De elektrische stroom, die door het menselijk lichaam stroomt, veroorzaakt thermische, elektrochemische en biologische effecten.
Het thermische effect van de stroom komt tot uiting in de verwarming en brandwonden van afzonderlijke delen van het lichaam; elektrochemisch bij de afbraak van bloed en andere organische vloeistoffen; het biologische effect van de stroom gaat gepaard met irritatie en opwinding van de levende weefsels van het lichaam, wat gepaard gaat met onwillekeurige krampachtige samentrekkingen van de spieren, inclusief de spieren van de longen en de spieren van het hart, en kan het stoppen van de activiteit van de bloedsomloop en de ademhalingsorganen.
Deze huidige acties kunnen leiden tot twee soorten letsel: elektrisch letsel en elektrische schokken.
Elektrische verwondingen omvatten elektrische brandwonden, elektrische tekenen, galvaniseren van de huid, elektroftalmie en mechanische schade.
De oorzaak van elektrische brandwonden kan de werking zijn van een elektrische boog (vlamboogverbranding) of de doorgang van stroom door het menselijk lichaam als gevolg van contact met een onder spanning staand onderdeel (stroomverbranding). Een stroomverbranding is in de regel een verbranding van de huid op het contactpunt van het lichaam met het stroomvoerende deel als gevolg van de transformatie elektrische energie in thermisch. Omdat de menselijke huid vele malen meer weerstand heeft dan andere weefsels van het lichaam, wordt daarin de meeste warmte gegenereerd. Stroomverbrandingen komen voor in elektrische installaties, voornamelijk met spanningen tot 1000 V.
Boogverbranding wordt veroorzaakt door de impact op het lichaam van een elektrische boog, die ontstaat tijdens een ontlading in het geval dat een persoon onder spanning staande delen nadert die onder stroom staan boven 1000 V, of tijdens kortsluiting in elektrische installaties
spanning tot 1000 V. Een elektrische boog bij hoge temperatuur kan ernstige brandwonden aan het lichaam veroorzaken en tot de dood leiden.
Elektrische tekens, ook wel stroomtekens of elektrische tekens genoemd, zijn dode plekken op de huid van een persoon die aan stroom is blootgesteld. In de meeste gevallen zijn elektrische signalen pijnloos en goed te behandelen.
De elektrometallisatie van de huid is te wijten aan de penetratie in de bovenste lagen van de kleinste metaaldeeltjes, die zijn gesmolten onder invloed van een elektrische boog. Vervolgens wordt het beschadigde gebied hersteld en krijgt het een normaal uiterlijk, pijnlijke gevoelens verdwijnen. Gevallen van oogbeschadiging kunnen zeer gevaarlijk zijn, wat vaak leidt tot verlies van gezichtsvermogen. Werkzaamheden waarin dergelijke gevallen mogelijk zijn, moeten daarom met een veiligheidsbril worden uitgevoerd. Tegelijkertijd moeten de kleding van de werknemer met alle knopen worden vastgemaakt, de kraag is gesloten en de mouwen worden verlaagd en vastgemaakt aan de polsen.
Vaak is gelijktijdig met de metallisatie van de huid een elektrische boogverbranding mogelijk.
Elektroftalmie ontsteking van de buitenste membranen van de ogen als gevolg van blootstelling aan de stroom UV straling. Een dergelijke blootstelling is mogelijk wanneer een elektrische boog optreedt, bijvoorbeeld tijdens kortsluiting, die een bron van intense straling is, niet alleen van zichtbaar licht, maar ook van ultraviolette en infrarode stralen.
Preventie van elektroftalmie tijdens het onderhoud van elektrische installaties wordt verzekerd door het gebruik van een speciale bril, die tegelijkertijd de ogen beschermt tegen spatten van gesmolten metaal.
Mechanische schade treedt op als gevolg van scherpe onwillekeurige krampachtige spiersamentrekkingen onder invloed van stroom. Dit kan leiden tot vallen van grote hoogte, ontwrichtingen van gewrichten, breuken, enz.
Elektrische schokken verwijzen naar het type schade dat optreedt bij blootstelling aan lage stromen (in de orde van honderden milliampères) en spanningen tot 1000 V. Bij elektrische schokken kan het resultaat van blootstelling aan stroom voor een persoon variëren van een lichte, nauwelijks waarneembare krampachtige samentrekking van de spieren van de vingers tot een dodelijke verwonding, geassocieerd met de stopzetting van het werk van het hart of de ademhalingsorganen.
De mate van elektrische schok tijdens elektrische schokken wordt gekenmerkt door de drempelwaarde. Kenmerkend zijn de volgende stromen: drempel waarneembaar, drempel niet-latend, drempelfibrillatie.
Drempel voelbare stroom kleinste waarde waarneembare stroom, die waarneembare irritaties veroorzaakt bij het passeren van het menselijk lichaam.
De niet-losstroomdrempelstroom is de kleinste waarde van de niet-losstroomstroom die bij het passeren door een persoon onweerstaanbare krampachtige samentrekkingen veroorzaakt van de spieren van de hand waarin de geleider is geklemd.
Drempelfibrillatiestroom is de kleinste waarde van fibrillatiestroom die fibrillatie van het hart veroorzaakt wanneer deze door het lichaam gaat.
Zoals hieronder zal worden aangetoond, varieert de stroom die door een persoon vloeit sterk en hangt af van tal van fysieke en fysiologische verschijnselen die moeilijk in aanmerking kunnen worden genomen. In tegenstelling tot voorgaande jaren heerst momenteel in de elektrische veiligheidstechniek de mening dat het ongepast is om gevaarlijke en veilige drempelwaarden van spanning en stroom in de industrie en in het dagelijks leven te standaardiseren.
Tabel 1. Aard van de impact elektrische stroom op het menselijk lichaam
Actuele waarde, mA | Wisselstroom, 50 Hz | DC |
Het begin van een gevoel van lichte jeuk, tintelingen van de huid onder de elektroden | niet gevoeld |
|
Het gevoel van stroom verspreidt zich. en om de pols, vermindert de hand iets | niet gevoeld |
|
Pijn neemt toe in de hele hand, vergezeld van stuiptrekkingen; zwakke pijnen worden gevoeld in de hele arm, tot aan de onderarm. Handen kunnen meestal van de elektroden worden gehaald | Begin de indruk te krijgen dat de huid onder de elektrode wordt verwarmd |
|
Hevige pijnen en krampen in de hele arm, inclusief de onderarm. Handen zijn moeilijk, maar kunnen nog steeds van de elektroden worden afgescheurd | Verhoogd gevoel van warmte |
|
Nauwelijks draaglijke pijnen in de hele arm. In veel gevallen kunnen de handen niet van de elektroden worden verwijderd. Met een toename van de duur van de stroom van de stroom, neemt de pijn toe. | Een nog grotere toename van het gevoel van verwarming, zowel onder de elektroden als in de aangrenzende delen van de huid |
|
Handen zijn onmiddellijk verlamd, het is onmogelijk om ze van de elektroden te scheuren. Ernstige pijn, moeite met ademhalen | Een nog grotere toename van het gevoel van verwarming van de huid. Lichte samentrekkingen van de ARMSPIER |
|
Zeer hevige pijn in armen en borst. Bij langdurige stroom kan ademhalingsverlamming of verzwakking van de hartactiviteit met bewustzijnsverlies optreden. | Gevoelens van intense hitte, pijn en krampen in de armen. Wanneer de handen van de elektroden worden gescheiden, treedt er door krampachtige samentrekking van de spieren van de handen nauwelijks te verdragen pijn op. |
|
De ademhaling is na enkele seconden verlamd, het werk van het hart wordt verstoord. Bij langdurige stroom kan hartfibrillatie optreden. | Sensaties van zeer sterke verwarming, hevige pijn in de hele borststreek. Moeilijkheden met ademhalen. Handen kunnen niet van de elektroden worden gehaald |
|
Hartfibrillatie na 23 s, na enkele seconden, hartverlamming | Ademhalingsverlamming met langdurige stroom |
|
Dezelfde actie in minder tijd | Fibrillatie van het hart na 23 seconden, na een paar seconden, ademhalingsverlamming |
|
De ademhaling is onmiddellijk na enkele seconden verlamd. Fibrillatie van het hart komt in de regel niet voor. Tijdelijke hartstilstand tijdens de huidige stroom is mogelijk. Bij langdurige stroom (enkele seconden), ernstige brandwonden, weefselvernietiging | Verhoogd gevoel van warmte |
De belangrijkste factoren die de uitkomst van een elektrische schok van een persoon beïnvloeden, zijn de volgende.
Het stroompad in het menselijk lichaam beïnvloedt de laesie op verschillende manieren. Deze kwestie wordt al een tijdje gegeven van groot belang, omdat de analyse van ongevallen het mogelijk maakte om hun afhankelijkheid vast te stellen van het type van de zogenaamde stroomlus, dat wil zeggen van het stroompad door het menselijk lichaam. De meest voorkomende zijn de volgende vier lussen: rechter hand poten, linkerhand benen, arm arm, been been. In de meeste gevallen vindt de stroomkring plaats langs het pad van het rechterbeen. De meest voorkomende en in de regel gepaard gaande met ernstige schade is de stroombaan (stroomlus) armarm, wanneer de stroom door de vitale organen gaat, in het bijzonder door het hart.
Uit ongevallenanalyses blijkt dat ongeveer 55% van alle elektrische schokken langs twee hoofdroutes plaatsvindt: van de hand of handen naar de voeten en van de ene hand naar de andere hand. Dodelijke verwondingen zijn echter verantwoordelijk voor de helft van het gerapporteerde aantal ongevallen.
Het gevaar wordt niet bepaald door het al dan niet stromen van stroom door het hartgebied, maar door welk lichaamsdeel iemand stroomvoerende delen aanraakt. De meest kwetsbare plekken van het menselijk lichaam zijn de rug van de hand, nek, slaap; voorkant van het been, schouder. De vorming van een elektrisch circuit door kwetsbaarheden leidt zelfs bij zeer lage stromen en spanningen tot de dood.
De elektrische weerstand van het circuit waardoor de stroom door het menselijk lichaam gaat, bestaat uit de elektrische weerstand van actieve en inductieve draden; elektrische weerstand van machines, apparaten of apparaten die in serie zijn geschakeld met het menselijk lichaam; elektrische weerstand van het overgangscontact tussen de stroomvoerende delen van de apparatuur die de persoon heeft aangeraakt; eigen elektrische weerstand van het menselijk lichaam.
