Vliv elektrického proudu na člověka, jak proud ovlivňuje lidské tělo

Elektrický proud procházející lidským tělem má tepelné, chemické a biologické účinky.

Tepelný efekt se projevuje v podobě popálení oblastí pokožky těla, přehřátí různých orgánů a také prasknutím cév a nervových vláken v důsledku přehřátí.

Chemické působení vede k elektrolýze krve a dalších roztoků obsažených v těle, což vede ke změně jejich fyzikálního a chemického složení, a tím k narušení normálního fungování organismu.

Biologický účinek elektrického proudu se projevuje nebezpečnou stimulací živých buněk a tkání těla. V důsledku takového vzrušení mohou zemřít.

Existují dva hlavní typy úrazu elektrickým proudem u člověka: úraz elektrickým proudem a úraz elektrickým proudem.

Elektrický výboj je působení proudu na lidské tělo, v důsledku čehož se svaly těla začnou křečovitě stahovat. V tomto případě, v závislosti na velikosti proudu a době jeho působení, může být člověk při vědomí nebo v bezvědomí, ale s normální funkcí srdce a dýchání. V těžších případech je ztráta vědomí doprovázena narušením kardiovaskulárního systému, což vede dokonce ke smrti. V důsledku elektrického výboje je možné ochrnutí nejdůležitějších orgánů (srdce, mozek atd.).

Elektrické poškození je účinek proudu na tělo, při kterém jsou poškozeny tělesné tkáně: kůže, svaly, kosti, vazy. Zvláštní nebezpečí představují úrazy elektrickým proudem ve formě popálenin. Takové popálení se objeví v místě kontaktu lidského těla s živou částí elektrické instalace nebo elektrickým obloukem. Dochází také k úrazům jako je metalizace kůže, různá mechanická poškození vyplývající z náhlých mimovolních pohybů člověka. V důsledku těžkých forem elektrického šoku se člověk může ocitnout ve stavu klinické smrti: zastaví se mu dýchání a krevní oběh. Při absenci lékařské péče se klinická smrt (imaginární) může změnit ve smrt biologickou. V některých případech je však při správné lékařské péči (umělé dýchání a srdeční masáž) možné domněle zesnulého oživit.

Bezprostředními příčinami smrti člověka zasaženého elektrickým proudem je zástava srdeční činnosti, zástava dechu v důsledku ochrnutí hrudního svalstva a tzv. úraz elektrickým proudem.

Zástava srdeční funkce je možná v důsledku přímého působení elektrického proudu na srdeční sval nebo reflexně v důsledku ochrnutí nervového systému. V tomto případě může dojít k úplné zástavě srdce nebo k tzv. fibrilaci, kdy se vlákna srdečního svalu dostanou do stavu rychlých chaotických kontrakcí.

Zastavení dýchání (v důsledku ochrnutí hrudního svalstva) může být důsledkem buď přímého průchodu elektrického proudu oblastí hrudníku, nebo reflexně způsobené paralýzou nervového systému.

Elektrický šok je nervová reakce těla na stimulaci elektrickým proudem, která se projevuje narušením normálního dýchání, krevního oběhu a metabolismu. Při dlouhodobém šoku může nastat smrt.

Pokud je poskytnuta nezbytná lékařská pomoc, lze šokový stav zmírnit bez dalších následků pro člověka.

Z výše uvedeného je zřejmé, že závažnost elektrického šoku pro člověka je ovlivněna mnoha faktory. Nejnepříznivější výsledek zranění bude v případech, kdy se živých částí dotknete mokrýma rukama ve vlhké nebo horké místnosti.

Zásah elektrickým proudem pro člověka v důsledku elektrického šoku se může lišit v závažnosti, protože stupeň poškození je ovlivněn řadou faktorů: velikost proudu, doba jeho průchodu tělem, frekvence, uražená dráha proudem v lidském těle, ale i individuálními vlastnostmi oběti (zdravotní stav, věk atd.). Hlavním faktorem ovlivňujícím výsledek léze je velikost proudu, která podle Ohmova zákona závisí na velikosti přiváděného napětí a odporu lidského těla. Velikost napětí hraje důležitou roli, protože při napětích asi 100 V a vyšších dochází k poruše horní stratum corneum kůže, v důsledku čehož se elektrický odpor člověka prudce snižuje a proud se zvyšuje. .

