Wenn elektrischer Strom durch den menschlichen Körper fließt, verursacht er:

1. thermische Wirkung;

2. elektrolytische Wirkung;

3.biologische Wirkung.

Thermische Wirkungäußert sich in Verbrennungen einzelner Körperteile, Erwärmung von Körperteilen.

Elektrolytische Wirkungäußert sich in der Zersetzung von Blut und anderen organischen Flüssigkeiten.

Biologische Wirkungäußert sich in einer Reizung und Erregung lebender Gewebe des Körpers, die mit unwillkürlichen krampfartigen Muskelkontraktionen einhergeht.

Elektrische Verletzungen:

1. elektrische Verbrennungen;

2. elektrische Schilder;

3. Metallisierung von Leder;

4. Elektrophthalmie;

5. mechanischer Schaden.

Elektrischer Brand unterteilt in Strom und Lichtbogen. Eine Lichtbogenverbrennung tritt bei einer Spannung von mehr als 1 kV auf und die Lichtbogentemperatur beträgt in der Regel mehr als 3,5 °C. Eine elektrische Verbrennung entsteht durch den Durchgang von elektrischem Strom durch den menschlichen Körper infolge des Kontakts mit einer stromführenden Person Teil und ist eine Folge der Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie.

Elektrische Schilder– deutlich abgegrenzte graue oder blassgelbe Flecken auf der Hautoberfläche, die dem Strom ausgesetzt ist. Sie treten in Form von Kratzern, Wunden und Schnitten auf. In den meisten Fällen sind sie schmerzlos.

Unter Hautmetallisierung versteht man das Eindringen winziger Metallpartikel in die oberen Hautschichten. Dies kann durch Kurzschlüsse und das Auslösen von Schaltern unter Last passieren.

Elektroophthalmie– Augenschäden durch intensive Strahlung eines Lichtbogens.

Mechanischer Schaden entstehen durch scharfe unwillkürliche konvulsive Muskelkontraktionen unter dem Einfluss von elektrischem Strom. Dadurch kann es zu Rissen der Haut, der Blutgefäße und des Nervengewebes sowie zu Gelenkverrenkungen und sogar zu Knochenbrüchen kommen. Bei diesen Verletzungen handelt es sich um schwere Verletzungen, die eine langfristige Behandlung erfordern.

Faktoren, die das Risiko eines Stromschlags bestimmen.

1. Elektrischer Widerstand des menschlichen Körpers.

2. Die Größe der Potentialdifferenz im Stromkreis.

3. Dauer der Exposition.

4. Der Stromweg durch den menschlichen Körper.

5. Art und Frequenz des elektrischen Stroms.

6. Individuelle Eigenschaften einer Person.

7. Umgebungsbedingungen.

1. Elektrischer Widerstand des menschlichen Körpers.

Die Haut hat den größten Widerstand gegenüber elektrischem Strom, daher wird der Widerstand des menschlichen Körpers hauptsächlich durch den Widerstand der Haut bestimmt. Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers mit trockener, sauberer und intakter Haut, gemessen bei 20 V, liegt zwischen 3 und 100 kOhm, und der Widerstand der inneren Schichten beträgt 300 bis 500 Ohm. Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers ist ein komplexer Wert, der aus aktivem und kapazitivem Widerstand besteht, wobei der kapazitive Widerstand in der Regel vernachlässigt wird. Die Haut von Gesicht, Hals und Armen weist im Bereich über der Handfläche den geringsten Widerstand auf, insbesondere in den Bereichen, die dem Rumpf zugewandt sind. Mit zunehmender Einwirkzeit nimmt der Widerstand des menschlichen Körpers ab, da dadurch die lokale Erwärmung der Haut zunimmt, was zu einer Gefäßerweiterung und einer erhöhten Durchblutung dieses Bereichs und damit zu einer Zunahme des Schwitzens führt.

Sinnvoller Strom– ein elektrischer Strom, der bei seinem Durchgang durch den Körper spürbare Reizungen verursacht. Bei Wechselstrom sind es 0,6-1,5 mA, bei Gleichstrom 5-7 mA.

Nicht abgebender Strom- ein elektrischer Strom, der auf seinem Weg durch den Körper unwiderstehliche krampfartige Kontraktionen hervorruft. Bei Wechselstrom sind es 10-15 mA, bei Gleichstrom 50-60 mA.

Flimmerstrom ist ein elektrischer Strom, der asynchrone Kontraktionen des Herzmuskels verursachen kann. Der Schwellenstrom für Wechselstrom beträgt 100 mA, für Gleichstrom – 300 mA. Bei einer Expositionsdauer von 1-2 Sekunden entlang des Arm-Arm- oder Arm-Bein-Weges kann der Flimmerstrom 5 A erreichen. Mehr als 5 A verursachen kein Herzflimmern – es kommt zum sofortigen Herzstillstand.

5. Art und Frequenz des elektrischen Stroms.

Gleichstrom ist etwa vier- bis fünfmal sicherer als Wechselstrom. Das deutlich geringere Verletzungsrisiko durch Gleichstrom wird durch die Praxis beim Betrieb elektrischer Anlagen bestätigt. Diese Bestimmung gilt nur für Spannungen von 250-300 V. Eine größere Gefahr stellt jedoch Wechselstrom mit einer Frequenz von 50-1000 Hz dar; bei weiterer Erhöhung der Frequenz nimmt die Verletzungsgefahr ab und verschwindet bei einer Frequenz von 45-1000 Hz vollständig. 50 kHz.

6. Individuelle Eigenschaften einer Person.

Es wurde festgestellt, dass körperlich gesunde und kräftige Menschen Stromschlägen leichter standhalten können. Menschen, die an Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, der Haut und der inneren Sekretionsorgane leiden, sind anfällig für elektrischen Strom.

7. Umweltbedingungen.

Feuchtigkeit, leitfähiger Staub, ätzende Dämpfe und Gase wirken sich zerstörend auf die Isolierung elektrischer Geräte aus. Die Auswirkungen von Strom auf den Menschen werden auch durch leitfähige Böden sowie metallische und geerdete Strukturen in der Nähe elektrischer Geräte verstärkt.

