Účinky elektrického prúdu na človeka sú svojou povahou a typom mimoriadne rôznorodé. Závisia od mnohých faktorov.

Podľa povahy nárazu sa rozlišujú: tepelné, biologické, elektrolytické, chemické a mechanické poškodenie.

Tepelný účinok prúdu sa prejavuje popálením jednotlivých častí tela, sčernením a zuhoľnatením kože a mäkkých tkanív; zahrievanie orgánov umiestnených v dráhe prúdu, ciev a nervových vlákien na vysokú teplotu. Vykurovací faktor spôsobuje funkčné poruchy v orgánoch a systémoch ľudského tela.

Elektrolytický účinok prúdu sa prejavuje rozkladom rôznych telesných tekutín na ióny, ktoré porušujú ich vlastnosti.

Chemický účinok prúdu sa prejavuje výskytom chemických reakcií v krvi, lymfe a nervových vláknach s tvorbou nových látok, ktoré nie sú charakteristické pre telo.

Biologický účinok vedie k podráždeniu a excitácii živých tkanív tela, vzniku kŕčov, zástave dýchania a zmenám v režime srdcovej činnosti.

Mechanický účinok prúdu sa prejavuje silnou kontrakciou svalov až po ich pretrhnutie, prasknutie kože, krvných ciev, zlomeniny kostí, dislokáciu kĺbov a oddelenie tkaniva.

Podľa typov poškodenia sa rozlišujú: úrazy elektrickým prúdom a elektrické

Elektrické poranenia sú lokálne lézie (popáleniny, elektrické stopy, metalizácia kože, mechanické poškodenie, elektrooftalmia).

Elektrické popáleniny sú rozdelené na kontaktné a oblúkové. Kontaktné sa vyskytujú v mieste kontaktu pokožky s prúdovou časťou elektrickej inštalácie s napätím nepresahujúcim 2 kV, oblúkové - v miestach, kde vznikol elektrický oblúk, ktorý má vysokú teplotu a vysokú energiu. Oblúk môže spôsobiť rozsiahle popáleniny tela, zuhoľnatenie a dokonca úplné spálenie veľkých plôch tela.

Elektrické značky sú husté sivé alebo svetložlté oblasti na povrchu kože osoby, ktorá bola vystavená prúdu. Koža spravidla stráca citlivosť v mieste elektrického znamienka.

Metalizácia kože je zavedenie najmenších častíc kovu roztavených pôsobením elektrického oblúka alebo nabitých častíc elektrolytu z elektrolytických kúpeľov do horných vrstiev kože.

Elektrooftalmia je zápal vonkajších očných membrán v dôsledku vystavenia silnému prúdu ultrafialového žiarenia z elektrického oblúka. Je možné poškodenie rohovky, čo je obzvlášť nebezpečné.

Elektrické šoky sú bežné lézie spojené s excitáciou tkanív prúdom, ktorý cez ne prechádza (poruchy fungovania centrálneho nervového systému, dýchacích a obehových orgánov, strata vedomia, poruchy reči, kŕče, až do zastavenia dýchania, okamžitá smrť) .

Podľa stupňa vplyvu na človeka sa rozlišujú tri prahové hodnoty prúdu: hmatateľné, neuvoľňujúce a fibrilácia.

Sensible je elektrický prúd, ktorý pri prechode telom spôsobuje citeľné podráždenie. Pocit toku striedavého elektrického prúdu zvyčajne začína pri 0,6 mA.

Neuvoľňujúci prúd je prúd, ktorý pri prechode človekom vyvoláva neodolateľné kŕčovité sťahy svalov rúk, nôh alebo iných častí tela v kontakte s vodičom s prúdom. Striedavý prúd priemyselnej frekvencie, ktorý preteká nervovými tkanivami, ovplyvňuje bioprúdy mozgu a spôsobuje efekt „reťazenia“ neizolovaného vodiča prúdu v mieste kontaktu s ním. Človek sa nemôže nezávisle odtrhnúť od živej časti.

Fibrilácia je prúd, ktorý pri prechode telom spôsobuje fibriláciu srdca (viacnásobné nekoordinované kontrakcie jednotlivých svalových vlákien srdca). Fibrilácia môže viesť k zástave srdca a respiračnej paralýze.

Stupeň elektrického šoku závisí od elektrickej vodivosti alebo jej inverzného parametra - všeobecného elektrického odporu tela. Tie sú zase určené:

Individuálne vlastnosti ľudského tela;

Parametre elektrického obvodu (napätie, sila a druh prúdu, frekvencia jeho kmitov), ​​pod ktorý zamestnanec spadol;

Prechodom prúdu cez ľudské telo;

Podmienky zaradenia do elektrickej siete;

Trvanie expozície;

Podmienky prostredia (teplota, vlhkosť, prítomnosť vodivého prachu atď.).

Nízky elektrický odpor tela prispieva k závažnejším následkom poškodenia. Elektrický odpor ľudského tela klesá v dôsledku nepriaznivých fyziologických a psychických stavov (únava, choroba, intoxikácia alkoholom, hlad, emocionálne vzrušenie).