De weerstand van het menselijk lichaam is een complex geheel van biofysische, biochemische en andere fenomenen. Het is meestal verdeeld in twee delen: de weerstand van de huid en bloedvaten en de weerstand van de zenuwen. De bovenste laag van de huid heeft een merkbare weerstand in vergelijking met de weerstand van de inwendige organen. De aanwezigheid van zweetklieren in de huid verandert de elektrische weerstand aanzienlijk. Er is zeer weinig zenuwweerstand. Het is dit onderdeel van de totale weerstand dat de belangrijkste rol speelt bij de stroomgeleiding en dus bij het resultaat van elektrisch letsel. De elektrische weerstand van een levend organisme wordt beïnvloed door een groot aantal factoren. In dit geval is de conditie van de huid essentieel: schade aan het stratum corneum (poriën, schrammen, schaafwonden en andere microtrauma's); hydraterend met water of zweet; vervuiling door verschillende stoffen, en vooral die welke elektriciteit goed geleiden (metaal- of kolenstof, kalkaanslag, enz.).
De weerstand van het menselijk lichaam, dat wil zeggen de weerstand tussen twee elektroden die op het oppervlak van het lichaam zijn aangebracht, kan voorwaardelijk worden geacht te bestaan uit drie in serie geschakelde weerstanden: twee weerstanden van de buitenste (hoorn)laag van de huid en één, de zogenaamde de interne weerstand van het lichaam, waaronder de weerstand van de binnenste laag van de huid en de weerstand van de interne weefsels van het lichaam. Over het algemeen hebben deze weerstanden actieve en capacitieve componenten.
Bij praktische berekeningen is het noodzakelijk om de numerieke waarden van de weerstand van het menselijke elektrische circuit tussen twee elektroden die op het lichaam worden aangebracht, te kennen en te evalueren. Type stroom en spanning. Studies (zie tabel 1), de praktijk van het bedienen van elektrische installaties, tonen aan dat gelijkstroom, vergeleken met wisselstroom met dezelfde waarden, minder gevaarlijk is voor mensen. Dit wordt voornamelijk verklaard door het feit dat door de aanwezigheid van een capacitieve component in de elektrische weerstand van het menselijk lichaam, de stroomdichtheid, en daarmee de veldsterkte in de weefsels, groter zal zijn bij gelijke spanningen bij een wisselstroom stroomschok dan bij een directe schok. De significante omstandigheid is ook van invloed op het feit dat bij wisselstroom de slagamplitudespanning 1,4 keer groter kan zijn dan de effectieve spanning. En tot slot is de kans op het ontstaan van een elektrisch circuit door kwetsbaarheden bij wisselstroom groter dan bij gelijkstroom, omdat netwerken wisselstroom onvergelijkbaar dekken meer installaties zijn bovendien het meest divers, terwijl DC-netwerken meer beperkte en gespecialiseerde toepassingen hebben.
Wat is gezegd over het relatieve gevaar van schade door gelijk- en wisselstromen geldt alleen voor kleine spanningen in de orde van grootte van 250 - 300 V. Bij hogere spanningen is gelijkstroom gevaarlijker dan wisselstroom met een frequentie van 50 Hz, omdat tot de mogelijkheid om het slachtoffer van onder spanning staande delen onder hoogspanning te gooien, wat uiterst zeldzaam is bij vergelijkbare wisselstroomverwondingen. Een gegooid persoon kan een mechanisch letsel oplopen, waardoor (bijvoorbeeld bij vallen) een dodelijke afloop niet is uitgesloten.
In het algemeen moet worden opgemerkt dat de kwestie van het relatieve gevaar voor de mens van wissel- en gelijkstroom nader onderzoek behoeft, wat ons begrip van de biofysica van elektrisch letsel zal vergroten.
De spanning die op het elektrische circuit wordt toegepast, leidt tot de transformatie van elektrische verschijnselen in andere verschijnselen, waarvan de impact op het menselijk lichaam direct een of ander resultaat van de laesie veroorzaakt. Het is en wordt aangenomen dat de uitkomst van een elektrische schok afhangt van de netspanning: hoe hoger deze spanning, hoe gevaarlijker de gevolgen van een elektrisch letsel. Bij statistische rapportage worden elektrische letsels geregistreerd met een onderverdeling volgens de waarden van de netspanning. Op dezelfde basis worden gegevens geanalyseerd en elektrische verwondingen geclassificeerd, onderzoek en experimenten uitgevoerd. Ondertussen geeft een dergelijk onderzoek naar elektrisch letsel niet altijd een juist beeld van deze schadelijke factor.
Onze voorschriften verdelen alle installaties met spanningen onder en boven 1000 V. In installaties met spanningen boven 1000 V zijn brandwonden veroorzaakt door het passeren van elektrische stroom de belangrijkste oorzaak van dodelijke verwondingen. In installaties onder 1000 V is de belangrijkste oorzaak van schade te wijten aan de directe werking van de stroom. Statistieken tonen aan dat dodelijke elektrische verwondingen zich vooral voordoen in installaties tot 1000 V.
Dodelijk letsel komt ook voor bij lage spanningen (65, 36, 24, 12 V). Uit hun analyse blijkt dat ze niet alleen worden veroorzaakt door de fibrillatiestroom, die bij deze spanningen niet kan worden verkregen. Schokken van 12 tot 65 V kunnen leiden tot dodelijke afloop alleen onder bijzondere omstandigheden, bijvoorbeeld als een elektrisch circuit ontstaat door stroomgevoelige plaatsen, als de omgevingsomstandigheden ongunstig zijn. Er zijn ook andere doodsoorzaken, die nog steeds niet goed worden begrepen.
Samenvattend wat er is gezegd over de afwezigheid van een directe relatie tussen de uitkomst van een laesie en spanning, stroom, stellen we dat het onmogelijk is om met hoge nauwkeurigheid in de industrie (en in het dagelijks leven) gevaarlijke en veilige drempelwaarden van stroom en spanning.
De uitkomst van een elektrische schok is gerelateerd aan de tijdfactor. Bij het analyseren van ongevallen wordt veel aandacht besteed aan deze parameter, vooral als we rekening houden met de aanwezigheid van tegenstrijdigheden bij de beoordeling van de gevaarlijke (en veilige) tijd voor het passeren van stroom door een persoon. Enerzijds zijn er laesies met een ernstige afloop, zelfs bij lage stromen en een zeer korte stroomdoorgang door een persoon (fracties van een seconde), anderzijds gevallen met een gunstig resultaat (exclusief brandwonden) met een laesieduur van enkele seconden of meer.
Vanwege de bovenstaande tegenstrijdigheden is het niet mogelijk om de afhankelijkheid van de uitkomst van de laesie van de duur van het bestaan van het elektrische circuit strikt te onderbouwen.
Van de bovenstaande formule: totale weerstand menselijk lichaam, volgt hieruit dat met een toename van de frequentie van wisselstroom, de weerstand afneemt, wat leidt tot een toename van de stroom en een toename van het risico op letsel. De praktijk leert echter dat deze conclusie alleen geldig is binnen bepaalde frequenties. Voor een lange tijd men geloofde dat in het laagfrequente gebied de stroom van 50 perioden het grootste gevaar vormt. Bij een verdere verhoging van de frequentie binnen 50 - 400 Hz blijft de stroom ongeveer dezelfde waarden. Verdere verhoging van de frequentie vermindert het risico op letsel. Maar of het nu wel of niet schadelijk is voor het menselijk lichaam, daar is nog geen bevestigend antwoord op.
Een relatief gevaar voor een persoon van een gelijkgerichte stroom wordt opgemerkt. De aanwezigheid van frequentiecomponenten daarin verergert de uitkomst van een elektrisch letsel. Tot dusverre is dit een weinig bestudeerd onderdeel van elektrische veiligheid.
De omgeving kan in veel gevallen de elektrische schok van een persoon beïnvloeden. De factoren van deze invloed zijn onder meer atmosferische druk, temperatuur, vochtigheid, elektrische of magnetisch veld en etc.
Een verhoging van de luchttemperatuur beïnvloedt het zweten bij een persoon, waardoor de elektrische weerstand van zijn lichaam afneemt en het risico op een elektrische schok toeneemt.
Soortgelijke verschijnselen worden ook geassocieerd met: hoge luchtvochtigheid. Hier is er niet alleen een afname van de elektrische weerstand, maar ook van de algehele weerstand van het lichaam tegen elektrische stroom.
De invloed van deze twee factoren van temperatuur en vochtigheid wordt vastgelegd in de regelgevende documenten.
De derde atmosferische factor is de druk van de omringende lucht, die ook de gevoeligheid voor elektrische stroom beïnvloedt. Naarmate de druk toeneemt, neemt het risico op blessures af. Statistieken tonen bijvoorbeeld aan dat tijdens elektrisch lassen onder water geen dodelijke en ernstige elektrische verwondingen werden geregistreerd, hoewel er herhaaldelijk gevallen van contact werden opgemerkt van duikers die onder water werkten met stroomvoerende elementen en contacten.
Omgekeerd patroon is ingesteld voor verlaagd luchtdruk, wat vooral belangrijk is in verband met de elektrificatie van berggebieden. Het is experimenteel bewezen dat een lage atmosferische druk het gevaar van elektrische stroom voor levende organismen vergroot.
Een analyse van ongevallen bij elektrische schokken toont aan dat de afloop van het letsel verband houdt met de medische en biologische kenmerken van een persoon, zijn gezondheidstoestand. Fysiek gezonde en sterke mensen tolereren elektrische verwondingen gemakkelijker dan balzaal- en zwakke mensen. Mensen die lijden aan huidziekten, hart- en vaatziekten, zenuwaandoeningen zijn gevoeliger voor elektrische stroom.
Daarom voorzien de veiligheidsvoorschriften voor het gebruik van elektrische installaties in de medische selectie van personeel voor het onderhoud van elektrische installaties. Selectie wordt uitgevoerd bij toelating tot het werk, periodieke onderzoeken binnen de door het ministerie van Volksgezondheid vastgestelde termijnen in overeenstemming met de lijst met ziekten en aandoeningen die toelating tot het werk verhinderen. De selectie heeft ook nog een ander doel: voorkomen dat mensen met ziekten elektrische installaties gaan onderhouden die hun productiewerk kunnen verstoren of foutieve handelingen kunnen veroorzaken die gevaarlijk zijn voor anderen (onduidelijkheid van de kleur van het signaal door visuele beperking, het niet kunnen geven van een duidelijk commando door een zere keel of stotteren, enz.).