Obvykle člověk začíná pociťovat dráždivý účinek střídavého proudu průmyslové frekvence při hodnotě proudu 1-1,5 mA a stejnosměrného proudu 5-7 mA. Tyto proudy se nazývají prahové senzitivní proudy. Nepředstavují vážné nebezpečí a s takovým proudem se člověk může nezávisle osvobodit od vlivu.

Při střídavých proudech 5-10 mA zesiluje dráždivý účinek proudu, objevuje se bolest svalů provázená křečovitým stahem. Při proudech 10-15 mA se bolest stává obtížně snesitelnou a svalové křeče v pažích nebo nohou se stávají tak silnými, že se člověk není schopen samostatně osvobodit z působení proudu.

Hlavním faktorem určujícím hodnotu odporu lidského těla (obvykle se považuje za 1000 Ohmů) je kůže, její stratum corneum, která nemá žádné krevní cévy. Tato vrstva má velmi vysoký měrný odpor a lze ji považovat za dielektrikum. Vnitřní vrstvy kůže, které mají krevní cévy, žlázy a nervová zakončení, mají relativně nízký odpor.

Vnitřní odpor lidského těla je proměnná hodnota, která závisí na stavu pokožky (tloušťka, vlhkost) a prostředí (vlhkost, teplota atd.).

Při poškození zrohovatělé vrstvy kůže (oděr, poškrábání apod.) se elektrický odpor lidského těla prudce sníží a následně se zvýší proud procházející tělem. Když se napětí aplikované na lidské tělo zvýší, je možný rozpad stratum corneum, což způsobí prudké snížení odporu těla a zvýšení velikosti škodlivého proudu.

Střídavé proudy 10-15 mA a více a stejnosměrné proudy 50-80 mA a více se nazývají nespouštěcí proudy a jejich nejmenší hodnota 10-15 mA při průmyslovém frekvenčním napětí 50 Hz a 50-80 mA při konstantní napětí zdroje se nazývá prahový nespouštěcí proud.

Střídavý proud s frekvencí 25 mA nebo vyšší ovlivňuje nejen svaly paží a nohou, ale také svaly hrudníku, což může vést k paralýze dýchání a způsobit smrt. Proud 50 mA při frekvenci 50 Hz způsobuje rychlé narušení dýchacího systému a proud asi 100 mA nebo více při 50 Hz a 300 mA při konstantním napětí v krátké době (1-2 s) ovlivňuje srdečního svalu a způsobuje jeho fibrilaci. Tyto proudy se nazývají fibrilační proudy. Když srdce fibriluje, jeho funkce pumpy k pumpování krve se zastaví. V důsledku nedostatku kyslíku v těle se tedy zastavuje dýchání, tedy nastává klinická (imaginární) smrt. Proudy větší než 5 A způsobují ochrnutí srdce a dýchání a obcházejí fázi srdeční fibrilace. Čím déle proud protéká lidským tělem, tím závažnější jsou jeho výsledky a tím větší je pravděpodobnost smrti.

Dráha proudu má velký význam pro výsledek léze. Poškození bude závažnější, pokud jsou v cestě proudu srdce, hrudník, mozek a mícha.

Dráha proudu má také ten význam, že pro různé případy dotyku se bude lišit hodnota odporu lidského těla a následně i hodnota proudu, který jím protéká.

Nejnebezpečnější cesty pro průchod proudu člověkem jsou: „paže – nohy“, „ruce – paže“. Cesta proudu z nohy do nohy je považována za méně nebezpečnou.

Statistiky ukazují, že k největšímu počtu nehod dochází v důsledku náhodného dotyku nebo přiblížení k holé, nechráněné části elektrických instalací, které jsou pod napětím. Pro ochranu před úrazem elektrickým proudem jsou holé vodiče, přípojnice a další živé části umístěny buď na nepřístupných místech, nebo jsou chráněny ploty. V některých případech se k ochraně před dotykem používají kryty, krabice atd.