Celkový elektrický odpor ľudského tela sa sčítava z odporu každej časti tela umiestnenej pozdĺž dráhy toku prúdu. Každá sekcia má svoj vlastný odpor. Najväčší elektrický odpor má horná rohovitá vrstva kože, ktorej chýbajú nervové zakončenia a cievy. Keď je pokožka mokrá alebo poškodená, odpor je asi 1000 ohmov. Pri suchej pokožke bez poškodenia sa mnohonásobne zvyšuje. Pri elektrickom rozpade vonkajšej vrstvy kože sa výrazne znižuje celkový odpor ľudského tela. Čím dlhší je tok prúdu, tým rýchlejšie klesá odpor pokožky.

Závažnosť zranenia človeka je úmerná sile prúdu prechádzajúceho jeho telom. Prúd väčší ako 0,05 A môže smrteľne zraniť osobu pri trvaní expozície 0,1 s.

Striedavý prúd je nebezpečnejší ako jednosmerný, ale pri vysokom napätí (viac ako 500 V) sa jednosmerný prúd stáva nebezpečnejším. Najnebezpečnejší frekvenčný rozsah striedavého prúdu je od 20 do 100 Hz. Väčšina priemyselných zariadení pracuje na frekvencii 50 Hz, čo je v tomto nebezpečnom rozsahu. Vysokofrekvenčné prúdy sú menej nebezpečné. Vysokofrekvenčné prúdy môžu spôsobiť len povrchové popáleniny, pretože sa šíria len po povrchu tela.

Stupeň poškodenia tela do značnej miery určuje dráhu, po ktorej elektrický prúd prechádza ľudským telom. Najbežnejšie možnosti v praxi sú 1, 2, 5, 6, 7, znázornené na obr. 2.1.

Ryža. 2.1. Možnosti prechodu elektrického prúdu cez ľudské telo: 1 - „z ruky do ruky“; 2 - „ruky a nohy“; 5 — „od nohy k nohe“; 6 - „hlava-nohy“; 7 - "hlava-ruka"

Osoba sa dotkne vodičov pod napätím alebo častí zariadenia pod napätím oboma rukami. V tomto prípade prúd tečie z jednej ruky do druhej cez pľúca a srdce. Táto cesta sa zvyčajne nazýva „ruka - ruka“;

Človek stojí oboma nohami na zemi a jednou rukou sa dotýka zdroja prúdu. Dráha toku prúdu sa v tomto prípade nazýva „ruka - nohy“. Prúd prechádza pľúcami a možno aj srdcom;

Osoba stojí oboma nohami na zemi v zóne, kde prúdi do zeme prúd z chybného elektrického zariadenia, ktoré v tomto prípade funguje ako uzemňovacia elektróda. Zem v okruhu do 20 m dostáva napäťový potenciál, ktorý klesá so vzdialenosťou od uzemňovacej elektródy. Každá z nôh človeka dostáva iný potenciál napätia, určený vzdialenosťou od chybného elektrického zariadenia. V dôsledku toho vzniká elektrický obvod „noha-noha“, napätie, v ktorom sa nazýva krok za krokom;

Dotýkanie sa živých častí hlavou môže vytvoriť okruh, kde súčasná dráha je „hlava – ruky“ alebo „hlava – nohy“.

Najnebezpečnejšie možnosti sú tie, v ktorých životne dôležité systémy tela - mozog, srdce, pľúca - spadajú do postihnutej oblasti. Sú to reťaze: „hlava - ruka“, „hlava - nohy“, „ruky - nohy“, „ruka - ruka“.

Príklad. Striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz a napätím 220 V, ktorý je štandardom pre domáce elektrické siete, môže mať pri prechode po dráhe ruka-noha v závislosti od sily prúdu rôzne účinky. Takže ak je sila prúdu 0,6-1,5 mA, je to už viditeľné. Je sprevádzané miernym svrbením a miernym chvením prstov. Pri sile prúdu 2,0-2,5 mA sa objavuje bolesť a silné chvenie prstov. Pri sile prúdu 5,0-7,0 mA sa vyskytujú kŕče rúk. Prúd 20,0-25,0 mA je už nespúšťací prúd. Osoba nemôže nezávisle odtrhnúť ruky od vodiča, je tu silná bolesť a kŕče a ťažkosti s dýchaním. Keď je prúd 50,0-80,0 mA, dochádza k paralýze dýchania (ak prúd tečie dlhší čas, môže dôjsť k fibrilácii srdca). Pri 90,0-100,0 mA dochádza k fibrilácii. Po 2-3 sekundách nastáva paralýza dýchania (tabuľka 2.1).

Tabuľka 2.1. Povaha dopadu na osobu, keď elektrický prúd preteká telom (časťami tela)

Tok jednosmerného prúdu ľudským telom s napätím menším ako 500 V spôsobuje bolesť v mieste kontaktu s vodičom, v kĺboch ​​končatín, bolestivý šok, popáleniny. Môže však viesť aj k zástave dýchania či srdca. Pri napätiach 500 V a vyšších prakticky neexistujú rozdiely v účinkoch jednosmerných a striedavých prúdov.

