Но какие процессы происходят в организме, когда по нему проходит электрический ток?

Различают два типа поражения электричеством:

– электрический удар (шок), поражающий весь организм, который не вызывает ожогов, но приводит к параличу сердца или дыхания, а часто к тому и другому одновременно;

– электрическая травма – поражение током внешних частей тела: ожоги, металлизация кожи, электрические знаки.

Природа возникновения электрических ожогов такова: при прохождении электрического тока через тело в его тканях выделяется тепло, достаточное, чтобы нагреть места соприкосновения с напряжением до 60–70 °C. Входящий в состав тканей белок при такой температуре свертывается, от чего на теле появляются ожоги или электрические знаки (круглые или овальные припухлости затвердевшей глубоко пораженной кожи желтоватого цвета, очерченной белой или серой каймой).

Если металл (проводников, других деталей) под действием тока при горении дуги разбрызгивается и испаряется, происходит электрометаллизация кожи – пораженные участки пропитываются частицами металла.

Кроме поражения электрическим током, вызванным прямым контактом с токоведущим элементом, возможно так называемое поражение прикосновения, возникающее при контакте человека с заземленной установкой, в которой возникло напряжение на корпус. В этом случае на человека действует не электрический ток как таковой, а напряжение, возникающее из-за разности потенциалов между опорными точками под его ногами и руками, имеющими контакт с корпусом электроустановки. Если заземление оборвано или имеет слишком большое сопротивление, то напряжение прикосновения может быть опасным.

Степень поражения электрическим током зависит от следующих показателей и параметров: от величины и рода тока, протекающего через тело человека; от продолжительности его воздействия; от психического и физического состояния человека в момент поражения; от пути, по которому проходит ток в организме.

Наиболее опасно, когда путь большей части тока проходит через сердце (от одной руки к другой или от рук к ногам), а ток при этом является переменным.

Уже говорилось, что электрический ток характеризуется тремя параметрами: напряжением, силой и частотой. Для человеческого организма опасно не напряжение, а именно сила тока: если при силе в 0,6 мА человек только начинает ощущать переменный ток, то при силе в 12–15 мА он может выдержать его в течение не более 10 секунд и, хотя будет испытывать сильную боль в пальцах и кистях, освободиться от контакта с токоведущими элементами способен самостоятельно; при поражении током силой в 20–25 мА человек испытывает очень сильную боль и паралич рук, поэтому освободиться от его воздействия самостоятельно не может; сила тока в 50–80 мА вызывает паралич дыхания; а уже в 90–100 мА приводит к параличу сердца и смерти.

Если рассматривать степень опасности переменного тока в зависимости от его частоты, то здесь наблюдается следующая закономерность: чем выше частота тока, тем опаснее он для человека (наиболее опасна частота переменного тока 50–60 Гц).

Дело в том, что при увеличении частоты тока по поверхности тела начинают распространяться поверхностные токи, сильно нагревающие кожу, поэтому поражение высокочастотным током обычно приводит к ожогам, но не к электрическому удару.

Меньшей чувствительностью человек обладает к действию постоянного тока: его он начинает ощущать при 12–15 мА, а паралич дыхания наступает только при 90–110 мА.

Как мы уже отметили, человеческое тело обладает сопротивлением, которое измеряется в омах (Ом). При одном и том же напряжении сила тока будет тем больше, чем меньше сопротивление токоведущего проводника. Сопротивление сухой и неповрежденной кожи (ее рогового слоя) может достигать 40 000–100 000 Ом.

Физические, физиологические и психологические процессы, происходящие в организме (повышенное потоотделение, опьянение, нервное возбуждение, переутомление), резко – до 800–1000 Ом – уменьшают сопротивление тела человека. К тому же роговой слой кожи имеет очень незначительную толщину – 0,05–0,2 мм – и легко пробивается напряжением 250 В. При этом сопротивление уменьшается в 100 раз и падает тем скорее, чем продолжительнее воздействие тока на тело человека.

Это объясняет тот факт, что даже небольшое напряжение может вызвать поражение электрическим током: при сопротивлении тела человека в 700 Ом опасным будет напряжение всего в 35 В, и при работе с таким напряжением необходимо применять изолирующие защитные средства – резиновые перчатки или инструмент с изолированными ручками.

По статистическим данным, наиболее пожароопасным видом электроустановок являются электропроводки. На их долю приходится до 41 % всех пожаров, связанных с электроустановками и электрооборудованием.

Пожар возникает в результате коротких замыканий, перегрузок и из-за больших переходных сопротивлений в местах соединений и присоединений проводов и кабелей.

Из общего количества пожаров, возникающих от электробытовых приборов, около 40 % происходит в результате пользования электроутюгом, а также электрокамином, самодельными электронагревательными приборами; 10 % пожаров возникает при включении электроплиток.

В настоящее время все чаще стали возникать пожары в результате взрывов цветных телевизоров и другой радиоаппаратуры.

Короткое замыкание может возникнуть из-за нарушения изоляции между фазными проводами, фазным проводом и нулевым проводом сети или при замыкании фазного провода на металлические конструкции, имеющие соединение с землей, замыкании на землю.

Короткое замыкание может быть полным (металлическим) и неполным. При полном замыкании переходное сопротивление в месте замыкания проводов незначительно, и им можно пренебречь. Чаще возникает неполное короткое замыкание, поскольку в местах замыкания проводов появляется переходное сопротивление из-за неплотности контактов, образования окисной пленки, обугливания изоляции.

При металлическом коротком замыкании срабатывает защита, которая отключает сеть. При неполном коротком замыкании аппараты защиты не могут сработать, в результате чего возникает пожар. Возможен пожар и при неправильном выборе аппаратов защиты.

Наибольшей пожароопасностью обладают провода и кабели в полиэтиленовой изоляции.

Пожар может возникнуть из-за перегрузки в сети при подключении электроприемников, номинальный потребляемый ток которых превышает допустимую величину тока для данного сечения провода сети или при неправильно выбранном сечении проводника. При перегрузке защита может не сработать до тех пор, пока провода не нагреются до температуры возгорания, тогда между ними происходит короткое замыкание.

Особенно опасна перегрузка в электросетях частных жилых домов, садовых построек, так как в них нередко отсутствуют аппараты защиты от перегрузки, а имеются только аппараты, отключающие сеть при коротком замыкании.

Опасны в пожарном отношении значительные переходные сопротивления, возникающие в местах соединения проводов, присоединения их к выключателям, розеткам, щиткам, электробытовым приборам.

Надежность контакта обеспечивается опрессовкой, пайкой или специальными зажимами, снабженными пружинящими шайбами. Следует иметь в виду, что даже при надлежащем соединении в специальных зажимах через 3–3,5 года сопротивление контактов возрастает в 2 раза. В значительной степени увеличивается переходное сопротивление при кратковременных коротких замыканиях, отключаемых при исправно действующей защите. При увеличении переходного сопротивления и неаварийном режиме работы электросети отключения аппаратами защиты не происходит, поскольку величина тока недостаточна для их срабатывания. В то же время провод в месте контакта с большим переходным сопротивлением может нагреться до температуры воспламенения изоляции.