Bovendien staan veiligheidsvoorschriften niet toe dat personen onder de 18 jaar en die geen bepaalde kennis op het gebied van elektrische veiligheid hebben, elektrische installaties onderhouden, in overeenstemming met de omvang en omstandigheden van het werk dat zij uitvoeren.
Een elektrische stroom lijkt erg op de stroming van water, alleen in plaats van dat de moleculen door een rivier bewegen, bewegen geladen deeltjes langs een geleider.
Om een elektrische stroom door een lichaam te laten stromen, moet het onderdeel worden van een elektrisch circuit.
De mate van schadelijk effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam hangt af van het type.
Als de stroom maar in één richting loopt, wordt dit gelijkstroom (DC) genoemd.
Als de stroom van richting verandert, wordt dit wisselstroom (AC) genoemd. Wisselstroom is de beste manier om elektriciteit over lange afstanden te transporteren.
AC met dezelfde spanning als DC is gevaarlijker en veroorzaakt ergere gevolgen. De werking van elektrische stroom op het menselijk lichaam kan in dit geval het effect veroorzaken van "bevriezing van de handspieren". Dat wil zeggen, er zal zo'n sterke spiersamentrekking (tetanie) zijn die een persoon niet zal kunnen overwinnen.
Direct contact met elektriciteit vindt plaats wanneer iemand een geleidend onderdeel aanraakt, zoals een blanke draad. In particuliere woningen is dit in zeldzame gevallen mogelijk. Indirect contact vindt plaats wanneer er interactie is met een techniek of elektrisch apparaat, en als gevolg van een storing of schending van de regels voor opslag en gebruik, kan de behuizing van het apparaat worden geschokt.
Leuk weetje: waarom worden vogels nooit geëlektrocuteerd als ze op kabels zitten?
Er is namelijk geen spanningsverschil tussen de veer en de stroomkabel. Het raakt de aarde immers niet, zoals elke andere kabel. Daarom vallen de spanning van de vogel en de kabel samen. Maar als de vleugel van de vogel plotseling een metalen winding om een paal raakt, zal een elektrische schok niet lang duren.
Overweeg kort het effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam:
| het effect |
|
| niet waargenomen |
|
| Veroorzaakt een tinteling |
|
| Een kleine schok. Het doet geen pijn. Een persoon zal de huidige bron gemakkelijk loslaten. Onvrijwillige reactie kan leiden tot indirect letsel |
|
| 6-25 mA (vrouwelijk) | Pijnlijke schokken. Verlies van spiercontrole |
| 9-30 mA (mannelijk) | "Unreleased" huidige. De persoon kan van de stroombron worden weggegooid. Sterke onvrijwillige reactie kan leiden tot onvrijwillig letsel |
| 50 tot 150 mA | Sterke pijn. Stoppen met ademen. Spier reacties. mogelijke dood |
| Fibrillatie van het hart. Schade aan zenuwuiteinden. waarschijnlijke dood |
|
| Hartstilstand, ernstige brandwonden. De dood is het meest waarschijnlijk |
Wanneer stroom door het lichaam stroomt, ervaart het zenuwstelsel een elektrische schok. De intensiteit van de impact hangt voornamelijk af van de sterkte van de stroom, het pad door het lichaam en de duur van het contact. In extreme gevallen veroorzaakt shock een verstoring van de normale werking van het hart en de longen, met bewusteloosheid of de dood tot gevolg. De soorten werking van elektrische stroom op het menselijk lichaam zijn verdeeld, afhankelijk van de complicaties die de stroom in het lichaam veroorzaakt.
Alles is hier eenvoudig: een elektrische schok zal bijdragen aan een verandering chemische samenstelling bloed en andere lichaamsvloeistoffen. Wat de werking van alle systemen als geheel verder zal beïnvloeden. Als een gelijkstroom enkele minuten door de weefsels van het lichaam gaat, begint ulceratie. Dergelijke zweren, hoewel ze meestal niet dodelijk zijn, kunnen pijnlijk zijn en het duurt lang voordat ze genezen.
Het thermische effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam manifesteert zich in de vorm van brandwonden. Wanneer een elektrische stroom door een stof gaat die elektrische weerstand heeft, komt er warmte vrij. De hoeveelheid warmte is afhankelijk van het afgevoerde vermogen.
Elektrische brandwonden zijn vaak het meest merkbaar in de buurt van de plaats waar de stroom het lichaam binnenkomt, hoewel inwendige brandwonden vrij vaak voorkomen en, zo niet dodelijk, langdurig en pijnlijk letsel kunnen veroorzaken.
Irriterend en opwindend levend weefsel, de elektrische ontlading komt naar de spier, de spier begint onnatuurlijk en krampachtig te krimpen. Er zijn verschillende stoornissen in het werk van het lichaam. Dit is hoe het biologische effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam zich manifesteert. Langdurige onwillekeurige spiercontractie veroorzaakt door een externe elektrische stimulus heeft één ongelukkig gevolg, waarbij de persoon die het elektrische object vasthoudt, het niet kan loslaten.
De spieren tussen de ribben (de intercostale spieren) moeten herhaaldelijk samentrekken en ontspannen om een persoon te laten ademen. Langdurige samentrekking van deze spieren kan dus de ademhaling verstoren.
Het hart is een spierorgaan dat voortdurend moet samentrekken en ontspannen om zijn functie als bloedpomp te kunnen uitoefenen. Langdurige samentrekking van de hartspier zal dit proces verstoren en tot stilstand leiden.
De ventrikels zijn de kamers die verantwoordelijk zijn voor het pompen van bloed uit het hart. Wanneer een elektrische schok optreedt, zullen de spieren van de ventrikels onregelmatige, inconsistente schokken ondergaan, met als gevolg dat de "pompfunctie" in het hart stopt met werken. Deze factor kan fataal zijn als deze niet in een zeer korte tijd wordt gecorrigeerd.
Ventriculaire fibrillatie kan worden veroorzaakt door zeer kleine elektrische prikkels. Een stroom van 20 A die rechtstreeks door het hart gaat, is voldoende. Het is om deze reden dat de meeste sterfgevallen te wijten zijn aan het optreden van ventriculaire fibrillatie.
Het lichaam heeft eigen weerstand acties die door elektrische stroom op het menselijk lichaam worden uitgeoefend in de vorm van huid. Het hangt echter van veel factoren af: van het lichaamsdeel (dikkere of dunnere huid), huidvocht en het lichaamsdeel dat wordt aangetast. Droge en natte huid hebben zeer verschillende weerstandswaarden, maar zijn niet het enige aspect waarmee rekening moet worden gehouden bij het omgaan met elektrische schokken. Snijwonden en diepe schaafwonden dragen bij aan een aanzienlijke vermindering van de weerstand. Natuurlijk zal de weerstand van de huid ook afhangen van het vermogen van de inkomende stroom. Maar toch zijn er veel gevallen waarin, vanwege de hoge weerstand van de huid, een persoon, naast een onaangename elektrische schok, geen enkele elektrische verwonding opliep. De werking van elektrische stroom op het menselijk lichaam had geen ongewenste gevolgen.
Het voorkomen van elektrische schokken, vooral in het dagelijks leven, is een voorwaarde voor een veilig leven. Isolatie wordt gebruikt voor alle stroomvoerende delen. Kabels zijn bijvoorbeeld geïsoleerd electrische bedrading, waardoor ze kunnen worden gebruikt zonder het risico van elektrische schokken, en lichtschakelaars in dozen voorkomen toegang tot delen onder spanning.
Er zijn speciale laagspanningsapparaten die zorgen voor: extra bescherming van het ontvangen van een elektrische schok.
Ze kunnen extra elektrische veiligheid bieden. Het effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam is in dit geval nul. Dit apparaat zal, in het geval van een ongewenste lekkage, een beschadigd deel van de elektrische bedrading of een defect elektrisch apparaat binnen enkele seconden uitschakelen, wat niet alleen een persoon zal redden van het ontvangen van stroom, maar hem ook tegen brand zal beschermen.
Difavtomat heeft, naast de hierboven beschreven mogelijkheden, bescherming tegen overbelasting en kortsluiting.
Het is belangrijk ervoor te zorgen dat eventuele elektrisch werk in huis wordt uitgevoerd door een gekwalificeerde elektricien die over de technische kennis en ervaring beschikt om een veilige werking te garanderen.
Elektrochemische energie wordt geproduceerd in elke cel van elk levend organisme. Het zenuwstelsel van een dier of mens stuurt zijn signalen door middel van elektrochemische reacties.
Vrijwel elk elektrochemisch proces en de technologische toepassing ervan speelt een rol bij de moderne geneeskunde.
De film over Frankenstein maakt gebruik van het specifieke effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam. De kracht van elektriciteit verandert een dode man in een levend monster. Hoewel het gebruik van elektriciteit in een dergelijke context nog steeds niet mogelijk is, zijn elektrochemische krachten nodig om ons lichaam te laten functioneren. Het begrijpen van deze krachten heeft de ontwikkeling van medicijnen enorm geholpen.
Vanaf 1730, na Stephen Gray's experimenten met het overbrengen van elektrische stroom over een afstand, ontdekten andere onderzoekers in de loop van de volgende vijftig jaar dat de aanraking van een elektrisch geladen staaf de spieren van dode dieren kon doen samentrekken. Een typisch voorbeeld van de invloed van elektrische stroom op een biologisch object is een reeks experimenten van de Italiaanse arts, natuurkundige en bioloog Luigi Galvani, die wordt beschouwd als een van de grondleggers van de elektrochemie. In deze experimenten stuurde hij een elektrische stroom door de zenuwen naar de kikkerpoot, en dit veroorzaakte spiercontractie en beweging van de ledemaat.
Aan het einde van de negentiende eeuw begonnen sommige artsen het effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam te bestuderen, maar niet dood, maar levend! Hierdoor konden ze meer gedetailleerde kaarten van het spierstelsel maken die voorheen niet beschikbaar waren.
Tijdens de achttiende en vroege negentiende eeuw werd overal elektrische stroom gebruikt. Artsen, wetenschappers en charlatans, die niet altijd van elkaar verschilden, gebruikten elektrochemische schokken om elke ziekte te behandelen, vooral verlamming en ischias.
Tegelijkertijd verschenen er specifieke shows, zowel angstaanjagend als leidend tot wild genot. De essentie hiervan was om het lijk te doen herleven. Giovanni Aldini slaagde in deze zaak, die met behulp van een elektrische stroom de dode man "tot leven liet komen": hij opende zijn ogen, bewoog zijn ledematen en stond op.