Medzi prúdom pretekajúcim ľudským telom a napätím, ktoré je naň aplikované, existuje nelineárny vzťah. Keď sa napätie zvyšuje, prúd sa zvyšuje rýchlejšie ako napätie.

Stupeň nebezpečenstva úrazu elektrickým prúdom závisí od podmienok, za ktorých je osoba pripojená k elektrickej sieti. Vo výrobe sa používajú trojfázové striedavé elektrické siete (s izolovaným neutrálom alebo s uzemneným neutrálom) a jednofázové elektrické siete. Všetky sú nebezpečné, no každá má iný stupeň nebezpečenstva.

Pre trojfázové siete AC s akýmkoľvek neutrálnym režimom je najnebezpečnejší dvojfázový kontakt (súčasne s dvoma vodičmi pracovnej siete). Osoba uzavrie dva fázové vodiče cez svoje telo a dostane sa pod plné sieťové napätie siete. V tomto prípade prúd prechádza najnebezpečnejšou cestou „z ruky do ruky“. Prúdová sila je maximálna, keďže do siete je pripojený len veľmi nízky (asi 1000 Ohm) odpor ľudského tela. Dvojfázový kontakt s aktívnymi časťami inštalácie už pri napätí 100 V môže byť smrteľný.

Ak sa dotknete vodiča inštalácie v núdzovom režime (prerušenie druhého vodiča a skrat fázy so zemou), v dôsledku prerozdelenia napätia medzi fázami sa trochu zníži riziko vážneho úrazu elektrickým prúdom.

Trojfázové elektrické siete s uzemneným neutrálom sú o niečo menej nebezpečné ako siete s izolovaným neutrálom. Takéto siete majú veľmi nízky odpor medzi neutrálom a zemou, takže uzemnenie neutrálu slúži na bezpečnostné účely.

Najmenej nebezpečné je vždy dotknúť sa jedného z drôtov fungujúcej siete.

Keď prerušený vodič spadne na zem alebo keď je poškodená izolácia a dôjde k fázovému rozpadu cez telo zariadenia na zem, ako aj v miestach uzemňovacej elektródy, poruchový prúd sa šíri do zeme. Riadi sa hyperbolickým zákonom (obr. 2.2).

Ryža. 2.2. Schéma šírenia poruchového prúdu v zemi: 1 - miesto, kde prerušený drôt padá na zem; 2 - krivka (hyperbola) rozloženia potenciálov na povrchu zeme pri šírení prúdu; U3 - napätie v mieste poruchy

Pretože zem predstavuje významný odpor pre šírenie prúdu, všetky body umiestnené na rovnakej radiálnej priamke, ale v rôznych vzdialenostiach od bodu uzavretia vodiča k zemi, budú mať rôzne potenciály. Maximálny je pri uzemňovacej elektróde, so vzdialenosťou od nej klesá a za hranicou zóny šírenia sa rovná nule. Vo vzdialenosti 1 m od uzemňovacej elektródy je úbytok napätia v suchej pôde už 68%, vo vzdialenosti 10 m - 92%. Nájdenie osoby v zóne toku prúdu v blízkosti uzemňovacej elektródy môže byť nebezpečné.

Nebezpečnú zónu je potrebné opustiť vo veľmi malých krokoch pozdĺž polomeru. Podľa „Bezpečnostných pokynov pre prevádzku trakčných napájacích staníc, napájacích bodov a úsekov elektrifikovaných tratí“ č. TsE-402, schválených Ministerstvom železníc Ruska dňa 17. októbra 1996, pohyb v zóne šírenia zemného zlomu prúd bez ochranných pomôcok (dielektrické galoše, čln) nasleduje pohybom nôh po zemi a bez toho, aby ste ich zdvíhali od seba. So zvyšujúcou sa dĺžkou kroku sa zvyšuje rozdiel v potenciáloch, pod ktorými sa každá noha nachádza. Napätie vytvorené v dôsledku rozdielu potenciálov v zóne šírenia prúdu medzi dvoma bodmi na zemskom povrchu, ktoré sú od seba vzdialené v radiálnom smere v krokovej vzdialenosti (0,8 m), sa nazýva skokové napätie. Dráha prúdu s krokovým napätím z nohy na nohu sa nedotýka životne dôležitých orgánov. Pri výraznom strese však dochádza ku kŕčom v nohách a človek padá. V tomto prípade je elektrický obvod uzavretý cez celé telo padnutého.

V jednofázových jednosmerných sieťach je tiež najnebezpečnejší človek dotýkajúci sa dvoch vodičov súčasne, pretože v tomto prípade je prúd pretekajúci ľudským telom určený iba odporom jeho tela.

Trvanie súčasnej expozície je často faktorom, od ktorého závisí výsledok zranenia. Čím dlhšie elektrický prúd pôsobí na telo, tým závažnejšie sú následky. Po 30 s klesne odpor ľudského tela voči toku prúdu približne o 25% a po 90 s - o 70%.