Räumlichkeiten sind entsprechend der Gefahr eines Stromschlags unterteilt in:

1) Räumlichkeiten ohne erhöhte Gefahr;

2) Räumlichkeiten mit erhöhter Gefahr, die durch das Vorliegen einer der folgenden Bedingungen gekennzeichnet sind:

Feuchtigkeit oder leitfähiger Staub;

Leitfähige Böden;

Hohe Raumtemperatur (mehr als 35 °C);

Die Möglichkeit des gleichzeitigen menschlichen Kontakts mit geerdeten Metallkonstruktionen einerseits und Metallgehäusen elektrischer Geräte andererseits.

3) besonders gefährliche Räumlichkeiten – gekennzeichnet durch das Vorliegen einer der folgenden Bedingungen:

Besondere Feuchtigkeit (relative Luftfeuchtigkeit ca. 100 %);

Vorhandensein einer chemisch aktiven oder organischen Umgebung;

Das gleichzeitige Vorliegen von zwei oder mehr Hochrisikoerkrankungen.

Elektrischer Strom

Nach modernen Konzepten ist Elektrizität eine Reihe von Phänomenen, die durch die Existenz, Bewegung und Wechselwirkung elektrisch geladener Körper oder Teilchen (Elektronen, Ionen, Moleküle, ihre Komplexe usw.) verursacht werden, und elektrischer Strom ist die geordnete und gerichtete Bewegung von Elektronen und Ionen. Dementsprechend ist elektrischer Strom nicht sichtbar, wohl aber die Ergebnisse der Umwandlung von Strom in andere Energiearten: Licht, Wärme, mechanische Energie usw., die nicht nur Vorteile bringen, sondern dadurch auch irreparable Schäden verursachen können bei Verstößen gegen die Regeln für die Nutzung dieser Energieart und bei Notsituationen natürlicher und (oder) vom Menschen verursachter (anthropogener) Natur.

Die physikalischen Parameter des elektrischen Stroms werden durch die Stärke des Stroms, seine Frequenz und Art – abwechselnd oder konstant – bestimmt.

Faktoren, die den Ausgang eines Stromschlags bestimmen

1. Die Größe von Strom und Spannung. Elektrischer Strom als schädigender Faktor bestimmt den Grad der physiologischen Wirkung auf einen Menschen. Die Spannung sollte nur als Faktor betrachtet werden, der den Fluss eines bestimmten Stroms unter bestimmten Bedingungen bestimmt – je höher die Berührungsspannung, desto größer der schädliche Strom.

Anhand des Ausmaßes der physiologischen Beeinträchtigung lassen sich folgende Schadströme unterscheiden:

• 0,8–1,2 mA – wahrnehmbarer Schwellenstrom (d. h. der niedrigste Stromwert, den eine Person zu spüren beginnt);
• 10-16 mA - Schwellenwert für nicht freisetzenden (verkettenden) Strom, wenn sich eine Person aufgrund einer krampfhaften Kontraktion der Hände nicht selbstständig von stromführenden Teilen befreien kann; kann elektrische Erstickung verursachen – krampfhafte Kontraktion der Atemmuskulatur während der Ausatmungsphase;
• 100 mA – verursacht Flimmern der Herzkammern. Es ist zu beachten, dass die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung durch einen solchen Strom 50 % beträgt, wenn die Einwirkungszeit mindestens 0,5 s beträgt.

Wechselstrom von 100 mA bis 5 A bei einer Frequenz von 50 Hz und Gleichstrom von 300 mA bis 5 A wirken direkt auf den Herzmuskel, was sehr lebensgefährlich ist, da dieser nach ein bis zwei Sekunden ab dem Zeitpunkt des Stromkreises unterbrochen wird Wenn sich der Strom durch eine Person schließt, kann es zu Flimmern kommen – vereinzelte, arrhythmische und unkoordinierte Kontraktionen einzelner Muskelfasergruppen der Herzkammern mit einer Frequenz von mehr als 300 Kontraktionen pro Minute. In diesem Zustand stellt das Herz seine Pumpfunktionen ein und die Blutversorgung des gesamten Körpers stoppt.

Ein Strom von mehr als 5 A verursacht in der Regel kein Herzflimmern. Bei weiterer Erhöhung der Stromstärke erhält es defibrillierende Eigenschaften, verursacht jedoch eine Funktionsstörung des Zentralnervensystems und einen Atemstillstand zentralen Ursprungs.

• 2. Dauer der aktuellen Exposition. Es wurde festgestellt, dass ein elektrischer Schlag nur im Zustand völliger Ruhe des menschlichen Herzens möglich ist, wenn keine Kompression (Systole) oder Entspannung (Diastole) der Herzkammern und Vorhöfe auftritt. Daher kann es sein, dass eine kurze Einwirkungsdauer des Stroms nicht mit der Phase der vollständigen Entspannung zusammenfällt, jedoch erhöht alles, was die Arbeitsgeschwindigkeit des Herzens erhöht, die Wahrscheinlichkeit eines Herzstillstands während eines Stromschlags beliebiger Dauer. Zu diesen Gründen gehören: Müdigkeit, Aufregung, Hunger, Durst, Angst, Alkohol, Drogen, bestimmte Medikamente, Rauchen, Krankheit usw.
• 3. Körperwiderstand. Der Wert ist nicht konstant, hängt von bestimmten Bedingungen ab und variiert zwischen mehreren hundert Ohm und mehreren Megaohm. Bei Einwirkung einer Industriefrequenzspannung von 50 Hz ist der Widerstand des menschlichen Körpers eine aktive Größe, bestehend aus inneren und äußeren Komponenten. Der Innenwiderstand aller Menschen ist ungefähr gleich und beträgt 600-800 Ohm. Verschiedene Teile des menschlichen Körpers und Gewebes haben einen unterschiedlichen Widerstand gegen Strom: Knochen -
• 200.000 Ohm; Knorpel - 50.000 Ohm; Muskeln - 1500 Ohm; Leber - 900 Ohm; Schleimhäute - 100 Ohm.

Die Haut hat einen hohen Widerstand – 10.000–20.000 Ohm, besonders dicke und trockene Haut an Handflächen und Fußsohlen – 2 MOhm.