Het effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam kan naast behandeling (bijvoorbeeld fysiotherapie) ook worden ingezet voor het vroegtijdig opsporen van gezondheidsproblemen. Speciale opnameapparaten zetten nu de natuurlijke elektrische activiteit van het lichaam om in grafieken, die vervolgens door artsen worden gebruikt om afwijkingen te analyseren. Artsen diagnosticeren nu hartafwijkingen met elektrocardiogrammen (ECG's), hersenaandoeningen met elektro-encefalogrammen (EEG's) en verlies van zenuwfunctie met elektromyogrammen (EMG's).
Een van de meest dramatische toepassingen van elektriciteit is defibrillatie, die soms in films wordt getoond als het "starten" van een hart dat al niet meer werkt.
Inderdaad, het veroorzaken van een korte uitbarsting van aanzienlijke omvang kan soms (maar zeer zelden) het hart opnieuw opstarten. Vaker worden echter defibrillatoren gebruikt om de aritmie te corrigeren en te herstellen. normale staat. Moderne automatische externe defibrillatoren kunnen de elektrische activiteit van het hart registreren, ventriculaire fibrillatie detecteren en vervolgens op basis van deze factoren de hoeveelheid stroom berekenen die voor de patiënt nodig is. Veel openbare plaatsen hebben nu defibrillatoren, zodat de elektrische stroom en het effect ervan op het menselijk lichaam in dit geval sterfgevallen door disfunctie van het hart voorkomen.
Er moet ook melding worden gemaakt van kunstmatige pacemakers die de samentrekkingen van het hart beheersen. Deze apparaten worden onder de huid of onder de borstspieren van de patiënt geïmplanteerd en zenden elektrische stroompulsen van ongeveer 3 V door de elektrode en de hartspier. Dit stimuleert een normaal hartritme. Moderne pacemakers kunnen tot 14 jaar meegaan voordat ze moeten worden vervangen.
Het effect van elektrische stroom op het menselijk lichaam is gemeengoed geworden, niet alleen in de geneeskunde, maar ook in de fysiotherapie.
De impact van elektrische stroom op een persoon
Inleiding 2
Lokale elektrische verwondingen
Factoren die de uitkomst van een elektrische schok bepalen 6
Type en frequentie van stroom 9
Foutpad 9
Menselijke weerstand 10
Omgeving 10
Invloed van de duur van de huidige 11
Invloed van de toestand van het menselijk lichaam 11
Invloedsfactor 12
Literatuur 15
De omgeving (natuurlijk, industrieel en huishoudelijk) is vol potentieel gevaar ander soort. Onder hen is elektrische schok. Met het wijdverbreide gebruik in de productie en in het dagelijks leven van de verworvenheden van wetenschappelijke en technologische vooruitgang, nemen de factoren van dit risico toe, hoewel moderne elektrische toestellen en zijn gecertificeerd op het gebied van veiligheid.
Het gevaar van elektrische schokken op het werk en in het dagelijks leven treedt op wanneer veiligheidsmaatregelen niet worden nageleefd, evenals in geval van storing of storing van elektrische apparatuur en huishoudelijke apparaten. Een persoon kan geen spanning op afstand detecteren zonder speciale instrumenten; het wordt alleen gedetecteerd als er spanning op delen onder spanning is. Vergeleken met andere soorten arbeidsongevallen vormen elektrische verwondingen een klein percentage, maar in termen van het aantal verwondingen met ernstige en vooral dodelijke afloop neemt het een van de eerste plaatsen in. In de productie vindt 75% van de elektrische schokken plaats door het niet naleven van de veiligheidsvoorschriften.
Tijdens de werking en reparatie van elektrische apparatuur en netwerken kan een persoon zich in het veld van een elektrisch veld bevinden of in direct contact staan met onder spanning staande elektrische draden. Als gevolg van het passeren van stroom door een persoon, kan een schending van zijn vitale functies optreden.
Het risico van een elektrische schok wordt vergroot door het feit dat, ten eerste, de stroom heeft geen uiterlijke tekenen en in de regel kan een persoon zonder speciale apparaten het gevaar dat hem bedreigt niet van tevoren detecteren; ten tweede, de impact van stroom op een persoon leidt in de meeste gevallen tot ernstige schendingen van de belangrijkste vitale systemen, zoals het centrale zenuwstelsel, het cardiovasculaire systeem en de luchtwegen, waardoor de ernst van de laesie toeneemt; derde, wisselstroom kan intense spierkrampen veroorzaken, wat leidt tot een non-release-effect, waarbij een persoon zich niet zelfstandig kan bevrijden van de effecten van stroom; ten vierde veroorzaakt de impact van stroom een scherpe reactie bij een persoon en in sommige gevallen bewustzijnsverlies, wat bij het werken op hoogte kan leiden tot letsel als gevolg van een val.
Elektrische stroom die door het menselijk lichaam gaat, kan biologische, thermische, mechanische en chemische effecten hebben. biologische actie is het vermogen van elektrische stroom om levende weefsels van het lichaam te irriteren en te prikkelen, thermisch- in het vermogen om brandwonden aan het lichaam te veroorzaken, mechanisch- leiden tot weefselruptuur, en chemisch tot bloedelektrolyse.
De impact van elektrische stroom op het menselijk lichaam kan elektrisch letsel veroorzaken. Elektrisch letsel is een letsel veroorzaakt door blootstelling aan elektrische stroom of elektrische boog. Conventioneel zijn elektrische verwondingen onderverdeeld in lokaal en algemeen. Bij lokale elektrische verwondingen lokale schade aan het lichaam treedt op, uitgedrukt in het verschijnen van elektrische brandwonden, elektrische tekenen, metallisatie van de huid, mechanische schade en elektroftalmie (ontsteking van de buitenste vliezen van de ogen). Algemene elektrische verwondingen, of elektrische schokken, leiden tot schade aan het hele organisme, uitgedrukt in schending of volledige stopzetting van de activiteit van de meest vitale organen en systemen - longen (ademhaling), hart (circulatie).
Dit zijn uitgesproken lokale (lokale) schade aan lichaamsweefsels veroorzaakt door blootstelling aan elektrische stroom of een elektrische boog. Lokale schade treft meestal het oppervlak van de menselijke huid, maar in sommige gevallen worden ook spierweefsel, ligamenten en botten aangetast. Meestal worden lokale elektrische verwondingen genezen en wordt het arbeidsvermogen van een persoon geheel of gedeeltelijk hersteld. In sommige gevallen leiden lokale elektrische verwondingen echter tot de dood van een persoon. Lokale elektrische verwondingen zijn onder meer:
elektrische brandwonden,
elektrische borden (stroomlabels),
huid galvaniseren,
mechanische schade,
elektroftalmie.
elektrische verbranding is de meest voorkomende elektrische verwonding die optreedt bij de meerderheid (63%) van de slachtoffers van elektrische stroom. Afhankelijk van de omstandigheden van optreden, kan een brandwond; stroom zijn (contact), die voortvloeit uit het passeren van stroom door het menselijk lichaam als gevolg van het contact met het stroomvoerende deel, of boog, veroorzaakt door blootstelling aan het menselijk lichaam van een elektrische boog.
In elektrische installaties zijn brandwonden ook mogelijk zonder stroomdoorgang, met name wanneer een persoon zeer hete delen van elektrische apparatuur aanraakt, door rondvliegende hete metaaldeeltjes, enz.
Er zijn vier graden van brandwonden:
I graad - roodheid van de huid en lichte pijn;
II graad - de vorming van blaren (bellen) op een rode, ontstoken huid;
III graad - necrose van de gehele dikte van de huid;
IV-graad - verkoling van de huid en spierweefsel.
Gewoonlijk wordt de ernst van de schade aan het lichaam tijdens brandwonden niet zozeer bepaald door de mate van brandwond, maar door het gebied van het lichaamsoppervlak dat door de brandwond wordt aangetast. Van meer dan een derde van het lichaamsoppervlak is bekend dat het dodelijk is.
Elektrische borden (huidige markeringen) ontstaan, in tegenstelling tot brandwonden, bij goed contact met de elektroden. Door verschijning het is een zwelling op de menselijke huid met een ronde of ovale vorm, waarvan de randen scherp worden omlijnd door een witte of grijze rand. De huid op deze plek verhardt in de vorm van eelt en wordt grijs of geelachtig grijs van kleur. In het getroffen gebied is er een soort necrose van de bovenste laag van de huid. Er wordt geen roodheid of ontsteking waargenomen. Elektrische tekenen zijn over het algemeen pijnloos en leiden meestal tot genezing. Na verloop van tijd komt de bovenste laag van de huid los en krijgt het aangetaste gebied zijn oorspronkelijke kleur, elasticiteit en gevoeligheid.
Galvaniseren van de huid- dit is de oppervlakte-impregnering van de huid met de kleinste deeltjes metaal, die smelt en verdampt onder invloed van een elektrische boog. Het beschadigde deel van de huid heeft een hard, ruw oppervlak. Het slachtoffer ervaart een onaangenaam gevoel door de aanwezigheid van vreemde deeltjes in de huid. De uitkomst van een dergelijke laesie, zoals bij een brandwond, hangt af van het gebied van het aangetaste huidoppervlak. Na verloop van tijd verdwijnt de zieke huid, het aangetaste gebied krijgt een normaal uiterlijk en elasticiteit, allemaal pijnlijk
sensaties verdwijnen.
Mechanische schade ontstaan als gevolg van scherpe onwillekeurige krampachtige spiersamentrekkingen onder invloed van een elektrische stroom die door een persoon gaat. In dit geval kunnen rupturen van pezen, huid, bloedvaten en zenuwvezels optreden. Daarnaast kunnen ontwrichtingen van de gewrichten en botbreuken optreden. Mechanische schade is vrij zeldzaam, maar is meestal een ernstig letsel dat een langdurige behandeling vereist.