K úrazu elektrickým proudem může dojít, když se dotknete částí elektrické instalace, které nevedou proud a které se při porušení izolace pod napětím stanou. V tomto případě se potenciál bezproudové části rovná potenciálu bodu v elektrickém obvodu, ve kterém došlo k poruše izolace.

Nebezpečí úrazu se zvyšuje tím, že dotýkání se částí pod proudem za provozních podmínek je normální provozní operace, takže zranění je vždy neočekávané.

Vliv na úroveň elektrické bezpečnosti neutrálního režimu třífázových elektrických sítí

Bod, kde jsou připojeny konce fází zdroje energie (generátoru nebo transformátoru), se nazývá neutrál (bod 0).

1. uzemněný neutrál,
2. izolovaný neutrální,
3. kompenzovaný neutrál.

Uzemněný neutrální

Proud jednofázového zkratu v síti s uzemněným neutrálem je poměrně velký a je doprovázen výskytem oblouku, což znemožňuje použití takových sítí v uhelných dolech a prostorech s nebezpečím výbuchu a požáru. Sítě s uzemněným neutrálem lze proto použít v oblastech, které nejsou nebezpečné z hlediska výbuchu a požáru. Ochrana proti zkratu je zajištěna pojistkovými vložkami nebo nadproudovými ochrannými relé, což snižuje provozní náklady. Napětí poškozené fáze při jednofázové poruše klesne na 0, napětí nepoškozených fází se mírně mění, takže nejsou zvýšené požadavky na izolaci.

V průmyslových podnicích se používá nejběžnější systém 220/380 V s uzemněným neutrálem. Pokud se dotknete fázového vodiče, proud bude protékat lidským tělem.
což je velmi nebezpečné.

Dotýkat se lidského těla fázového vodiče v síti s uzemněným neutrálem je vždy nebezpečné.

Izolovaný Neutrální

Při jednofázovém zemním spojení v síti s izolovaným neutrálem je zkratový proud určen izolačním odporem, který je zase určen aktivní a kapacitní reaktancí. Pokud je izolace v dobrém stavu a kabely jsou krátké (kapacita kabelu je malá), izolační odpor je poměrně vysoký, jednofázový proud je malý – při absenci obloukového výboje může dojít k jiskření, což umožňuje používat takové sítě ve výbušných a požárně nebezpečných prostorech.

Dotyk fázového vodiče v síti s izolovaným neutrálem může být bezpečný, pokud je izolace v dobrém stavu, protože proud procházející lidským tělem je určen izolačním odporem.

Proud z jedné z fází prochází lidským tělem, přes izolační odpor do dalších fází. V síti 220/380 V s izolačním odporem 60 kOhm je proud procházející osobou:

která je bezpečná.

S velkou délkou kabelových vedení se zvyšuje celková kapacita sítě, snižuje se izolační odpor a lidský dotyk s fázovým vodičem se může stát nebezpečným. Navíc v případě porušení izolace jedné z fází a dotyku druhé fáze je lidské tělo ovlivněno lineárním napětím a v proudovém obvodu není žádný izolační odpor, což je mnohem nebezpečnější. Proto je při poruše jedné z fází nebo nebezpečném poklesu odporu nutné průběžné sledování izolace a okamžité odstavení části sítě.

Kompenzovaný neutrální

Neutrální bod je spojen se zemí přes indukční reaktanci XL, která se přibližně rovná kapacitní reaktanci izolace Xc, což vede k vytvoření „elektrické zástrčky“, ve které je kapacitní vodivost porovnávána s indukční vodivostí.

Protože jsou zapojeny paralelně, celková vodivost je přibližně 0, což odpovídá nekonečně vysokému odporu. Množství proudu protékajícího lidským tělem, když se dotkne fázového vodiče v síti s kompenzovaným neutrálem, je výrazně sníženo.

Дополнительно по теме

• Ochranná opatření při dotyku neživých částí
• První pomoc při zasažení osoby elektrickým proudem