Daraus können wir schließen, dass der Ausgang der Verletzung unter sonst gleichen Bedingungen vom Ort der aktuellen Anwendung abhängt.

Der Widerstand des Körpers ist kein konstanter Wert: Bei hoher Luftfeuchtigkeit sinkt er um das Zwölffache, in Wasser um das 25-Fache und die Alkoholaufnahme nimmt stark ab.

4. Aktuelle Stärke. Die Stärke des Stroms wird durch das Verhältnis von Spannung und Widerstand des Körpers bestimmt, durch den er fließt (/ = U/R).

Trockene Haut hat einen Widerstand von 0,1-2 MOhm, nasse Haut 1 kOhm. So kann ein Strom mit der gleichen Spannung, beispielsweise 127 V, unter bestimmten Bedingungen (trockene Haut) keine ernsthaften Schäden verursachen (leichtes Kribbeln), unter anderen (nasse Haut, feuchter Boden) jedoch zum Tod durch Kammerflimmern führen. Die Stromstärke beträgt im ersten Fall 1,27 mA und im zweiten Fall 127 mA.

Wenn die Spannung über 500 V ansteigt, spielt der Wert des Hautwiderstands keine Rolle mehr, da es an der Kontaktstelle zu einem „Durchbruch“ der Haut kommt und Strom-„Markierungen“ entstehen.

Der in Industrie und Alltag übliche Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz ist gefährlicher als Gleichstrom gleicher Spannung. Diese Bestimmung gilt für Stromspannungen bis 500 V. Bei dieser Spannung ist die Gefährlichkeit beider Stromarten gleich und bei Spannungen über 500 V ist Gleichstrom gefährlicher als Wechselstrom.

Weg („Schleife“) des Stroms durch den menschlichen Körper. Bei der Untersuchung von Unfällen mit elektrischem Strom muss zunächst festgestellt werden, welchen Weg der Strom genommen hat. Wenn der Strom in den Körper eindringt, verzweigt er sich, der Großteil der Elektrizität strömt jedoch geradlinig von der Anode zur Kathode. Eine Person kann spannungsführende Teile (oder nicht spannungsführende Metallteile, die unter Spannung stehen können) mit verschiedenen Körperteilen berühren. Daher gibt es Vielfalt mögliche Wege aktuell Die wahrscheinlichsten Routen sind die folgenden:

• „Hand – Hand“ (40 % der Schadensfälle);
• „rechte Hand – Beine“ (20 %);
• „linker Arm – Beine“ (17 %);
• „sowohl Hände als auch Füße“ (12 %);
• „Bein – Bein“ (6 %);
• „Kopf – Beine“ (5 %).

Alle Schleifen mit Ausnahme der Bein-zu-Bein-Schleife werden als „große“ oder „volle“ Schleifen bezeichnet, da der Strom die Herzregion betrifft. In diesen Fällen fließen 8-12 % des Gesamtstroms durch das Herz. Die Bein-zu-Bein-Schleife wird als „klein“ bezeichnet; nur 0,4 % des Gesamtstroms fließen durch das Herz. Diese Schleife tritt auf, wenn sich eine Person in der Stromausbreitungszone befindet und unter Stufenspannung gerät.

Beim Treten handelt es sich um die Spannung zwischen zwei Punkten auf dem Boden, die durch die Ausbreitung von Strom im Boden bei gleichzeitiger Berührung dieser Punkte mit den Füßen einer Person entsteht. Darüber hinaus gilt: Je breiter die Stufe, desto größer ist der Stromfluss durch die Beine. Dieser aktuelle Weg stellt keine direkte Gefahr für das Leben dar, aber unter seinem Einfluss kann eine Person stürzen und der aktuelle Weg wird lebensbedrohlich. Zum Schutz davor Schrittspannung Es gibt zusätzliche Schutzmaßnahmen - dielektrische Stiefel, dielektrische Matten. In Fällen, in denen der Einsatz dieser Mittel nicht möglich ist, sollten Sie den Streubereich so verlassen, dass der Abstand zwischen Ihren auf dem Boden stehenden Füßen minimal ist – in kurzen Schritten. Es ist auch sicher, sich auf trockenen Brettern und anderen trockenen, nicht leitenden Gegenständen zu bewegen.

Die Auswirkungen des Stroms auf den menschlichen Körper hinsichtlich Art und Folgen des Schadens hängen von folgenden Faktoren ab:

• aktuelle Größe;
• Dauer der aktuellen Exposition;
• Frequenz und Art des Stroms;
• angelegte Spannung;
• Widerstand des menschlichen Körpers;
• Strompfade, die durch den menschlichen Körper verlaufen;
• Gesundheitszustand des Menschen;
• Aufmerksamkeitsfaktor.

Das Ergebnis eines Stromschlags wird im Allgemeinen durch die Menge an elektrischer Stromenergie bestimmt, die vom Körper „absorbiert“ wird.
Die Stromstärke, die durch den menschlichen Körper fließt, hängt von der Spannung, der Berührung und dem Widerstand des menschlichen Körpers ab.

I H = U PR / R H

Der Widerstand des menschlichen Körpers ist eine nichtlineare Größe und hängt von vielen Faktoren ab: dem Widerstand der Haut (trocken, nass, sauber, beschädigt usw.); von der Größe des Stroms und der angelegten Spannung; von der Dauer des Stromflusses.

Das obere Stratum corneum der Haut weist den größten Widerstand auf:

• mit Entfernung des Stratum corneum RF= 600-800 Ohm;
• für trockene, unbeschädigte Haut RF= 10-100 kOhm;
• mit feuchtigkeitsspendender Haut RF= 1000 Ohm.

Gemäß der Entscheidung der IEC (International Electrotechnical Commission) wird bei Berechnungen zum Schutz vor elektrischen Verletzungen der menschliche Widerstand mit 1 kOhm angenommen, d. h. RF= 1000 Ohm.

Wenn der Strom, der durch eine Person fließt, zunimmt, nimmt ihr Widerstand ab, weil Gleichzeitig nimmt die Hauterwärmung zu und die Schweißbildung nimmt zu. Aus dem gleichen Grund nimmt sie ab RF mit zunehmender Dauer des Stromflusses. Je höher die angelegte Spannung, desto größer ist der Strom durch die Person und desto schneller nimmt der Widerstand der Haut der Person ab.