Elektroftalmie - Dit is een ontsteking van de buitenste vliezen van de ogen, die het gevolg is van blootstelling aan een stroom ultraviolette stralen die wordt gecreëerd door een elektrische boog. Elektroftalmie ontwikkelt zich 4-8 uur na ultraviolette bestraling. In dit geval treden roodheid en ontsteking van de huid en slijmvliezen van de oogleden, tranenvloed, etterende afscheiding uit de ogen, ooglidkrampen en gedeeltelijke blindheid op. Het slachtoffer ervaart hoofdpijn en een scherpe pijn in de ogen, verergerd door het licht. In ernstige gevallen is de transparantie van het hoornvlies verstoord, de pupil vernauwt. De ziekte duurt meestal enkele dagen. Bij beschadiging van het hoornvlies is de behandeling echter complexer en langduriger.
elektrische schok- dit is het algemene biologische effect van elektrische stroom op het lichaam, dat zich manifesteert in de vorm van reflex (onvrijwillige) excitatie van levende weefsels van het lichaam door de stroom die er doorheen stroomt. Een elektrische schok is een automatische reactie (reflex) van het lichaam op een externe irritatie veroorzaakt door een elektrische stroom. Dit type invloed van elektrische stroom wordt zeer scherp uitgedrukt, omdat het te wijten is aan de werking van elektrische stroom door het zenuwstelsel. Een elektrische schok kan leiden tot spierspasmen, ademstilstand, hartfalen en shock.
Het is bekend dat wanneer een wisselstroom van industriële frequentie door het menselijk lichaam stroomt, het begin van zijn gewaarwording in verschillende mensen treedt op bij verschillende stroomsterkten en varieert van 0,8 tot 3 mA, wat wordt verklaard door de individuele kenmerken van een persoon. Waarnemingen hebben aangetoond dat 99,5 % van alle mensen begint een stroom van 1 mA te voelen, wat wordt geaccepteerd als een onmerkbare drempelstroom. Wanneer een stroom door het lichaam stroomt, die de drempel voor onmerkbare stroom slechts iets overschrijdt, voelt een persoon een lichte jeuk, tintelingen en tintelingen van de huid op het contactpunt met de elektrode. Met een verdere toename van de stroom (tot 5 mA), neemt de intensiteit van onaangename irriterende sensaties toe, terwijl onwillekeurige samentrekkingen (convulsies) van de spieren van de handen en onderarmen verschijnen. Deze stuiptrekkingen zijn echter nog steeds zodanig dat een persoon ze onafhankelijk kan overwinnen en het circuit van de stroom die door hem stroomt kan verbreken zonder hulp van buitenaf, zij het met moeite. Met andere woorden, deze stuiptrekkingen en de stromingen die ze veroorzaken, zullen voor een persoon loslaten.
Vanaf 6 mA zijn individuele mensen (0,5%) niet langer in staat om het circuit van de stroom die door hen vloeit zelfstandig te onderbreken, dat wil zeggen dat voor hen de stroom niet-afgevend wordt. Daarom wordt een stroom van 6 mA genomen als de drempel voor niet-loslatende stroom.
Een elektrische schok kan tot een schok leiden.
Schok- dit is een ernstige algemene stoornis van alle lichaamsfuncties (circulatie, ademhaling, stofwisseling, enz.), veroorzaakt door een ernstige mentale schok of een scherpe fysieke schok, die gepaard kan gaan met een elektrische schok. De schok kan enkele tientallen minuten tot dagen aanhouden. Als het slachtoffer niet tijdig medische hulp krijgt, vindt de dood plaats als gevolg van het volledig uitsterven van de vitale functies van het lichaam.
Er kan worden geconcludeerd dat de dood door elektrisch letsel kan optreden als gevolg van de volgende schade aan het lichaam:
schending van hartactiviteit;
Stop met ademen;
uitgebreide brandwonden (meestal bij spanningen boven 1000 V).
Heel vaak treedt de dood op als gevolg van de gelijktijdige werking van verschillende van de bovengenoemde oorzaken, omdat in het menselijk lichaam al zijn vitale functies met elkaar verbonden zijn.
Ademhalingsstilstand en stopzetting van de bloedcirculatie (gebrek aan pols) zijn de eerste uiterlijke tekenen van overlijden. Er zijn echter twee hoofdfasen van overlijden:
- klinische (of "denkbeeldige") dood;
- biologische dood.
Klinische dood - dit is een overgangstoestand van leven naar dood, die optreedt vanaf het moment dat de activiteit van het hart en de longen stopt. De duur van klinische dood wordt bepaald door de tijdsperiode vanaf het moment van stopzetting van de bloedcirculatie en ademhaling tot het begin van de dood van de cellen van de hersenschors. Voor de meeste normale mensen is deze tijd niet langer dan 6 minuten. Als we tijdens deze periode het slachtoffer passende hulp gaan bieden, kan de verdere ontwikkeling van de dood worden opgeschort en wordt het leven van een persoon gered. Als het slachtoffer niet tijdig wordt geholpen, verandert klinische dood in biologische dood, wat wordt opgevat als een onomkeerbaar fenomeen, gekenmerkt door de stopzetting van biologische processen in de cellen en weefsels van het lichaam en de afbraak van eiwitstructuren. Een persoon redden, daarna wordt het onmogelijk.
Factoren die de uitkomst van een elektrische schok bepalen.
Factoren die de uitkomst van een elektrische schok beïnvloeden, zijn onder meer:
de grootte van de stroom, de grootte van de spanning, de tijd van actie, het type en de frequentie van de stroom, het circuitpad, de menselijke weerstand, de omgeving, de factor van aandacht.
Huidige waarde
Volgens de grootte van de stroom zijn de stromen verdeeld in:
onmerkbaar (0,6 - 1,6 mA);
gedetecteerd (3mA);
vrijgeven (6mA);
niet-afgifte (10-15mA);
verstikkend (25-50mA);
fibrillatie (100-200mA);
thermische effecten (5A en hoger).
Spanningswaarde en actietijd
Volgens GOST 12.1.038-82 SSBT "Maximum toelaatbare waarden van spanningen en stromen. Electrische veiligheid". De factoren van de spanningsgrootte en de tijd van blootstelling aan elektrische stroom worden gegeven in de tabel. een.
tafel 1
Bij een korte blootstelling (0,1-0,5 s) veroorzaakt een stroomsterkte van ongeveer 100 mA geen hartfibrillatie. Als u de blootstellingsduur tot 1 s verhoogt, kan dezelfde stroom tot de dood leiden. Met een afname van de blootstellingsduur neemt de waarde van de voor een persoon toegestane stromen aanzienlijk toe. Wanneer de belichtingstijd wordt gewijzigd van 1 naar 0,1 s, neemt de toegestane stroom met 16 keer toe.
Bovendien vermindert het verminderen van de duur van blootstelling aan elektrische stroom het risico op verwonding van een persoon op basis van sommige kenmerken van het hart. De duur van één periode van de cardiocyclus (Fig. 2.1.) is 0075-0,85s.
In elke cardiocyclus is er een periode van systole, wanneer de ventrikels van het hart samentrekken (de QRS-piek) en bloed in de arteriële vaten duwen.
Fase T komt overeen met het einde van de samentrekking van de ventrikels en ze gaan in een ontspannen toestand. Tijdens diastole vullen de ventrikels zich met bloed. Fase P komt overeen met atriale contractie. Er is vastgesteld dat het hart het meest gevoelig is voor de effecten van elektrische stroom tijdens de T-fase van de cardiocyclus. Om hartfibrillatie te laten optreden, is het noodzakelijk om in de tijd samen te vallen met de huidige blootstelling aan fase T, die 0,15-0,2 s duurt. Met een vermindering van de duur van blootstelling aan elektrische stroom, wordt de kans op een dergelijk toeval kleiner, en daarom neemt het risico op hartfibrillatie af. In het geval van een mismatch in de tijd van stroomdoorgang door een persoon met fase T, zullen stromen die de drempelwaarden aanzienlijk overschrijden geen hartfibrillatie veroorzaken.
De aard van de impact.
|
Betekenis |
De aard van de impact |
|
|
Wisselstroom 50 Hz |
Gelijkstroom |
|
|
Het begin van het gevoel is een lichte jeuk, tintelingen van de huid onder de elektroden |
niet gevoeld |
|
|
Het gevoel van stroom strekt zich uit tot aan de pols, vermindert de hand enigszins |
niet gevoeld |
|
|
Pijn neemt toe in de hele hand, vergezeld van stuiptrekkingen; zwakke pijnen worden gevoeld in de hele arm, tot aan de onderarm. Handen kunnen meestal van de elektroden worden gehaald |
Het begin van het gevoel. De indruk van het verwarmen van de huid onder de elektrode |
|
|
Hevige pijnen en krampen in de hele arm, inclusief de onderarm. Handen zijn moeilijk, maar kunnen in de meeste gevallen nog steeds van de elektroden worden afgescheurd |
Verhoogd gevoel van warmte |
|
|
Nauwelijks draaglijke pijnen in de hele arm. In veel gevallen kunnen de handen niet van de elektroden worden verwijderd. Met toenemende duur wordt de stroom van pijn geïntensiveerd. |
Een nog grotere toename van het gevoel van verwarming, zowel onder de elektroden als in de aangrenzende delen van de huid |
|
|
Handen zijn direct verlamd, het is onmogelijk om jezelf los te scheuren van de elektroden. Ernstige pijn, moeite met ademhalen |
Een nog grotere toename van het gevoel van verwarming van de huid, het optreden van een gevoel van interne verwarming. Kleine spiercontracties |
|
|
Zeer hevige pijn in armen en borst. Ademen is extreem moeilijk. Bij langdurige stroom kan ademhalingsverlamming of verzwakking van de hartactiviteit met bewustzijnsverlies optreden. |
Gevoel van intense hitte, pijn en krampen in de armen. Wanneer de handen van de elektroden worden gescheiden, treedt door krampachtige spiercontracties nauwelijks te verdragen pijn op. |
|
|
De ademhaling is na enkele seconden verlamd, het werk van het hart is verstoord. Bij langdurige stroom kan hartfibrillatie optreden. |
Gevoel van zeer sterke oppervlakkige en interne verwarming, hevige pijn in de hele arm en in de borst. Moeilijkheden met ademhalen. Handen kunnen niet van de elektroden worden afgescheurd vanwege hevige pijn bij verbroken contact |
|
|
Fibrillatie van het hart na 2-3 s; een paar seconden later - hartfalen |
Ademhalingsverlamming met langdurige stroom |
|
|
Dezelfde actie in minder tijd |
Fibrillatie van het hart na 2-3 s; na een paar seconden - ademhalingsverlamming |
|
|
De ademhaling is onmiddellijk verlamd - in een fractie van een seconde. Fibrillatie van het hart komt in de regel niet voor; mogelijke tijdelijke hartstilstand tijdens de huidige stroom. Bij langdurige stroom (enkele seconden), ernstige brandwonden, weefselvernietiging |
||
Type en frequentie van de stroom.
