и значение приложенного к нему напряжения также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через человека.
Основным фактором, обусловливающим исход поражения человека током, является значение тока, проходящего через тело человека.
Ощутимый ток. Организм человека весьма чувствителен к электрическому току. Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока малого значения: 0,6--1,5 мА при промышленной частоте (50 Гц) и 5--7 мА при постоянном токе.
Это воздействие ограничивается при токе 50 Гц слабым «зудом» и легким покалыванием, а при постоянном токе -- ощущением нагрева кожи на участке, касающемся токоведущей части. Поскольку большие токи также ощущаются человеком, указанные значения токов являются границами или порогами, с которых начинаются области ощутимых токов. Поэтому такие токи называются пороговыми ощутимыми токами.
Пороговый ощутимый ток не может вызвать поражения человека, и в этом смысле он не является опасным. Однако длительное прохождение его через человека отрицательно сказывается на здоровье, и поэтому является недопустимым.
Безопасный ток, который длительно (в течение нескольких часов) может проходить через человека не нанося ему вреда и не вызывая никаких ощущений очевидно, во много раз меньше порогового ощутимого тока. Точные значения безопасного тока не установлены, однако в практике его ограничивают несколькими микроамперами, и во всяком случае он не превышает 50 мкА при 50 Гц и 100 мкА при постоянном токе.
Неотпускающий ток. Увеличение тока сверх порога ощутимых токов вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.
Так, при 3--5 мА и 50 Гц раздражающее действие тока ощущается всей кистью руки; при 8--10 мА боль резко усиливается и охватывает всю руку, сопровождаясь непроизвольными сокращениями мышц кисти руки и предплечья.
При 10--15 мА боль становится непереносимой, а судороги мышц рук оказываются настолько значительными, что человек не в состоянии их преодолеть. В результате он не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, не может отбросить от себя провод, т. е. он не в состоянии самостоятельно нарушить контакт с токоведущей частью и оказывается как бы прикованным к ней. Такой же эффект производят и токи большего значения. Все эти токи носят название неотпускающих, а наименьший из них-- 10--15 мА при 50 Гц (50--80 мА при постоянном токе) -- является порогом неотпускающих токов и называется пороговым неотпускающим током.
Пороговый неотпускающнй ток условно можно считать безопасным для человека в том смысле, что он не вызывает немедленного поражения его. Однако при длительном прохождении ток растет за счет уменьшения сопротивления тела, в результате чего усиливаются боли и могут возникнуть серьезные нарушения работы легких и сердца, а в некоторых случаях наступает смерть.
При постоянном токе неотпускающих токов, строго говоря, нет, т. е. челевек при любых значениях тока может самостоятельно оторваться от токоведущих частей. Однако в момент отрыва возникают весьма болезненные сокращения мышц, аналогичные тем, которые наблюдаются при переменном токе примерно такого же значения. Опыты показали, что наибольший постоянный ток, при котором человек еще в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов, составляет 50--80 мА. Этот ток и принят условно за порог неотпускающих токов при постоянном напряжении. Значения пороговых неотпускающих токов у разных людей различны. Они различны также у мужчин, женщин и детей. Средние значения их составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 и 50 мА, для детей 8 и 40 мА.
Ток, превышающий пороговый неотпускающнй ток, усиливает болевые раздражения и судорожные сокращения мышц, которые распространяются на большие участки тела человека.
Ток 25 -- 50 мА при 50 Гц воздействует на мышцы не только рук, но и туловища, в том числе на мышцы грудной клетки. В результате дыхательные движения грудной клетки сильно затрудняются. Длительное воздействие этого тока может вызвать прекращения дыхания, после чего спустя некоторое время наступит смерть от удушья. Этот ток одновременно вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления крови и затруднению работы сердца. В случае длительного воздействия тока наступает ослабление деятельности сердца и как итог этого -- потеря сознания.
Ток больше 50 мА вплоть до 100 мА (50 Гц) действует значительно сильнее тока 25--50 мА. Иначе говоря, явления нарушения работы легких и сердца наступают через меньший промежуток времени. Кроме того воздействие этого тока на сердечнососудистую систему оказывается более выраженным и опасным. Однако при этом токе, как и при токе 25--50 мА, первыми (по времени) поражаются, как правило, легкие, а затем сердце.
Фибрилляционный ток. Ток 100 мА и более (при 50 Гц), проходя через тело человека по пути (рука -- рука или рука -- ноги), распространяют свое раздражающее действие на мышцу сердца, расположенную глубоко в груди. Это обстоятельство является весьма опасным для жизни человека, поскольку спустя 1--2с с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция сердца. При этом прекращается кровообращение и, следовательно, в организме возникает недостаток кислорода; это в свою очередь быстро приводит к прекращению дыхания, т. е. наступает смерть. Таким образом, при токе 100 мА и более прекращает работу сердце, а затем легкие, причем поражение сердца наступает быстро: обычно не более чем через 2с с начала воздействия тока.
Токи, которые вызывают фибрилляцию сердца, называются фибрилляционными, наименьший из них -- пороговым фибрилляционным током.
При частоте 50 Гц фибрилляционными являются токи в пределах от 100 мА до 5 А, а пороговым фибрилляционным током 100 мА. При постоянном токе порогом фибрилляции считается ток 300 мА, а верхним пределом фибрилляционного тока 5 А.
Ток больше 5 А как при 50 Гц, так и при постоянном токе фибрилляцию сердца, как правило, не вызывает. При таких токах происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции.
Если действие тока было кратковременным (до 1--2 с) и не вызвало повреждения сердца в результате нагрева, ожога и т. п., после отключения тока сердце, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность. В практике наблюдались случаи выживания людей после того, как через них проходил ток в несколько ампер и даже в несколько десятков ампер.
Однако при больших токах, даже в случае кратковременного воздействия их, наряду с остановкой сердца происходит и паралич дыхания. При этом после отключения тока дыхание как правило, самостоятельно не восстанавливается и требуется немедленная помощь пострадавшему в виде искусственного дыхания.
Длительное (несколько секунд) действие большого тока сопровождается не только остановкой сердца и прекращением дыхания, но и обширными и глубокими ожогами тела, разрушением внутренней структуры тканей организма и другими тяжелыми повреждениями отдельных органов, в том числе и сердца, которые сами по себе могут привести к гибели организма.
Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека: чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого или смертельного поражения.
Объясняется это рядом причин и, в частности, тем, что с увеличением времени воздействия тока на живую ткань этот ток увеличивается (за счет уменьшения сопротивления тела), накапливаются последствия прохождения тока через организм и, наконец, повышается вероятность совпадения момента прохождения тока через сердце с уязвимой для него фазой сердечного цикла (кардиоцикла).
Импульсные токи, а также токи, обусловленные разрядом конденсатора, характеризующиеся кратковременностью действия, значительно менее опасны, чем ток промышленной частоты с той же амплитудой. Однако импульсы большей длительности или с большим током приводят к остановке сердца или параличу дыхания.
Предполагается, что при импульсных токах очень большое влияние на исход поражения оказывает путь тока. При непосредственном воздействии импульсного тока на сердце, легкие и спинной мозг смерть наступает при относительно небольших значениях тока.
Путь, по которому ток проходит в теле человека, играет существенную роль в исходе поражения. Так, если на пути тока оказываются жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным, т. е. через центральную нервную систему, благодаря чему вероятность тяжелого исхода резко уменьшается.