Es stellt sich heraus, dass biologisches Gewebe nur dann auf elektrische Stimulation reagiert, wenn der Strom zunimmt oder abnimmt.

Gleichstrom, dessen Größe und Spannung sich im Laufe der Zeit nicht ändert, ist nur in den Momenten des Ein- und Ausschaltens der Quelle spürbar. Normalerweise ist seine Wirkung thermisch (bei längerem Einschalten). Bei hohen Spannungen kann es zur Elektrolyse von Gewebe und Blut kommen. Nach Ansicht vieler Forscher ist Gleichstrom mit Spannungen bis 450 V weniger gefährlich als Wechselstrom gleicher Spannung.
Die meisten Forscher sind zu dem Schluss gekommen, dass Wechselstrom mit der Industriefrequenz 50-60 Hz für den Körper am gefährlichsten ist.

Dies wird wie folgt erklärt. Wenn an eine Zelle Gleichstrom angelegt wird, werden Partikel intrazellulärer Substanz in Ionen unterschiedlichen Vorzeichens gespalten, die zur äußeren Hülle der Zelle strömen. Wird eine Zelle einem Strom variabler Frequenz ausgesetzt, bewegen sich die Ionen aufgrund von Polwechseln des Wechselstroms in die eine oder andere Richtung. Bei einer bestimmten Stromfrequenz haben die Ionen Zeit, die doppelte Breite der Zelle (hin und her) zu durchlaufen. Diese Frequenz entspricht der größten Störung der Zelle und Störung ihrer biochemischen Funktionen (50-60 Hz).

Mit zunehmender Frequenz des Wechselstroms nimmt die Amplitude der Ionenschwingungen ab und gleichzeitig kommt es zu einer geringeren Störung der biochemischen Funktionen der Zelle. Bei einer Frequenz von etwa 500 kHz treten diese Veränderungen nicht mehr auf. Hier sind Verbrennungen durch die thermische Einwirkung von Strom für den Menschen gefährlich.

Es stellt sich heraus, dass der Strom im menschlichen Körper nicht unbedingt auf dem kürzesten Weg verläuft. Am gefährlichsten ist der Stromdurchgang durch die Atmungsorgane und das Herz entlang der Längsachse (vom Kopf bis zu den Füßen).

Teil des Gesamtstroms, der durch das Herz fließt:

• Hand-zu-Hand-Pfad – 3,3 % des Gesamtstroms;
• Weg linke Hand – Beine – 3,7 % des Gesamtstroms;
• Pfad rechte Hand – Beine – 6,7 % des Gesamtstroms;
• Zweig-zu-Zweig-Pfad – 0,4 % des Gesamtstroms.

Das Ergebnis einer Verletzung bei Einwirkung von elektrischem Strom hängt von der geistigen und geistigen Verfassung ab körperliche Verfassung Person.

Bei Erkrankungen des Herzens, der Schilddrüse etc. Bei niedrigeren Stromwerten wird ein Mensch stärker geschädigt, weil in diesem Fall nimmt der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers ab und die Gesamtresistenz des Körpers gegenüber äußeren Reizen nimmt ab. Es wurde beispielsweise festgestellt, dass die Schwellenstromwerte bei Frauen etwa 1,5-mal niedriger sind als bei Männern. Dies liegt an der dünneren Haut von Frauen.

Beim Konsum alkoholischer Getränke sinkt die Widerstandskraft des menschlichen Körpers, die Widerstandskraft und Aufmerksamkeit des menschlichen Körpers lässt nach. Der Ausgang der Niederlage wird immer ernster.

Bei konzentrierter Aufmerksamkeit erhöht sich der Widerstand des Körpers und die Wahrscheinlichkeit einer Niederlage wird etwas verringert.

Auswirkungen auf den Körper. Faktoren, die das Risiko eines Stromschlags bestimmen

Mit der Erhöhung der Stromversorgung von Chemiebetrieben steigt die Zahl der Personen, die mit elektrischen Geräten, Steuer- und Messgeräten, Beleuchtungsgeräten usw. in Kontakt kommen. Denn in Betrieben mit Elektroinstallationen, die mit Spannungen bis 1000 V betrieben werden, arbeiten fast alle Arbeitnehmer Wenn die elektrischen Geräte in Kontakt kommen, erhöht sich die Gefahr eines Stromschlags, insbesondere wenn die elektrischen Geräte defekt sind oder unter Verstoß gegen die Elektroinstallationsvorschriften (PUE) betrieben werden.

Darüber hinaus unterscheidet sich die Gefahr eines Stromschlags von anderen industriellen Gefahren (giftige Stoffe, erhitzte Oberflächen, Lärm usw.) dadurch, dass ein Mensch sie ohne spezielle Messgeräte nicht aus der Ferne erkennen kann.

Anlagen, die mit Spannungen über 1000 V betrieben werden, sind in der Regel entweder eingezäunt oder es wird von Personen mit besonderer Ausbildung daran gearbeitet.

Beim Durchgang durch den menschlichen Körper hat elektrischer Strom folgende Wirkungen:

1. thermisch - Verbrennungen, Erwärmung von Blutgefäßen, Nerven;
2. elektrolytisch – Zersetzung von Blut und Lymphflüssigkeit, d.h. erhebliche Änderung ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften;
3. biologisch - Reizung und Erregung lebender Gewebe des Körpers, begleitet von unwillkürlichen Krämpfen der Muskeln des Körpers, des Herzens und der Lunge, die zu einer Störung oder einem vollständigen Stillstand der Aktivität einzelner Organe, Atmungs- und Kreislaufsysteme führen.

Diese Einwirkungen führen zu zwei Arten von Schäden: elektrisches Trauma – klar definierte lokale Läsionen des Körpers (Verbrennungen, elektrische Zeichen, Metallisierung der Haut, mechanischer Schaden, Elektroophthalmie) und elektrischer Schlag – elektrisches Trauma, das durch die Reflexwirkung von elektrischem Strom verursacht wird. d.h. eine Wirkung auf das Zentralnervensystem, die zu einer Lähmung der betroffenen Organe führen kann.