Gelijk- en wisselstromen hebben verschillende effecten op het lichaam, vooral bij spanningen tot 500 V. Bij dergelijke spanningen is de mate van schade door gelijkstroom kleiner dan bij wisselstroom van dezelfde grootte. Een spanning van 120 V DC onder dezelfde omstandigheden wordt in gevaar beschouwd als gelijkwaardig aan een spanning van 40 V AC van industriële frequentie. Bij een spanning van 500V en hoger zijn er praktisch geen verschillen in de effecten van gelijk- en wisselstroom.
Studies hebben aangetoond dat de meest ongunstige voor de mens industriële frequentiestromen (50 Hz) zijn. Bij een verhoging van de frequentie (meer dan 50 Hz) neemt de waarde van de niet-afgevende stroom toe. Met een afname van de frequentie (van 50 Hz naar 0) nemen ook de waarden van de niet-latende stroom toe en bij een frequentie gelijk aan nul (gelijkstroom - pijneffect), worden ze ongeveer drie keer groter.
De fibrillatiestroomwaarden bij frequenties van 50-100 Hz zijn gelijk, bij een frequentieverhoging tot 200 Hz neemt deze stroom met ongeveer 2 keer toe en bij een frequentie van 400 Hz met bijna 3,5 keer.
Circuit pad.
Wanneer een persoon onder spanning staande delen aanraakt, kan het huidige pad anders zijn. In totaal zijn er 18 mogelijkheden om de stroom via een persoon af te sluiten. De belangrijkste zijn:
hoofd - benen;
hand - hand;
rechterhand - benen;
linkerhand - benen;
been - been.
De mate van schade hangt in deze gevallen af van welke menselijke organen aan de stroom worden blootgesteld en van de hoeveelheid stroom die rechtstreeks door het hart gaat. Dus wanneer stroom langs het "hand-hand"-pad loopt, gaat 3,3% van de totale stroom door het hart, 3,7% langs het "linker-hand-benen"-pad, 6,7% "rechter arm-benen", "been-been". ” - 0,4%. De grootte van de niet-afgevende stroom langs het pad "arm - arm" is ongeveer twee keer kleiner dan langs het pad "arm - benen".
Menselijke weerstand.
De hoeveelheid stroom die door een deel van het menselijk lichaam stroomt, hangt af van de aangelegde spanning (aanraakspanning) en de elektrische weerstand die door dit deel van het lichaam aan de stroom wordt geleverd.
m 
Er is een niet-lineaire relatie tussen de werkende stroom en spanning: bij toenemende spanning neemt de stroom sneller toe. Dit komt voornamelijk door de niet-lineariteit van de elektrische weerstand van het menselijk lichaam. In het gebied tussen de twee elektroden bestaat de elektrische weerstand van het menselijk lichaam voornamelijk uit de weerstanden van de twee dunne buitenste huidlagen die de elektroden raken, en de interne weerstand van de rest van het lichaam. De slecht geleidende buitenste laag van de huid naast de elektrode en het binnenste weefsel dat zich onder de slecht geleidende laag bevindt, vormen als het ware de platen van een condensator met een capaciteit C en zijn isolatieweerstand V n (Fig. 2.2.) . Met een toename van de frequentie van de stroom neemt de weerstand van het menselijk lichaam af en bij hoge frequenties wordt deze praktisch gelijk aan de interne weerstand.
Wanneer de spanning op de elektroden 40-45V is, ontstaan er significante veldsterkten in de buitenste laag van de huid, die de halfgeleidende eigenschappen van deze laag geheel of gedeeltelijk schenden. Bij een toename van de spanning neemt de weerstand van het lichaam af en bij een spanning van 100-200V daalt tot de waarde van de interne weerstand van het lichaam. Deze weerstand kan voor praktische berekeningen gelijk worden gesteld aan 1000 ohm.
Omgeving.
Luchtvochtigheid en temperatuur, aanwezigheid van geaarde metalen constructies en vloeren, geleidend stof en andere factoren omgeving hebben een extra impact op de toestand van de elektrische veiligheid. In vochtige ruimtes met hoge temperaturen of elektrische buiteninstallaties ontstaan ongunstige omstandigheden waaronder het beste contact met spanningvoerende delen is gewaarborgd. Beschikbaarheid van geaard metalen constructies en vloeren zorgt voor een verhoogd risico op letsel doordat een persoon vrijwel constant verbonden is met één pool (aarde) van een elektrische installatie. Geleidend stof verbetert ook de omstandigheden voor menselijk elektrisch contact met zowel stroomvoerende delen als de grond.
Met een toename van de duur van de stroom, nemen het gevaar en de gevolgen van het effect van de stroom op het lichaam toe.
Bij een lange stroomstroom is dit te wijten aan een verhoogde warmteontwikkeling, wat leidt tot zweten, hydratatie van de huid, vermindering van de weerstand van het menselijk lichaam en als gevolg daarvan tot een toename van de stroom en een toename van het gevaar.
Bij een kortdurende blootstelling aan stroom (minder dan 1 s) hangt het gevaar af van welke fase van het werk van het hart samenviel met het moment waarop de stroom passeerde. Het is bekend dat bij elke cardiocyclus die ongeveer 1 s duurt, het hart 0,1 s duurt. zich in een ontspannen toestand bevindt en op dit moment bijzonder gevoelig is voor stroomdoorgang, wat de kans op fibrillatie vergroot. Met een duur van meer dan 1 s kan de stroom niet anders dan samenvallen met deze toestand van het hart. Met een afname van de duur van de stroom neemt ook de waarschijnlijkheid van het samenvallen van het moment van doorgang van de stroom met een ontspannen toestand van het hart af, wat het risico op letsel vermindert.
Volgens GOST 12.1.038-82, de maximaal toegestane stroom die geen hartfibrillatie veroorzaakt (drempel niet-fibrillatiestroom) in het tijdsinterval t = 0,2 ... 1 s, kan worden bepaald uit de uitdrukking:
Dat wil zeggen, hoe korter de duur van de stroom, hoe minder waarschijnlijk het optreden van hartfibrillatie.
De ernst van de afloop van een elektrisch letsel hangt af van de fysieke toestand van het slachtoffer op het moment van het letsel, voornamelijk van de toestand zenuwstelsel. Gebrek aan aandacht, depressie, alcoholintoxicatie en bepaalde ziekten, al deze factoren vergroten de kans op ernstig en dodelijk elektrisch letsel.
Sommige ziekten verhogen het risico op een elektrische schok. In overeenstemming met het bevel van het ministerie van Volksgezondheid omvat de lijst met medische contra-indicaties voor toelating om te werken aan het onderhoud van bestaande elektrische installaties: geestesziekte met significante persoonlijkheidsveranderingen; organische ziekten van het centrale zenuwstelsel, waaronder epilepsie en epileptiforme aandoeningen; drugsverslaving, middelenmisbruik, chronisch alcoholisme; hypertensie stadium II en III, coronaire hartziekte (angina pectoris met frequente aanvallen), enz.
De factor aandacht heeft een grote invloed op de uitkomst van elektrisch letsel. Het onverwachte van de nederlaag, angst zorgt voor een extra belasting van het zenuwstelsel en leidt tot een afname van de elektrische weerstand van het menselijk lichaam, wat de omstandigheden van de nederlaag verergert. Als een persoon zich bewust is van het potentiële gevaar van een elektrische schok en zich in een staat van gerichte aandacht bevindt, zal elektrische schok (als het per ongeluk gebeurt) niet onverwacht voor hem zijn en in de regel veel gemakkelijker. Dit wordt verklaard door het feit dat onder invloed van intense aandacht de bloedcirculatie van het centrale zenuwstelsel toeneemt. Dit veroorzaakt een verhoogd zuurstofverbruik, wat op zijn beurt leidt tot een toename van het aantal elektronen dat betrokken is bij de biochemische reacties van het metabolisme. De verbeterde stroom van elektronen is moeilijker te verstoren met een stroompuls. Daarom is een geconcentreerde, alerte persoon voor gevaar minder vatbaar voor de effecten van stroom. De factor aandacht is dus een van de bepalende factoren voor de uitkomst van de laesie.
invloedsfactor.
F 
De actor van invloed speelt een belangrijke rol bij elektrische schokken. In figuur 2.3. een grafiek van de afhankelijkheid van de vrijlating van studenten in geval van een elektrische schok wordt gepresenteerd, als ze weten dat de installatie onder stroom staat.
Toegestane niveaus van aanraakspanningen en -stromen volgens GOST 12.1.038-82.
GOST 12.1.038-82"SSBT. Electrische veiligheid. Maximaal toelaatbare niveaus van aanraakspanningen en -stromen”.
Deze GOST bepaalt de maximaal toelaatbare niveaus van aanraking en stromen die door het menselijk lichaam stromen, ontworpen om methoden en middelen te ontwerpen om mensen te beschermen wanneer ze communiceren met industriële en huishoudelijke elektrische installaties van gelijkstroom en wisselstroom met een frequentie van 50 en 400 Hz. De maximaal toegestane niveaus van aanraakspanningen en -stromen zijn ingesteld voor stroompaden van de ene hand naar de andere en van hand naar voet (tabel 1).
tafel1
Maximaal toegestane contactspanningen en -stromen tijdens normaal bedrijf van elektrische installaties
|
Type stroom |
jij,V |
ImA |
|
Variabel, 50 Hz |
||
|
Variabel, 400 Hz |
||
|
Constante |
||
|
Opmerkingen: 1. Contactspanningen en -stromen worden gegeven voor een blootstellingsduur van niet meer dan 10 minuten. per dag en ingesteld op basis van de reactie van de sensatie. 2. Contactspanningen en -stromen voor personen die werkzaamheden uitvoeren bij hoge temperaturen (boven 25°C) en vochtigheid (relatieve vochtigheid boven 75%) moeten met een factor drie worden verminderd. |
||
De maximaal toelaatbare niveaus van contactspanningen en -stromen tijdens noodbedrijf van industriële elektrische installaties met een spanning tot 1000 V met een stevig geaarde of geïsoleerde nulleider en meer dan 1000 V met een geïsoleerde nulleider mogen de waarden gespecificeerd in de tabel niet overschrijden . 1. Onder noodbedrijf van een elektrische installatie wordt in dit geval verstaan het in werking stellen van een defecte elektrische installatie, waarbij gevaarlijke situaties kunnen ontstaan die leiden tot elektrisch letsel bij personen die met deze elektrische installatie in aanraking komen.
tafel 2
Maximaal toelaatbare contactspanningen en -stromen bij noodbedrijf van elektrische installaties
|
Type stroom |
vrede- kan masker |
Maximaal toelaatbare niveaus, niet meer, met de duur van de huidige blootstellingt, Met |
|||||||||||
|
Gerectificeerde volledige golf |
ik ampl, mA |
||||||||||||
|
Gerectificeerde halve golf |
ik ampl, mA |
||||||||||||
Opmerking: De maximaal toelaatbare niveaus van aanraakspanningen en -stromen die door het menselijk lichaam stromen met een blootstellingsduur van meer dan 1 s, vermeld in de tabel. 2 komen overeen met het vrijgeven van (wissel) en niet-pijnlijke (gelijk)stromen.
