Термічна – зобумовлена перетворенням в провіднику енергії руху електричних зарядів (носіїв електричного струму) в теплову енергію ( Дж)

Q = I ² R t;

Механічна – це як наслідок термічної дії. При великій силі електричного струму може виникнути розшарування та плавлення провідника. (Плавкі електричні запобіжники).

Електрохімічна – при протіканні струму в рідинах (електроліті) або в газі, його носії (електрони та іони) зіткнувшись з молекулами цієї рідини іонізують їх, тоб-то вибивають з них електрони, та змінюють їх фізико-хімічний склад.

Тіло людини також відноситься до провідників електричного струму. Але електропровідність біологічної тканини своєрідно відрізняється від провідності металів, електролітів, та газів. Це зумовлено не тільки фізичними властивостями живої тканини, але й дуже складними біохімічними та біофізичними процесами, що відбуваються у біологічній субстанції.

Так, тіло людини містить значну кількість вологи (до 65 % маси), тому живу тканину можна розглядати як електроліт з його іонною провідністю. Але вмісті з тим організм людини можна віднести і до біополімерів, що мають надзвичайно складний характер провідності. І при певному спрощенні провідність тіла людини можна прирівняти до провідності напівпровідників. Таким чином, тіло людини має складну провідність, і електричний струм оказує на нього як термічну, електрохімічну і механічну дії, так і специфічну біологічну дію.

Дія електричного струму на людину

Біологічна дія струму проявляється в подразненні живої тканини людини, а також в порушенні внутрішніх її біоелектричних процесів Цей процес супроводжується невимушеним (судомним) скороченням м‘язів, що приводить до порушення або до повної зупинки кровообігу та дихання людини.

Термічне (теплова) дія електричного струму зумовлює опіки окремих ділянок тіла людини, а також нагрівання кровоносних судин та інших її важливих органів, що приводить до значних функціональних їх розладів. При цьому, опіки у людини можуть бути як зовнішні, так і внутрішні.

Електрохімічна (електролітична) дія струму спричиняє розлад органічних рідин та крові, що змінює їх фізико-хімічний склад.

Механічна дія струму виникає в наслідок електродинамічного ефекту, який призводить до розшарування і розриву м‘язів та стінок кровоносних судин. А термічний ефект струму, призводить до миттєвого і вибухоподібного утворення пари під шкірою людини.

При попаданні людини під напругу, у неї одночасно присутні всі види дії електричного струму (біологічна, термічна, електрохімічна та механічна) Сукупність цих дій призводять до виникнення у людини електричних травм, які можуть бути місцеві, або загальні (електричні удари):

А) Місцеві електричні травми – це часткове ушкодження тканин тіла людини, та її кісток. До них відносяться:

ü Електричні опіки – це виділення тепла під час проходження електричного струму, або в наслідок електричної дуги;

ü Електричні знаки (мітки) – це чітко окреслені плями сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри людини, що потрапила під дію струму;

ü Металізація шкіри – це проникнення у верхні шари шкіри дрібних частинок металу, який розтопився під впливом електричної дуги. При цьому, уражаються відкриті частини тіла (обличчя та руки), так як дрібні частинки металу не здатні проникнути через одяг;

ü Механічні ушкодження – це наслідок різких рефлекторних судомних скорочень м‘язів під впливом струму, що проходить тілом людини. В результаті цього можуть бути розриви кровоносних судин, лімфатичних зв‘язок, та шкірного покрову тіла, а також вивихи суглобів, та переломи кісток.

ü Електрофтальмія – це запалення зовнішньої рогівки очей та коньюктива їх слизової оболонки, внаслідок впливу потужного потоку ультрафіолетового випромінювання електричної дуги.

Б) Загальні електричні удари – це ураження всього організму людини шляхом порушення нормальної діяльності її життєво важливих органів і систем.

Електричні удари можуть бути п’яти ступенів:

I. Судомне, ледве відчутне скорочення м‘язів;

II. Судомне скорочення м‘язів, що супроводжується сильними болями, але без втрати свідомості;

III. Судомне скорочення м‘язів з втратою свідомості, але із збереженням дихання і роботи серця;

IV. Втрата свідомості і порушення серцевої діяльності та дихання;

V. Клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Електричний удар, навіть якщо він не закінчився смертю, може призвести до значного розладу організму, який виявляється одразу ж після удару, або через декілька годин, днів, і навіть місяців.

Так, внаслідок електричного удару можуть виникнути або загостритися серцево-судинні захворювання (аритмія серця, стенокардія, підвищення або пониження артеріального тиску) а також нервові захворювання (невроз), ендокринні порушення, тощо.

За своєю дією на організм людини, електричний струм підрозділяється:

a) Відчутний струм – це коли людина лише відчуває його дію:

· Перемінний 1мА, 50Гц (Свербіння і легке поколювання).

· Постійний, силою близько 6 мА (Відчуття нагріву шкіри).

b) Невідпускаючий струм – викликає у людини судомні скорочення м‘язів, що не дають їй можливості розняти стиснуту руку, та відпустити джерело електричного струму:

· Струм 3-5мА (50 Гц) відчувається всією кистю руки;

· При струмі 8-10 мА (50 Гц) біль різко посилюється, і охоплює всю руку;

· При струмі близько 15 мА (50 Гц) біль стає нестерпимою, а судоми так зводять руку, що людина не в змозі розняти стиснені пальці.

c) Фібріляційний струм – це перемінний струм в 50 мА і більше, що проходить шляхом “ рука-рука ”, чи “ рука-ноги ”. Він поширює свою подразнюючу дію на м‘язи серця, що через 1-3 с. може привести до його зупинки.

d) Струм більше 5А, як перемінний так і постійний, викликають миттєву зупинку серця, минаючи стадію фібриляції.