Die Verletzungsstatistik zeigt, dass von allen registrierten Fällen von Stromschlägen mit Behinderung von mehr als 3 Tagen sowie mit Tod 19 % elektrische Verletzungen, 26 % elektrische Schläge und 55 % gemischte Verletzungen sind.

Elektrische oder Kontaktverbrennungen sind das Ergebnis der thermischen Wirkung von Strom an der Kontaktstelle mit nicht isolierten stromführenden Teilen. kann oberflächlich (typisch für Ströme mit Industriefrequenzen bis zu 100 Hz) oder intern (für Ströme mit einer Frequenz von mehreren zehn und hundert kHz) sein. Die im menschlichen Gewebe erzeugte Wärmemenge wird in diesem Fall durch das Joule-Lenz-Gesetz (in J) bestimmt.

Q=IхRхt, (8.1)

wobei Ich die Stromstärke ist, die durch den menschlichen Körper fließt. A; Rch ist der Widerstand des menschlichen Körpers. Ohm; t - aktuelle Flusszeit, s.

Es gibt vier Grade von Verbrennungen: I – Rötung der Haut, II – Blasenbildung auf der Hautoberfläche, III – Verkohlung der Haut, IV – Verkohlung des Unterhautgewebes und der Muskeln. Elektrische Verbrennungen sollten nicht mit thermischen Verbrennungen gleichgesetzt werden, beispielsweise mit Verbrennungen durch ein elektrisches Gebläse, dessen Temperatur im Kanal 4000 °C erreichen kann (typisch für Installationen mit Spannungen über 1000 V).

Elektrische Zeichen sind klar definierte graue oder hellgelbe Flecken mit einem Durchmesser von 1 mm; spezifischer Schaden, der nach Ansicht vieler Forscher durch die mechanische und chemische Einwirkung von Strom verursacht wird; treten bei Kontakt mit stromführenden Teilen auf, sind schmerzlos und verschwinden mit der Zeit.

Bei der Metallisierung der Haut handelt es sich um eine Schädigung eines Hautbereichs durch das Eindringen winziger geschmolzener Metallpartikel. Mit der Zeit verschwindet die betroffene Haut, die Stelle nimmt ein normales Aussehen an und die schmerzhaften Empfindungen verschwinden.

Mechanische Schäden entstehen durch scharfe, unwillkürliche, krampfhafte Muskelkontraktionen unter Stromeinfluss, die zu Rissen der Haut, Blutgefäßen, Nerven und Gelenkverrenkungen führen können.

Ein elektrischer Schlag wird bei längerer Einwirkung eines kleinen Stroms (bis zu mehreren hundert Milliampere) und in der Regel bei einer Spannung von bis zu 1000 V beobachtet. Es gibt vier Schockgrade: I – krampfartige Muskelkontraktion ohne Bewusstlosigkeit ; II – das gleiche, aber mit Bewusstlosigkeit; III - Bewusstlosigkeit, Herz- und Atemstörung; IV – klinischer Tod, d. h. mangelnde Durchblutung und Atmung.

Die Schwere elektrischer Verletzungen hängt von einer Reihe von Faktoren ab: der Stärke des fließenden Stroms, dem Weg, den er durchläuft, der Größe und Art der Spannung, dem elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers, der Dauer des Stromflusses sowie der Gesundheit und individuelle Eigenschaften der Person, der Umwelt usw.

Die Stromstärke, die durch den menschlichen Körper fließt, ist der Hauptfaktor, von dem der Ausgang der Verletzung abhängt. Der kleinste Wert des wahrnehmbaren Stroms, der von der Art des Stroms, dem Zustand der Person und der Art ihrer Einbindung in den Stromkreis abhängt, wird als wahrnehmbarer Schwellenstrom bezeichnet. Bei einer Industriefrequenz von 50 Hz beträgt sein Durchschnittswert 1 mA.

Wenn die Stromstärke auf 10...15 mA ansteigt, kommt es zu schmerzhaften Krämpfen in der Armmuskulatur, so dass eine Person nicht in der Lage ist, ihre Aktion zu kontrollieren und sich selbstständig von dem in der Hand geklemmten Leiter (Elektrode) zu befreien. Der Stromwert von 10 mA wird als nicht auslösender Schwellenstrom bezeichnet.

Bei einer Stromstärke von 25...50 mA kommt es zu einer starken Kontraktion der Atemmuskulatur der Brust und die Atmung wird erschwert oder setzt aus. Die Wahrscheinlichkeit einer Atemwegsschädigung hängt maßgeblich von der Zeit ab, in der der Strom durch den Körper fließt.

Ein weiterer Anstieg des Stromwerts auf 100 mA kann zum Flimmern der Herzkammern führen, bei dem es zu deren chaotischer Kontraktion kommt und die Blutzirkulation gestört oder ganz gestoppt wird, d. h. der klinische Tod eintritt. Die Gefahr des Flimmerns liegt darin, dass sich das menschliche Herz nicht selbstständig aus diesem Zustand erholen und seine Aktivität wiederherstellen kann: Es ist dringend Erste Hilfe erforderlich – künstliche Beatmung und äußere (indirekte) Herzmassage.

Andernfalls beginnen die Neuronen der Großhirnrinde nach 5 bis 6 Minuten abzusterben und der klinische Tod wird zum biologischen Tod. Daher gilt im In- und Ausland ein Strom von 100 mA als tödlich.

Der Weg, den es durch den menschlichen Körper nimmt („Stromschleife“), hat einen erheblichen Einfluss auf die Folgen eines Stromschlags. In der Literatur werden 15 Wege beschrieben, die wahrscheinlichsten Wege des Stromflusses sind jedoch folgende: Hand – Hand (bis zu 40 %), rechte Hand – Beine (bis zu 20 %), Bein – Bein. In diesem Fall fließen 0,4 bis 7 % des Gesamtstroms durch das menschliche Herz.