Uit de weloverwogen elektrische veiligheidscriteria volgt dat de bescherming van de mens tegen de effecten van contactspanningen en -stromen kan worden verzekerd hetzij door het ontwerp van elektrische installaties, technische methoden en beschermingsmiddelen, hetzij door het verminderen van de stroom die door het menselijk lichaam vloeit, of door het verminderen van de tijd van blootstelling.
. Elektrisch stroom rendert op de menselijk thermisch, elektrolytisch, biologisch en mechanisch invloed. Thermisch invloed stroom brandwonden verschijnen...... invloed elektrisch stroom op de menselijk hangt af van parameters elektrisch stroom door het lichaam stromen menselijk, pad stroom door het lichaam menselijk, looptijd invloed stroom op de menselijk ...
De elektrische stroom in het circuit wordt altijd gemanifesteerd door een deel van zijn actie. Dit kan zowel werk in een bepaalde belasting zijn, als de bijbehorende actie van de stroom. Dus, door de werking van de stroom, kan men de aanwezigheid of afwezigheid ervan in een bepaald circuit beoordelen: als de belasting werkt, is er een stroom. Als een typisch stroomgerelateerd fenomeen wordt waargenomen, is er stroom in het circuit, enz.
Over het algemeen kan elektrische stroom verschillende acties veroorzaken: thermische, chemische, magnetische (elektromagnetische), lichte of mechanische, en verschillende soorten stroomacties verschijnen vaak tegelijkertijd. Deze verschijnselen en acties van de stroom zullen in dit artikel worden besproken.
Thermisch effect van elektrische stroom
Wanneer een gelijk- of wisselstroom door een geleider gaat, warmt de geleider op. Dergelijke verwarmingsgeleiders in verschillende omstandigheden en toepassingen kunnen zijn: metalen, elektrolyten, plasma, metaalsmelten, halfgeleiders, halfmetalen.
In het eenvoudigste geval, laten we zeggen, door nichrome draad een elektrische stroom doorlaat, zal het opwarmen. Dit fenomeen gebruikt in verwarmingstoestellen: in waterkokers, boilers, kachels, elektrische fornuizen, enz. Bij elektrisch booglassen bereikt de temperatuur van de elektrische boog over het algemeen 7000 ° C en het metaal smelt gemakkelijk - dit is ook het thermische effect van de stroom.
De hoeveelheid warmte die in het circuitgedeelte vrijkomt, hangt af van de spanning die op dit gedeelte wordt toegepast, de waarde van de stroom die vloeit en van de tijd van zijn stroom ().
Door de wet van Ohm voor een deel van het circuit te transformeren, is het mogelijk om spanning of stroom te gebruiken om de hoeveelheid warmte te berekenen, maar dan is het noodzakelijk om de weerstand van het circuit te kennen, omdat het de stroom is die de stroom beperkt en veroorzaakt , in feite, verwarming. Of, als u de stroom en spanning in het circuit kent, kunt u net zo gemakkelijk de hoeveelheid vrijgekomen warmte vinden.
Chemische werking van elektrische stroom
Elektrolyten die ionen bevatten, onder invloed van een directe elektrische stroom - dit is het chemische effect van de stroom. Negatieve ionen (anionen) worden aangetrokken door de positieve elektrode (anode) tijdens elektrolyse en positieve ionen (kationen) worden aangetrokken door de negatieve elektrode (kathode). Dat wil zeggen, de stoffen die zich in de elektrolyt bevinden, komen tijdens het elektrolyseproces vrij op de elektroden van de stroombron.
Een paar elektroden wordt bijvoorbeeld ondergedompeld in een oplossing van een bepaald zuur, alkali of zout, en wanneer een elektrische stroom door het circuit wordt geleid, ontstaat er een positieve lading op de ene elektrode en een negatieve lading op de andere. De ionen in de oplossing beginnen zich op de elektrode af te zetten met de tegenovergestelde lading.
Laten we zeggen elektrolyse blauwe vitriool(CuSO4), koperkationen Cu2+ met een positieve lading verplaatsen zich naar de negatief geladen kathode, waar ze de ontbrekende lading ontvangen, en neutrale koperatomen worden, die zich op het elektrodeoppervlak nestelen. De hydroxylgroep -OH zal elektronen afstaan aan de anode, waardoor zuurstof vrijkomt. Positief geladen H+ waterstofkationen en negatief geladen SO42- anionen blijven in oplossing.
De chemische werking van elektrische stroom wordt bijvoorbeeld in de industrie gebruikt om water te ontbinden in zijn samenstellende delen (waterstof en zuurstof). Ook kun je met elektrolyse sommige metalen in hun pure vorm krijgen. Gecoat door elektrolyse dunne laag een bepaald metalen (nikkel, chroom) oppervlak - dit, enz.
In 1832 ontdekte Michael Faraday dat de massa m van de stof die vrijkomt op de elektrode recht evenredig is met de elektrische lading q die door de elektrolyt is gegaan. Als een gelijkstroom I gedurende een tijd t door de elektrolyt wordt geleid, is de eerste elektrolysewet van Faraday geldig:
Hier wordt de evenredigheidscoëfficiënt k het elektrochemische equivalent van de stof genoemd. Het is numeriek gelijk aan de massa van de stof die vrijkomt tijdens de passage van een enkele elektrische lading door de elektrolyt, en hangt af van Chemische aard stoffen.
In aanwezigheid van een elektrische stroom in een geleider (vast, vloeibaar of gasvormig), wordt een magnetisch veld rond de geleider waargenomen, dat wil zeggen dat een stroomvoerende geleider magnetische eigenschappen verkrijgt.
Dus als een magneet naar de geleider wordt gebracht waardoor de stroom stroomt, bijvoorbeeld in de vorm van een magnetische kompasnaald, dan zal de pijl loodrecht op de geleider draaien en als de geleider op een ijzeren kern en een gelijkstroom wordt door de geleider geleid, de kern wordt een elektromagneet.
In 1820 ontdekte Oersted het magnetische effect van stroom op een magnetische naald, en Ampere stelde de kwantitatieve wetten vast van de magnetische interactie van geleiders met stroom.
Het magnetische veld wordt altijd gegenereerd door stroom, dat wil zeggen door te bewegen elektrische ladingen, in het bijzonder - geladen deeltjes (elektronen, ionen). Tegengesteld gerichte stromen stoten elkaar af, unidirectionele stromen trekken elkaar aan.
Een dergelijke mechanische interactie treedt op als gevolg van de interactie van magnetische velden van stromen, dat wil zeggen dat het in de eerste plaats een magnetische interactie is, en pas daarna een mechanische. De magnetische interactie van stromen is dus primair.
In 1831 stelde Faraday vast dat een veranderend magnetisch veld van het ene circuit een stroom genereert in een ander circuit: de gegenereerde emf is evenredig met de snelheid van verandering magnetische flux. Het is logisch dat het de magnetische werking van stromen is die tot op de dag van vandaag in alle transformatoren wordt gebruikt, en niet alleen in elektromagneten (bijvoorbeeld in industriële).
In zijn eenvoudigste vorm kan de lichtwerking van een elektrische stroom worden waargenomen in een gloeilamp, waarvan de spiraal wordt verwarmd door de stroom die er doorheen gaat om witte hitte en straalt licht uit.
Voor een gloeilamp is lichtenergie goed voor ongeveer 5% van de geleverde elektriciteit, waarvan de resterende 95% wordt omgezet in warmte.
Fluorescentielampen zetten huidige energie efficiënter om in licht - tot 20% van de elektriciteit wordt omgezet in zichtbaar licht dankzij de fosfor, die wordt ontvangen van een elektrische ontlading in kwikdamp of in een inert gas zoals neon.
Het lichteffect van elektrische stroom wordt effectiever gerealiseerd in lichtemitterende diodes. Wanneer een elektrische stroom wordt doorgegeven p-n splitsing in de voorwaartse richting recombineren ladingsdragers - elektronen en gaten - met de emissie van fotonen (door de overgang van elektronen van het ene energieniveau naar het andere).
De beste lichtzenders zijn halfgeleiders met directe opening (dat wil zeggen, halfgeleiders die directe optische band-naar-band-overgangen mogelijk maken), zoals GaAs, InP, ZnSe of CdTe. Door de samenstelling van halfgeleiders te variëren, is het mogelijk om LED's te maken voor alle mogelijke golflengten van ultraviolet (GaN) tot midden-infrarood (PbS). Het rendement van een LED als lichtbron bedraagt gemiddeld 50%.
Zoals hierboven opgemerkt, vormt elke geleider waardoor een elektrische stroom vloeit om zich heen. Magnetische acties worden omgezet in beweging, bijvoorbeeld in elektromotoren, in magnetische hefinrichtingen, in magnetische kleppen, in relais, enz.
De mechanische werking van de ene stroom op de andere beschrijft de wet van Ampère. Deze wet werd voor het eerst vastgesteld door André Marie Ampère in 1820 voor gelijkstroom. Hieruit volgt dat parallelle geleiders met elektrische stromen die in één richting stromen, aantrekken en in tegengestelde richtingen afstoten.
De wet van Ampère wordt ook wel de wet genoemd die de kracht bepaalt waarmee een magnetisch veld inwerkt op een klein segment van een stroomvoerende geleider. De kracht waarmee het magnetische veld inwerkt op een geleiderelement met stroom in een magnetisch veld is recht evenredig met de stroom in de geleider en het vectorproduct van het geleiderlengte-element en magnetische inductie.
Het is gebaseerd op dit principe, waarbij de rotor de rol speelt van een frame met een stroom, georiënteerd in het externe magnetische veld van de stator met een koppel M.
Factoren die de ernst van een elektrische schok beïnvloeden. Soorten elektrische schokken. weerstand van het menselijk lichaam.