Чинники ураження людини електричним струмом

Головним фактором електричного ураження людини – є величина струму, яка згідно формули закону Ома прямо пропорційна величині напруги дотику, та обернено пропорційна величині електричного опору тіла.

I = U/R

Тобто, чим більша напруга дотику до людини, тим більший і струм протікає по її тілу, а чим більший у людини електричний опір тіла, тим менший струм вона пропускає через себе.

Тому, основними чинниками ураження людини електричним струмом є: напруга дотику, та електричний опір тіла людини.

Напруга дотику – це різність електричних потенціалів між двома точками тіла людини, якими вона одночасно доторкується до джерела електричного струму. Наприклад:

ü Дотик руками до фази, а ногами до землі. (Напруга дотику утворює електричне коло “рука-ноги”).

ü Одночасний дотик руками до двух різних фаз. (Напруга дотику по колу “рука-рука”)

ü Заступання людиною при ходьбі на обірваний провід повітряної лінії електропередачі. (Напруга дотику по колу “нога-нога”)

Електричний опір тіла людини в нормальних умовах при напрузі дотику 15-20 В, складає 3-100 кОм. Але величина електричного опіру тіла людини не постійна, і залежить від наступних факторів:

Ø Стан шкіри – ушкодження рогового покрову шкіри, її забруднення, або зволоження потом, чи іншими рідинами;

Ø Місця прикладання напруги дотику – так як тіло людини характеризується:

- різною товщиною рогового покрову шкіри;

- нерівномірністю розподілу потових залоз;

- різним ступенем наповненості судин шкіри кров‘ю.

Ø Час протікання струму – так як з плином часу струм нагріває шкіру, від чого розширюються кровоносні судини, та підвищується у людини потовиділення, що зменшує опір шкіри в цих місцях.

Ø Величина напруги дотику – так як шкіра людини має великий питомий опір, що прирівнює її до діелектриків. Але з підвищенням напруги до 50 – 200 В, відбувається пробій ізоляційних властивостей шкіри, що зменшує опір тіла людини

Заходи електробезпеки

Захисні заходи захисту від ураження електричним струмом повинні виконуватися з урахуванням допустимих для людини значень струму при заданій тривалості та шляху його проходження тілом людини при відповідних напругах дотику.

В даний час діє ГОСТ 12.1.000-82 “ССБТ. Електробезпека. Гранично допустимі рівні напруг дотику і струмів”, який розповсюджується на промислове і побутове електроустаткування. Цей ГОСТ визначає:

А) Первинні критерії електробезпеки – це граничні значення електричного струму, що відповідають певним реакціям людини, і необхідні для розрахунків захисних заходів та засобів в електроустаткуванні. До них відносяться найбільші допустимі напруги дотику (U_д) і струмів (I_h)

Вид і частота струму	Найбільш допустимі значення
Uд, (В)	Ih ,(мА)
Змінний, 50 Гц		0,3
Змінний, 50 Гц		0,4
Постійний		1,0

Б) Класифікація приміщень за загальною електробезпекою:

ü Сухі – з відносною вологістю повітря не більше 60%;

ü Вологі – з відносною вологістю повітря не більше 75%;

ü Сирі – з відносною вологістю повітря близькою до 100% (стеля, стіни, підлога приміщення, вкриті вологою);

ü Гарячі – де температура перевищує +35⁰С (котельні, сушилки, опалювальні печі, тощо);

ü Запилені – де пилюка може осідати у великій кількості на проводах, та проникати в середину машин і апаратів;

ü З хімічно активним або органічним середовищем – де діють агресивні пари, гази, рідини, які відкладають на електричній ізоляції плісняву, що руйнує її.

В) Класифікація приміщень за електробезпекою ураження людей:

Ø Електробезпечні приміщення – де відсутня небезпека ураження людей електричним струмом;

Ø Приміщення з підвищеною небезпекою – у яких:

- підвищена вологість;

- струмопровідна підлога (металева або земельна);

- висока температура;

- можливість одночасного дотику людини до струмоведучих та заземлених деталей.

Ø Особливо небезпечні приміщення – у яких:

- особлива сирість;

- хімічно активне або органічне середовище;

- одночасна наявність двох або більше умов підвищеної небезпеки (лазні, металеві гаражі, парники, приміщення для худоби, тощо).

Г) Захисні заходи в електроустаткуванні

¨ Використання відповідної ізоляції:

¨ Огородження струмоведучих частин аба дотримка від них відповідних віддалей;

¨ Використання відповідних блокувань електро - небезпечних апаратів;

¨ Застосування швидкодіючих вимикачів або запобіжників на електроустаткуванні;

¨ Заземлення або занулення корпусів електроустаткування;

¨ Вирівнювання електричних потенціалів;

¨ Використання розділяючих трансформаторів;

¨ Використання попереджувальної сигналізації, надписів, плакатів;