Auch individuelle Merkmale des Körpers – zum Beispiel Gesundheitszustand, körperliche Entwicklung, Gewicht, Bereitschaft zum Umgang mit elektrischen Anlagen („Aufmerksamkeitsfaktor“) – beeinflussen den Ausgang der Verletzung. Es wurde festgestellt, dass Menschen mit erhöhter Erregbarkeit, Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und der inneren Sekretionsorgane eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber der Einwirkung von elektrischem Strom haben.

Im Verletzungsfall sind Art und Frequenz des Stroms von Bedeutung. Es wurde festgestellt, dass Wechselstrom mit der Industriefrequenz 50...60 Hz 4...5-mal gefährlicher ist als Gleichstrom. Ströme mit einer Frequenz von 400...500 kHz ns haben keine reizende Wirkung auf das Gewebe und verursachen keinen Stromschlag. Allerdings haben diese Ströme eine thermische Wirkung.

Einen ganz wesentlichen Einfluss auf die Stromstärke, die durch den menschlichen Körper fließt, hat der gesamte elektrische Widerstand seines Körpers, der bei trockener, intakter Haut in einem sehr weiten Bereich schwanken kann: von 103 bis 105 Ohm, manchmal auch mehr .

Es ist eine nichtlineare Größe und hängt von einer Reihe von Faktoren ab: dem Zustand der Haut (trocken, nass, sauber, beschädigt), der Dichte und Kontaktfläche mit stromführenden Teilen, der Stärke des fließenden Stroms und der angelegten Spannung und die Zeit der Einwirkung des Stroms.

Den höchsten elektrischen Widerstand im menschlichen Körper weist die obere Hornschicht der Haut (Epidermis) mit einer Dicke von 0,05...0,2 mm auf, die aus mit Luft gefüllten abgestorbenen Zellen besteht. Bei Entfernung des Stratum corneum überschreitet der Widerstand der für den Menschen lebenswichtigen inneren Organe 800...1000 Ohm nicht. Daher wird bei der Berechnung der elektrischen Sicherheitsbedingungen einer Person ihr gesamter elektrischer Widerstand Rch mit 1000 Ohm angenommen.

Wenn man den elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers und den Bereich gefährlicher Ströme kennt, ist es möglich, den Bereich gefährlicher Spannungen zu bestimmen. Somit beträgt die sichere Spannung für die regulierten Werte des nicht auslösenden Schwellenstroms von 10 mA und Rch = 1000 Ohm Uohne = RchIch = 10 V.

Die Umgebungs- und Innenraumbedingungen können die Wirkung von elektrischem Strom verstärken oder abschwächen, da sie die Widerstandsfähigkeit des menschlichen Körpers und die Isolierung stromführender Teile erheblich beeinflussen. Dementsprechend gibt es eine bestimmte Klassifizierung von Räumlichkeiten nach der Gefahr eines Stromschlags. Industrie- und Wohnräume werden in drei Klassen eingeteilt: 1 – ohne erhöhte Gefahr, 2 – mit erhöhter Gefahr; 3 – besonders gefährlich.

Räumlichkeiten ohne erhöhte Gefährdung sind trockene (relative Luftfeuchtigkeit nicht über 60 %), staubfreie Räume mit normaler Temperatur und isolierenden Böden (Parkett, Linoleum etc.). Dazu können Büroräume, Qualitätskontrollräume, kleine Labore und einige Lagerhallen für die Lagerung fester Polymermaterialien und Fertigprodukte gehören.

Zu den Hochrisikoräumen zählen: feuchte Räume, in denen die relative Luftfeuchtigkeit über einen längeren Zeitraum 75 % überschreitet, aber nicht 100 % erreicht; heiß, bei dem die Lufttemperatur für längere Zeit 30 °C übersteigt; staubig, bei dem durch den leitfähigen Prozess Staub in einer Menge freigesetzt wird, die ausreicht, um unter das Gehäuse elektrischer Geräte einzudringen und sich auf den Drähten abzulagern, was zu Staubbildung führt Stromkreis zum Austreten gefährlicher Ströme (Staub kann auch nicht leitend sein); Räume mit leitfähigen Böden – Metall, Lehm, Stahlbeton, Ziegel, Xylolith usw. (Übergangswiderstände zwischen Mensch und Erde beseitigen); Räume, in denen es möglich ist, einerseits die Gehäuse von mit dem Boden verbundenen technischen Geräten, Metallkonstruktionen von Gebäuden usw. und andererseits die Metallgehäuse von elektrischen Geräten oder spannungsführenden Teilen gleichzeitig zu berühren. Zu diesen Räumlichkeiten gehören Bereiche mit Spritzgussmaschinen, Lagerhallen und Bereiche zum Aufhängen elektrisch leitfähiger Zutaten (z. B. zum Aufhängen von Ruß) usw.

Zu den besonders gefährlichen Räumen zählen: besonders feuchte Räume, in denen die relative Luftfeuchtigkeit nahezu 100 % beträgt und in denen die Wände, Böden, Decken und Gegenstände darin mit Feuchtigkeit bedeckt sind: mit einer chemisch aktiven Umgebung, in der laut Produktion Bedingungen, Gase und Dämpfe werden zurückgehalten oder es bilden sich Ablagerungen, die die Isolierung oder spannungsführende Teile elektrischer Geräte zerstören; Räumlichkeiten, in denen gleichzeitig zwei oder mehr Hochrisikofaktoren vorliegen.

Zu diesen Räumlichkeiten gehören Bereiche zum Imprägnieren von Polymermaterialien, zur chemischen Reinigung von Formen, Galvanikwerkstätten zur Metallisierung von Kunststoffen, Leimwerkstätten, Duschen usw.