Elektrische installaties vormen een groot potentieel gevaar voor de mens, omdat tijdens bedrijf gevallen van contact met onder spanning staande delen niet uitgesloten zijn.
Een kenmerk van elektrische schokken is:
de afwezigheid van uiterlijke tekenen van dreigend gevaar die een persoon van tevoren zou kunnen detecteren: zien, horen, ruiken, enz. "hand-voet"). De stroom die hierdoor stroomt, leidt tot ernstige schade aan het centrale zenuwstelsel en vitale organen zoals het hart en de longen.
de ernst van het resultaat van elektrische verwondingen. Tijdelijke invaliditeit als gevolg van elektrische verwondingen is in de regel lang. Dus bij schade in netwerken met een spanning van 220/380 V is dat gemiddeld 30 dagen. Over het algemeen zijn elektrische verwondingen goed voor 12-16% van alle gevallen arbeidsongeval met een fatale afloop.
industriële frequentiestromen van 10-25 mA kunnen intense spierkrampen veroorzaken, wat resulteert in een niet-latend effect, d.w.z. een persoon "ketenen" aan stroomvoerende delen, waarbij het slachtoffer zich niet zelf kan bevrijden van de effecten van elektrische stroom. Langdurige stroom van een dergelijke stroom kan ernstige gevolgen hebben.
de impact van stroom op een persoon veroorzaakt een scherpe terugtrekkingsreactie en in sommige gevallen bewustzijnsverlies. Bij het werken op hoogte kan dit leiden tot een val van een persoon. Daardoor is er gevaar mechanisch letsel veroorzaakt door stroom.
het specifieke gevaar van een elektrische schok ligt in het feit dat de stroomvoerende delen van elektrische installaties die onder spanning staan als gevolg van isolatieschade, geen signalen afgeven die een persoon voor het gevaar zouden waarschuwen. De reactie van een persoon op een elektrische stroom vindt alleen plaats wanneer deze door het menselijk lichaam stroomt.
Effecten van stroom op het menselijk lichaam
De elektrische stroom gaat door het menselijk lichaam en heeft een thermisch, chemisch, mechanisch en biologisch effect.
Het thermische effect van de stroom komt tot uiting in brandwonden van individuele delen van het lichaam, verwarming van weefsels en biologische media, wat functionele stoornissen veroorzaakt. Het chemische effect komt tot uiting in de afbraak van organische vloeistof, bloed en komt tot uiting in een verandering in hun fysisch-chemische samenstelling; mechanisch leidt tot breuk van spierweefsel; biologisch is het vermogen van de stroom om de levende weefsels van het lichaam te irriteren en te prikkelen.
Elk van de vermelde stromen kan letsel veroorzaken. Een verwonding veroorzaakt door blootstelling aan elektrische stroom of een elektrische boog wordt een elektrisch letsel genoemd (GOST 12.1.009-76).
Soorten elektrische schokken
In de praktijk worden elektrische verwondingen voorwaardelijk onderverdeeld in lokaal en algemeen. Lokale elektrische verwondingen veroorzaken lokale schade aan het lichaam - een elektrische verbranding, een elektrisch teken, metallisatie van de huid met metaaldeeltjes die zijn gesmolten onder invloed van een elektrische boog, mechanische schade veroorzaakt door onvrijwillige spiersamentrekkingen onder invloed van stroom en elektroftalmie (ontsteking van de buitenste schil van de ogen onder invloed van een elektrische boog).
Algemene elektrische verwondingen, vaak elektrische schokken genoemd, veroorzaken verstoring van de normale activiteit van de meest vitale organen en systemen van het lichaam of leiden tot schade aan het hele lichaam.
Factoren die de ernst van een elektrische schok beïnvloeden
Deze factoren omvatten: sterkte, duur van de huidige blootstelling, het type (constant, variabel), doorgangsroutes, evenals omgevingsfactoren, enz.
De sterkte van de stroom en de duur van de blootstelling. Een toename van de stroomsterkte leidt tot kwalitatieve veranderingen in de impact ervan op het menselijk lichaam. Met een toename van de stroomsterkte manifesteren zich drie kwalitatief verschillende reacties duidelijk - reacties van het lichaam: sensatie, krampachtige spiercontractie (niet-afgifte voor wisselstroom en pijneffect voor gelijkstroom) en hartfibrillatie. Elektrische stromen die de overeenkomstige reactie van het menselijk lichaam veroorzaken, worden tastbaar, niet-afgifte en fibrillatie genoemd, en hun minimumwaarden gewoonlijk drempels genoemd.
Experimentele studies hebben aangetoond dat een persoon de impact voelt van wisselstroom van industriële frequentie met een vermogen van 0,6-1,5 mA en gelijkstroom met een vermogen van 5-7 mA. Deze stromen vormen geen ernstig gevaar voor het menselijk lichaam, en aangezien, onder hun invloed, de onafhankelijke vrijlating van een persoon mogelijk is, is hun langdurige stroom door het menselijk lichaam toegestaan.
In gevallen waarin het schadelijke effect van wisselstroom zo sterk wordt dat een persoon zich niet van contact kan bevrijden, wordt het mogelijk dat er een lange stroom door het menselijk lichaam vloeit. Dergelijke stromen worden niet-afgiftestromen genoemd; langdurige blootstelling eraan kan leiden tot moeilijkheden en verminderde ademhaling. De numerieke waarden van de sterkte van de niet-afgevende stroom zijn niet hetzelfde voor verschillende mensen en variëren van 6 tot 20 mA. Blootstelling aan gelijkstroom leidt niet tot een blijvend effect, maar veroorzaakt hevige pijn, die bij verschillende mensen optreedt bij een stroomsterkte van 15-80 mA.
Bij het vloeien van een stroom van enkele tienden van een ampère bestaat het gevaar van verstoring van het hart. Hartfibrillatie, d.w.z. grillige, ongecoördineerde samentrekkingen van de vezels van de hartspier, kan optreden. In dit geval kan het hart de bloedcirculatie niet uitvoeren. Fibrillatie duurt in de regel enkele minuten, gevolgd door een volledige hartstilstand. Het proces van hartfibrillatie is onomkeerbaar en de stroom die het veroorzaakte is dodelijk. Zoals experimentele studies op dieren laten zien, hangen drempelfibrillatiestromen af van de massa van het organisme, de duur van de stroom en het pad ervan.
Huidige pad.
De nederlaag zal ernstiger zijn als het hart in het pad van de stroom zit, ribbenkast, hersenen en ruggenmerg. In de praktijk van het onderhouden van elektrische installaties, gaat de stroom die door het lichaam van een persoon die energie heeft gekregen, in de regel langs het pad "hand-hand" of "hand-foot". Het kan echter ook langs andere wegen verlopen, bijvoorbeeld "hoofd-benen", "rug-armen", "been-been", enz. De mate van schade in deze gevallen hangt af van welke menselijke organen worden aangetast door de stroom, evenals van de kracht van de stroom die rechtstreeks door het hart gaat. Dus wanneer de stroom langs het "been-been" -pad vloeit, gaat 0,4% van de totale stroom door het hart en 3,3% - langs het "hand-arm" -pad. De sterkte van de niet-latende stroom langs het "arm-hand" pad is ongeveer 2 keer minder dan langs het "rechter arm-been" pad.
Type stroom
Stroomfrequentiestroom is het meest ongunstig. Met een toename van de frequentie (meer dan 50 Hz) nemen de waarden van voelbare en niet-afgevende stroom toe. Met een afname van de frequentie van 50 Hz naar 0, nemen de waarden van de niet-losstroom ook toe met een frequentie nul(gelijkstroom) ongeveer 3 keer groter worden.
Waarden van fibrillatiestroom bij frequenties van 50-100 Hz zijn gelijk. Met een frequentieverhoging tot 200 Hz, neemt de sterkte van de fibrillatiestroom toe met ongeveer 2 keer en tot 400 Hz met bijna 3,5 keer. Het verhogen van de frequentie van de voedingsspanning van elektrische installaties wordt gebruikt als een van de elektrische veiligheidsmaatregelen.
Omgeving.
Vochtigheid en luchttemperatuur, de aanwezigheid van geaarde metalen constructies en vloeren, geleidend stof hebben een extra impact op de elektrische veiligheidsomstandigheden.
De mate van elektrische schok hangt grotendeels af van de dichtheid en het contactgebied van een persoon met stroomvoerende delen. In natte ruimtes bij hoge temperaturen of in elektrische buiteninstallaties ontstaan ongunstige omstandigheden waaronder het contactoppervlak van een persoon met stroomvoerende delen toeneemt. De aanwezigheid van geaarde metalen constructies en vloeren zorgt voor een verhoogd risico op letsel doordat een persoon bijna constant verbonden is met één pool (aarde) van een elektrische installatie. In dit geval leidt elke aanraking van een persoon met stroomvoerende delen onmiddellijk tot een bipolaire opname van hem in electronisch circuit. Geleidend stof schept ook voorwaarden voor elektrisch contact met zowel stroomvoerende delen als de grond.
Elektrische weerstand van het menselijk lichaam
De sterkte van de stroom Ih die door een deel van het menselijk lichaam gaat, hangt af van de aangelegde spanning Upr (aanraakspanning) en de elektrische weerstand zt die door dit deel van het lichaam aan de stroom wordt geleverd,
Ich \u003d Upr / zt
In het gebied tussen de twee elektroden bestaat de elektrische weerstand van het menselijk lichaam voornamelijk uit de weerstanden van de twee dunne buitenste huidlagen die de elektroden raken, en de interne weerstand van de rest van het lichaam.
De slecht geleidende buitenste laag van de huid naast de elektrode en het binnenste weefsel dat zich onder deze laag bevindt, vormen als het ware de platen van een condensator met een capaciteit C en een weerstand rn. In de buitenste laag van de huid vloeit de stroom langs twee parallelle paden: door de actieve externe weerstand rn en capaciteit C, (Figuur 1) waarvan de elektrische weerstand
waarbij ω = 2nf - hoekfrequentie, Hz; f - huidige frequentie, Hz.
Dan is de totale weerstand van de buitenste laag van de huid voor wisselstroom zн = rн xc /√ rн2 + xc 2
De weerstand rn en capaciteit C zijn afhankelijk van het gebied van de elektroden (contactgebied). Met een toename van het contactoppervlak neemt rn af; en de capaciteit C neemt toe. Daarom leidt een toename van het contactoppervlak tot een afname van de totale weerstand van de buitenste laag van de huid.