Die Gefahr eines Stromschlags für eine Person wird durch elektrische Faktoren (Spannung, Stärke, Art und Frequenz des Stroms, menschlicher elektrischer Widerstand) und nichtelektrische Faktoren (individuelle Eigenschaften einer Person, Dauer des Stroms und sein Weg durch eine Person) bestimmt Person) sowie der Zustand der Umwelt.
Elektrische Faktoren. Die Stärke des Stroms ist der Hauptfaktor, der den Grad der Verletzung einer Person bestimmt. Abhängig davon wurden Kategorien von Auswirkungen festgelegt: der Schwellenwert für den wahrnehmbaren Strom, der Schwellenwert für den nicht auslösenden Strom und der Schwellenwert für den Flimmerstrom.
Der elektrische Strom mit der geringsten Stärke, der eine für den Menschen wahrnehmbare Reizung verursacht, wird als wahrnehmbarer Schwellenstrom bezeichnet. Ein Mensch beginnt die Wirkung von Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz, einer durchschnittlichen Stärke von etwa 1,1 mA und einem Gleichstrom von etwa 6 mA zu spüren. Es wird als leichter Juckreiz und leichtes Kribbeln wahrgenommen Wechselstrom oder die Haut konstant erhitzen.
Ein spürbarer Grenzstrom, der eine Person trifft, kann eine indirekte Unfallursache sein und unfreiwillige Fehlhandlungen verursachen, die die bestehende Situation verschlimmern (Arbeiten in der Höhe, in der Nähe von Spannung, bewegliche Teile usw.).
Ein Anstieg des wahrnehmbaren Stroms über dem Schwellenwert führt bei einer Person zu Muskelkrämpfen und schmerzhaften Empfindungen. Bei einem Wechselstrom von 10–15 mA und einem Konstantstrom von 50–80 mA ist eine Person also nicht in der Lage, Muskelkrämpfe zu überwinden, die Hand, die den stromführenden Teil berührt, zu lösen, den Draht wegzuwerfen und sich selbst wiederzufinden es war an den stromführenden Teil gekettet. Dieser Strom wird als nicht freigebender Schwellenstrom bezeichnet.
Ein darüber hinausgehender Strom verstärkt krampfartige Muskelkontraktionen und Schmerzen und breitet sie über einen weiten Bereich des Körpers aus. Dies erschwert das Atmen durch den Brustkorb und führt zu einer Verengung der Blutgefäße, was zu einem erhöhten Blutdruck und einer erhöhten Belastung des Herzens führt. Wechselstrom 80-100 mA und Konstantstrom 300 mA wirken sich direkt auf den Herzmuskel aus und 1-3 s nach Beginn seiner Wirkung kommt es zu Herzflimmern. Die Folge ist eine Unterbrechung der Blutzirkulation und der Tod tritt ein. Dieser Strom wird als Fibrillationsstrom bezeichnet, und sein kleinster Wert wird als Schwellenflimmerstrom bezeichnet. Ein Wechselstrom von 100 mA oder mehr führt sofort zum Tod durch Herzlähmung. Je größer der Wert des durch eine Person fließenden Stroms ist, desto größer ist die Verletzungsgefahr. Dieser Zusammenhang ist jedoch nicht eindeutig, da die Verletzungsgefahr auch von einer Reihe anderer, auch nichtelektrischer, Faktoren abhängt.
Art und Frequenz des Stroms. Bei Spannungen bis 250-300 V haben Gleich- und Wechselströme gleicher Stärke unterschiedliche Auswirkungen auf den Menschen. Bei höheren Spannungen verschwindet dieser Unterschied.
Am ungünstigsten ist Wechselstrom mit einer Industriefrequenz von 20-100 Hz. Bei einer Erhöhung oder Verringerung über diese Frequenzgrenzen hinaus nehmen die Werte des nicht auslösenden Stroms zu und werden bei einer Frequenz gleich Null (Gleichstrom) etwa dreimal größer.
Widerstand eines menschlichen Stromkreises gegenüber elektrischem Strom. Der elektrische Widerstand eines menschlichen Stromkreises (Rh) entspricht dem Gesamtwiderstand mehrerer in Reihe geschalteter Elemente: des menschlichen Körpers einschließlich Kleidungsstange (bei Berührung mit einem durch Kleidung geschützten Körperteil), Schuhen usw Auflagefläche

R h =r einschließlich +r od +r über +r op

Aus der Gleichheit können wir schließen: Die Isolierfähigkeit von Böden und Schuhen ist von großer Bedeutung, um die Sicherheit von Menschen vor Stromschlägen zu gewährleisten.
Individuelle Widerstandsfähigkeiten des menschlichen Körpers. Der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers ist ein integraler Bestandteil, wenn er in einen Stromkreis eingebunden ist. Den größten elektrischen Widerstand hat die Haut, insbesondere die obere Hornschicht, in der es keine Blutgefäße gibt. Der Widerstand der Haut hängt von ihrem Zustand, der Dichte und Fläche der Kontakte, der Größe der angelegten Spannung, der Stärke und der Einwirkungszeit des Stroms ab. Den größten Widerstand bietet saubere, trockene und unbeschädigte Haut. Eine Vergrößerung der Kontaktfläche und -dichte mit stromführenden Teilen verringert den Widerstand. Mit zunehmender angelegter Spannung nimmt der Hautwiderstand aufgrund des Durchbruchs der Deckschicht ab. Durch Erhöhen der Stromstärke bzw. der Fließdauer verringert sich auch der elektrische Widerstand der Haut aufgrund der Erwärmung ihrer oberen Schicht.
Der Widerstand der inneren Organe des Menschen ist ebenfalls ein variabler Wert, der von physiologischen Faktoren, der Gesundheit und dem psychischen Zustand abhängt. In diesem Zusammenhang dürfen Personen, die eine spezielle ärztliche Untersuchung bestanden haben und keine Hautkrankheiten, Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, des zentralen und peripheren Nervensystems oder andere Krankheiten haben, elektrische Anlagen warten. Bei verschiedenen Berechnungen zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wird üblicherweise davon ausgegangen, dass der Widerstand des menschlichen Körpers 1000 Ohm beträgt.
Aktuelle Dauer. Eine längere Dauer der Einwirkung von Strom auf eine Person verschlimmert die Schwere der Verletzung, da der Widerstand des Körpers aufgrund der Befeuchtung der Haut mit Schweiß abnimmt und der Stromdurchfluss entsprechend zunimmt, wodurch die Abwehrkräfte des Körpers, die den Auswirkungen widerstehen, geschwächt werden von elektrischem Strom. Zwischen den für den Menschen zulässigen Werten der Berührungsspannungen und -ströme besteht ein gewisser Zusammenhang, dessen Einhaltung die elektrische Sicherheit gewährleistet. Unter Berührungsspannung versteht man die Spannung zwischen zwei Punkten eines Stromkreises, die gleichzeitig von einer Person berührt werden.
Für Strompfade von einer Hand zur anderen und von der Hand zu den Füßen sind in GOST 12.1.038-82 „SSBT“ die maximal zulässigen Werte für Berührungsspannungen und -ströme festgelegt, die höher sind als die Auslöseströme. Elektrische Sicherheit. „Höchstzulässige Berührungsspannungen“, die für den normalen (nicht notfallmäßigen) Betrieb elektrischer Anlagen mit einer Expositionsdauer von nicht mehr als 10 Minuten pro Tag folgende Werte nicht überschreiten sollten: bei Wechselstrom (50 Hz) und Gleichstrom ( Spannung 2 bzw. 8 V, Stromstärke jeweils 0,3 MA).
Bei Arbeiten in Lebensmittelfabriken unter Bedingungen hoher Temperaturen (>250 °C) und relativer Luftfeuchtigkeit (>75 %) müssen die angegebenen Werte für Berührungsspannung und -ströme um das Dreifache reduziert werden. Im Notbetrieb, d.h. beim Betrieb einer fehlerhaften Elektroanlage, bei der ein elektrischer Schaden droht, sind deren Werte in der Tabelle angegeben. 4.
Aus den Daten in der Tabelle. Aus 4 folgt, dass sich ein Mensch mit einem Wechselstrom der Stärke C mA und einem Konstantstrom von 15 mA für einen Zeitraum von mehr als 1 s selbständig von spannungsführenden Teilen befreien kann. Diese Strömungen gelten für längere Zeit als zulässig, wenn keine Umstände vorliegen, die die Gefahr verstärken.
Tabelle 4

	Standardisierter Wert	Maximal zulässige Werte, nicht mehr, bei längerer Einwirkung von Strom
Variabel (50 Hz)
Konstante

Der Stromverlauf durch eine Person beeinflusst maßgeblich den Ausgang der Verletzung, deren Gefahr besonders groß ist, wenn sie durch lebenswichtige Organe verläuft: Herz, Lunge, Gehirn.
Im menschlichen Körper verläuft der Strom nicht über den kürzesten Weg zwischen den Elektroden, sondern bewegt sich hauptsächlich entlang der Ströme von Gewebeflüssigkeit, Blut- und Lymphgefäßen sowie den Membranen von Nervenstämmen, die die größte elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Strompfade im menschlichen Körper werden Stromschleifen genannt. Bei elektrischen Verletzungen mit schweren oder tödlichen Folgen sind die folgenden Stromschleifen am typischsten: Hand – Hand (40 % der Fälle), rechte Hand – Beine (20 %), linke Hand – Beine (17 %), Bein – Bein (8). %).
Viele Umweltfaktoren haben einen erheblichen Einfluss auf die elektrische Sicherheit. In feuchten Räumen mit hohen Temperaturen sind die Bedingungen zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit ungünstig, da die Thermoregulation des menschlichen Körpers hauptsächlich durch Schwitzen erfolgt und dies zu einer Verringerung des Widerstands des menschlichen Körpers führt. Geerdete leitfähige Metallkonstruktionen erhöhen das Risiko eines Stromschlags, da eine Person fast ständig mit einem der Pole (Erde) der Elektroinstallation verbunden ist. Leitfähiger Staub erhöht die Möglichkeit eines versehentlichen elektrischen Kontakts zwischen einer Person und stromführenden Teilen und dem Boden.
Abhängig vom Einfluss der Umgebung klassifizieren die „Regeln für die Errichtung elektrischer Anlagen“ (RUE) Produktionsstätten nach dem Grad der Gefährdung durch Stromschlag für Menschen.
Räumlichkeiten mit erhöhter Gefahr, gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines der folgenden Zeichen:

• Feuchtigkeit (relative Luftfeuchtigkeit übersteigt für längere Zeit 75 %);
• leitfähiger Staub, der sich auf Leitungen absetzen und in Maschinen, Geräte etc. eindringen kann;
• leitfähige Böden (Metall, Erde, Stahlbeton, Ziegel usw.);
• hohe Lufttemperatur (ständig oder periodisch über 35 °C, z. B. Räume mit Trocknern, Heizräume usw.);
• die Möglichkeit der gleichzeitigen menschlichen Berührung von Metallkonstruktionen von Gebäuden, technischen Geräten, Mechanismen usw., die mit der Erde verbunden sind, einerseits und von Metallgehäusen elektrischer Geräte andererseits. Ein Beispiel für Räumlichkeiten mit hohem Risiko könnte die Brauerei und die alkoholfreie Produktion sein – Fermentationsabteilung, Abteilungen für die Zubereitung von Trockengetränken, Fertigwarenläden; Trocknungs- und Aufzugsabteilungen für die Stärke- und Sirupproduktion; Teigbereitungsabteilungen von Bäckereien.

Besonders gefährliche Räumlichkeiten, gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines der folgenden Zeichen:

• besondere Feuchtigkeit (relative Luftfeuchtigkeit liegt nahe 100 %, Decke, Wände, Boden und Gegenstände im Raum sind mit Feuchtigkeit bedeckt);
• chemisch aktive oder organische Umgebung (aggressive Dämpfe, Gase, Flüssigkeiten, die Ablagerungen oder Schimmel bilden, die die Isolierung und spannungsführende Teile elektrischer Geräte zerstören);
• gleichzeitig zwei oder mehr Anzeichen für Hochrisikoräume. Zu den Räumlichkeiten dieser Klasse gehören beispielsweise Flaschenwaschabteilungen, Abfüllbetriebe für Mischungen, Sirupkochereien in der Bier- und alkoholfreien Produktion; Sirup, Kochen, Trennabteilungen der Stärke- und Sirupproduktion.

Räumlichkeiten ohne erhöhte Gefahr sind solche, in denen keine Anzeichen für die oben genannten Räumlichkeiten vorhanden sind.
Als besonders gefährliche Räumlichkeiten gelten die Bereiche, in denen sich Elektroinstallationen im Freien befinden.

Eine nützliche Information: