Text
                    В. Е. МАНОЙЛОВ
ОСНОВЫ
ЭЛЕКТРО*
БЕЗОПАСНОСТИ
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
«ЭНЕРГИЯ»
ЛЕНИНГРАД 1976

6П2 М 23 УДК 628.518:616.001.2 Рецензент Б. А. Константинов Манойлов В. Е. М23 Основы электробезопасности. Изд. 3-е, перераб. и доп. Л., сЭнергня», 1976. 344 с. с ил. В книге рассмотрены основы электробезопасности на базе современных пред- ставлений о критерии опасности электрического тока. Приведены статистические данные об электротравматизме в нашей стране и за рубежом. Освещены принци- пиальные положения проектирования, монтажа я эксплуатации заземляющих устройств напряжением ниже н выше 1000 В. Опубликованы данные о защите от действия электрических полей и об электротравматизме животных. Настоящее из- дание дополнено новыми данными и примерами в области электротравматизма. Второе издание-вышло в 1971 г. Книга предназначена для ниженеров-электриков, студентов электротехниче- ских и энергетических институтов н факультетов, работников охраны труда про- мышленных предприятий, технических инспекторов, а в известной степени и для врачей-травматологов. 30301-127 ” 051(01)-76 62-76 6П2 © Издательство «Энергия», 1976
Светлой памяти профессора Е. О. Манойлова, определившего направление исследований автора в области электробезопасности, посвящается эта книга ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ После выхода в свет предыдущего издания книги прошло пять лет. Развитие народного хозяйства СССР продолжает ха- рактеризоваться нарастающими темпами электрификации стра- ны. И хотя ежегодный прирост выработки электроэнергии по-прежнему остается на уровне 7—8%, весомость каждого из этих процентов, определяемая миллиардами киловатт-часов электроэнергии, быстро возрастает. Промышленность, строитель- ство, сельское и коммунальное хозяйство, научно-исследователь- ские учреждения, зрелищные предприятия, быт интенсивно снасыщаются» электричеством. Все энергичнее внедряется электричество в медицину, при- чем не только в практическую, но и в теоретическую. Так, в де- вятой пятилетке выпуск электромедицинских приборов возрос в 1,6 раза. В дальнейшем намечается еще большее его увели- чение. Эксплуатация этих приборов характерна тем, что тело человека становится звеном электрической цепи. В этих усло- виях широкого применения электрических приборов в медицине обеспечение электробезопасности человека представляет собой самостоятельную проблему, решению которой поможет материал данной книги. Отрадно отметить, что процесс нарастающей электрификации в общем протекает вполне благополучно: число предприятий и даже целых отраслей промышленности, в которых на протяже- нии ряда лет не наблюдается смертей от электричества, увели- чилось; улучшились и относительные коэффициенты, характе- ризующие электротравматизм. Однако число электротравм в стране все еще остается значительным. Это побудило автора при переработке книги для 3-го издания особое внимание уде- лить анализу современных данных об электротравматизме в от- дельных отраслях народного хозяйства страны. Это же было причиной включения в предлагаемую читателю книгу новой (13-й) главы, посвященной электротравматизму животных. Осуществление рекомендаций, содержащихся в этой главе, по- зволит снизить число поражений электричеством не только жи- вотных, но и людей. 1* з
В последние годы широкое развитие получили линии элек- тропередачи сверхвысоких напряжений. Создаваемые этими ли- ниями электрические и электромагнитные поля могут оказывать вредное воздействие на людей, если не разработать и не внед- рить в жизнь эффективные защитные мероприятия. Эта проб- лема для линий электропередачи 500 кВ и выше нова. Вот по- чему в книге появилась особая глава (11-я), посвященная защите людей от воздействия полей высокой напряженности. Настоящее издание книги отличается от предыдущих и тем, что в нем впервые сформулирована и в достаточной степени аргументирована новая гипотеза о механизме поражения людей электрическим током (§ 5-7). Благодаря этой гипотезе появи- лась возможность, на наш взгляд, удовлетворительно объяснить тяжелые исходы электротравм при малых напряжениях, прежде остававшиеся загадочными. Мнения читателей по этому вопросу особенно интересуют автора. Переработке подвергся и весь остальной материал книги. При этом был учтен ряд замечаний, содержащихся в многочис- ленных письмах, полученных автором от читателей предыдущих изданий книги. Новые замечания читателей будут восприняты автором с тем же вниманием и с большой благодарностью. Автор искренне признателен В. М. Вайцу за помощь в подго- товке рукописи нового издания книги. Замечания и пожелания по книге просьба посылать по ад- ресу: 192041, Ленинград, Д-41, Марсово поле, д. 1, Ленинград- ское отделение издательства сЭнергия». Автор ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Состоявшаяся в июле 1970 г. сессия Верховного Совета СССР обсудила и приняла <Основы законодательства о труде». Право на здоровые и безопасные условия труда предусматривается в числе основных трудовых прав рабочих и служащих. Правила и нормы по охране труда приобретают силу закона. Они распро- страняются иа проектирование производственных зданий и со- оружений, проектирование технологических процессов производ- ства, строительство и эксплуатацию. Вот почему огромное зна- чение получает разработка научных основ, предопределяющих содержание требований правил и норм, их совершенствование в соответствии с развитием технического прогресса и опытом эксплуатации во всех отраслях народного хозяйства. Внедрение научно обоснованных правил и требований по охране труда при- водит к повышению безопасности обслуживания оборудования и в то же время к снижению общей аварийности его, к повыше- нию надежности машин и механизмов и к увеличению их рабо- чего ресурса. Следовательно, правила являются одним из важ- 4
нейших средств роста производительности труда на предприя- тиях при одновременной оптимизации условий труда. К электротехническим сооружениям и электротехническому оборудованию это относится в первую очередь. Начатая по ини- циативе В. И. Ленина электрификация страны интенсивно раз- вивается. Советские энергетики из года в год осваивают огром- ные энергетические мощности, вводят в эксплуатацию до сотни миллионов единиц электрооборудования в год, сотни тысяч кило- метров линий электропередачи. Ясно, что реализация задач, связанных с электрификацией страны, должна сопровождаться упорной работой по предупреждению и полному изжитию трав- матизма (имеется в виду электротравматизм). Этой теме была посвящена монография автора <Проблемы электробезопасности» (М.—Л., Госэнергоиздат, 1961). В преди- словии к ней, отвечая на вопрос: <Чем объяснить, что электро- травматизм до сих пор не изжит?», автор писал: <Одна из при- чин этого — в несовершенстве исходных положений о критерии опасности электрического тока». Отсюда противоречивость взглядов на характер защитных мероприятий. К тому же изу- чение электротравм производится при недостаточном контакте между врачами и инженерами, отчего материалы расследования несчастных случаев далеко не полностью используются при раз- работке защитных мероприятий. Многие спорные вопросы элек- тротравматизма можно было бы успешно решить на базе комп- лексных исследований с одновременным участием инженеров и врачей. Однако такие исследования проводятся крайне ограни- ченно. Имеющиеся в мировой литературе монографии освещают в зависимости от специальности автора или медицинскую, или техническую сторону электробезопасности. Автор настоящей книги — инженер. Это и предопределило методику подхода к изучаемому вопросу. Столкнувшись с тем, что в ряде случаев существующими представлениями об опас- ных параметрах электрического тока невозможно объяснить исход поражения, автор счел необходимым, накопив обширный материал по электротравматизму, высказать свою точку зрения па критерий опасности электрического тока и сделать ряд реко- мендаций, обеспечивающих более надежную и уверенную экс- плуатацию электрооборудования и в то же время не требующих больших дополнительных капиталовложений. Приведенный в книге материал позволяет, по мнению автора, оценить про- блему электробезопасности в целом. Научное редактирование сПроблем электробезопасности» выполнил член-корреспондент Академии наук Киргизской ССР, доктор медицинских наук, профессор Г. Л. Френкель. В своем предисловии к книге редактор писал: <Факт редактирования врачом книги, написанной инженером, требует по- яснения. Это пояснение должно заключаться в обосновании такого, иа пер- вый взгляд, парадоксального сотрудничества. А между тем оно совершенно 5
правомерно, ибо электротравма — это столь же техническая, сколь н медицин- ская проблема. Академик К. М. Быков считал, что вопросы электропатологни н электротравматизма вообще не смогут найтн своего компетентного разре- шения, если будут разрабатываться только инженерами или только врачами. В первом случае медицинская сторона этих вопросов будет изложена по- дилетантски (пример — книга инж. О. Лебля), во втором — по-дилетантскн будет изложена техническая сторона проблемы (пример — монография врача Н. А. Вигдорчика). Книга по электротравме, предназначенная в равной мере н для врачей, н для инженеров, должна быть плодом коллективного труда врача н инже- нера, выступающих в данном случае в роли полноправных соавторов. Но книга на эту тему может быть рассчитана преимущественно и на работников одной нз этих специальностей — врачей нли инженеров. В таком случае она может принадлежать и одному автору — представителю соответствующей специальности. Однако редактировать такую книгу должен, на наш взгляд, непременно представитель другой специальности. Настоящая книга и являет собой пример именно такого рабочего сотрудничества инженера и врача. В данном случае этот «симбиоз» укрепляется тем обстоятельством, что автор не только излагает по ходу дела те или иные физиологические и био- физические положения, но и строит на их основе свою гипотезу о механизмах, поражающего действия электрического тока — гипотезу об опасности, кото- рую при определенных условиях воздействия представляют собой токи весьма малой величины. Нужно отметить, что некоторые положения автора в этом отношении еще не получили своего исчерпывающего объяснения. Но это не может слу- жить основанием к тому, чтобы считать их беспочвенными, ибо они базиру- ются на большом опыте автора по расследованию несчастных случаев от электричества. К тому же положения, выдвинутые автором, находят за по- следнее время свое подтверждение и в литературных сообщениях. Так нли иначе, но опубликование взглядов автора, в значительной мере расходящихся с установившимися положениями, безусловно, целесообразно, нбо ничто не может быть правильно решено без ^коллективного обсуждения, а такое об- суждение лучше всего может быть обеспечено широким кругом читателей». В результате дальнейшего изучения проблем электробезопас- ности автором были получены новые данные, позволившие обосновать пересмотр некоторых установившихся представлений. Все это и явилось побудительной причиной для переработки «Проблем электробезопасности» в новую монографию «Основы электробезопасности». Она была выпущена в свет Ленинград- ским отделением издательства «Энергия» в 1966 г. При подготовке настоящего издания «Основ электробезопас- ности» автором учтены критические замечания читателей. В книгу включены разделы о защитном отключении и о защите людей, работающих в высоковольтном поле; расширены сведе- ния о средствах личной защиты и т. д. Автор выражает глубокую признательность профессору Б. А. Константинову, доцентам М. С. Глазенапу и А. П. Щег- лову за ряд ценных замечаний, сделанных ими по прочтении отдельных разделов рукописи, а также благодарность Л. А. Ду- бинскому, при участии которого написана глава десятая. Весьма важные указания редактора «Проблем электробезопасности» Г. Л. Френкеля учтены автором и в настоящем издании. Все примечания Г. Л. Френкеля, сделанные к первому изданию «Основ», приведены здесь с прежней пометкой (Ред.).
ГЛАВА ПЕРВАЯ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ БОРЬБЫ С ТРАВМАТИЗМОМ 1-1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ Значение терминологической ясности. По мере развития той или иной науки устанавливаются и формулируются ее основные понятия и определения. Чем раньше это происходит, тем успеш- нее данная наука развивается. Особенно важны четкие опреде- ления для новых научных направлений, возникающих на стыке различных областей знаний. Вот почему книгу, анализирующую проблемы электробезопасности с позиций как техники, так и ме- дицины, целесообразно начать с попытки вложить в травматоло- гические термины такое содержание, которое в равной мере удовлетворяло бы и инженера и врача. В последние годы возрос интерес к травматологическим тер- минам и со стороны юристов. Это надо поставить в связь с при- нятием в 1970 г. Верховным Советом СССР <Основ законода- тельства о труде», глава XIV которых посвящена надзору и контролю за соблюдением законодательства о труде. Заметно повысилась уголовная и гражданская ответственность админи- стративно-технического персонала за непринятие должных мер или за невыполнение требований правил эксплуатации обору- дования, в результате чего подчиненное лицо получило травму или оказалось в условиях, при которых последняя могла воз- никнуть. В связи с этим терминологическая ясность, способная облегчить оценку юридической ответственности лиц, виновных в создании травматологической ситуации, стала необходимой. Нельзя сказать, чтобы в литературе, в том числе и в совет- ской, не рассматривались вопросы травматологической терми- нологии. Термины несчастный случай, травма, трав- матизм, травматология неоднократно подвергались об- суждению и получали свои объяснения. Кое-кто даже склонен считать эти объяснения установившимися, исчерпывающими. Между тем ознакомление с литературой по травматизму пока- зывает, что авторы некоторых монографий н журнальных ста- 7
Тей, особенно из числа инженеров, не пользуются этими Терми- нами или же пользуются ими весьма произвольно. Такое произвольное понимание терминов широко распространено, в частности, в официальных отчетах о несчастных случаях. Сказанное можно было бы, конечно, объяснить тем, что иные из лиц, пишущих о травмах, незнакомы с терминологической литературой по травматизму. Можно было бы сослаться и на скудность этой литературы, а также на разбросанность боль- шинства литературных источников по труднодоступным журна- лам. Но имеется и другая, значительно более важная причина неудовлетворительного положения с определением и использо- ванием основных терминов по травматизму. Она заключается в том, что эти термины возникли как отражение опыта борьбы с уже нанесенными травмами. Пострадавших надо было прежде всего спасать от смерти, лечить. Естественно, что авторами тер- минов, отражавших опыт такого лечения, были врачи, вклады- вавшие в них свои знания, свою медицинскую точку зрения. Но теперь, когда с ростом числа повреждающих факторов вырос и травматизм, стало ясно, что борьба с ним не может исчерпываться одним лишь лечением. Травматизм — социальное явление и в качестве такового является предметом изучения не одной лишь медицины. Предупреждение и ликвидация травма- тизма решаются в основном организационно-техническими меро- приятиями. Обеспечение надежности и долговечности оборудова- ния, правильная организация его эксплуатации, обучение прие- мам безопасного обращения с механизмами — вот средства, которые позволяют успешно бороться с травмами. Ясно, что в су- ществующую терминологию необходимо вложить более широкий круг понятий и определений, отражающих, помимо медицинской, еще и техническую сторону проблемы. Односторонность распространенного в настоящее время по- нимания основных терминов по травматизму, нечеткость некото- рых из них ие остаются без последствий, приводят, в частности, к тому, что, с одной стороны, многие очаги травм в полной мере не вскрываются, а с другой стороны, большие средства затрачи- ваются на защитные мероприятия, не обоснованные истинной потребностью и не подтвержденные соответствующими статисти- ческими данными. Основные термины. Обсуждение терминов по травматизму начнем с ссылки на весьма интересную дискуссию, проведенную журналом сОртопедня, травматология и протезирование» в 1957—1960 гг. [37]. Я. И. Тарнопольскнй, по статье которого возникла дискуссия, и ряд ее участников указывали на то, что под травмой следует понимать результат действия, а не само действие. Отсюда понятие <травма» формулируется как снару- шение анатомических соотношений и функций тканн или органа с местной или общей реакцией организма, вызванной чрезмер- ным действием факторов внешней среды на человека». 8
Против этого определения возражений как будто не имеется, но выдвинутая в ходе дискуссии классификация травм на произ- водственные и непроизводственные, а последних на а) причинен- ные транспортом, б) возникшие при пешеходном движении (кроме причиненных транспортом), в) спортивные и г) бытовые вызывает сомнение. Так, первые три подгруппы непроизводст- венной группы травм объединяют механические повреждения тела человека, в то время как к последней наряду с теми же ме- ханическими повреждениями относятся и ожоги, и поражения током. Кроме того, не ясно, какие травмы следует считать бы- товыми. Классификация, утвержденная Министерством здравоохране- ния СССР, делит производственные травмы на а) механические, б) ожоги (термические, химические, электрические), в) отморо- жения, г) тепловые удары, д) прочие производственные. И эта классификация не свободна от существенных недостатков. В ней не предусмотрены лучевые ожоги, а электрические травмы отне- сены к группе ожоговых, тогда как подавляющее большинство травм, вызванных электрическим током, вовсе не сопровожда- ется ожогами. Не выделены в отдельную группу акустические и оптические травмы. Между тем они нуждаются в особых, только им присущих методах расследования и в специфических защитных мероприятиях. В принятых классификациях, в том числе и в международной, производственные травмы подразделяются на промышленные и сельскохозяйственные. Нам представляется, что в современных условиях, когда механизация и электрификация сельского хо- зяйства уже придали многим службам колхозов и совхозов (мастерские, фермы и т. д.) черты фабрично-заводских це- хов, это подразделение в значительной мере утратило свой смысл. Намного более правильным было бы поэтому при рассмотре- нии травматизма дифференцировать его по различным строго очерченным отраслям народного хозяйства. Следует говорить, например, о травматизме на строительстве, при разработке недр, в тяжелой промышленности, в легкой промышленности, в химии, в энергетике, на транспорте, в связи, в сельском хозяйстве, в лесной промышленности, на коммунальных предприятиях, в спорте, и, наконец, в быту. При таком подходе в основу клас- сификации травм будет положено место их возникновения. Вну- три каждой группы можно и нужно различать механические травмы, ожоги, поражения электрическим током, отравления, лучевые и другие повреждения. Сказанное может служить, на наш взгляд, основой для вы- работки исчерпывающей н вместе с тем четкой международной классификации травм. Необходимость в такой классификации весьма велика. К сожалению, приходится констатировать, что за десять лет, прошедших после первого издания этой книги, 9
содержавшего аналогичные рекомендации, ничего существенного для разработки и принятия всеобщей классификации травм ни у нас в стране, ни за рубежом не сделано. Перейдем к термину травматизм. Определение его сде- лано в разное время И. Г. Руфановым, Г. Я. Эпштейном и В В. Гориневской [25], успешно продолжавшей исследования своего отца В. В. Гориневского, одного из основоположников отечественной травматологии. Наиболее полно, с учетом пред- ложений названных авторов определение травматизма приведено в 43-м томе 2-го издания БСЭ: «Травматизм— травматические повреждения (травмы), повторяющиеся у некоторых контин- гентов населения в аналогичной трудовой, бытовой, спортивной или военной обстановке». Взамен этого определения выдвинуто другое. В формулировке С. Я. Фрейдлина [106] оно гласит: «Понятие «травматизм» озна- чает совокупность травм, возникших вновь за ограниченное время у определенной группы населения». Как нетрудно убедиться, эти определения существенно отли- чаются друг от друга. Достоинством первого из них является, на наш взгляд, то, что оно включает в себя такие понятия, как сповторение» и саналогичная обстановка». Тем самым подчер- кивается, что травматизм не есть простой ряд каких-то единич- ных, разрозненных, не зависящих друг от друга происшествий, а представляет собой сумму событий, до известной степени свя- занных между собой общностью условий и причин возникно- вения. Во втором, более новом, определении это весьма важное ука- зание, к сожалению, полностью отсутствует. Конечно, и первое определение отнюдь не безупречно. Так, выражение травматические повреждения кажется нам неудачным. Выше говорилось, что под травмой надо пони- мать не действие, а его результат, т. е. нанесенное повреждение. Поэтому критикуемое выражение тавтологично, оно дважды включает в себя понятие сповреждение». В первом определении нет, далее, и намека на то, что показатель травматизма приуро- чивается к определенному периоду (обычно к году). Нет в этом определении, как, впрочем, и во втором, четкого указания на то, что показатель травматизма дается в расчете на определенное число людей. Отсутствует в обоих определениях и упоминание о транспортных травмах. Как видим, ни одно из приведенных определений не свободно от недостатков. Мы предпочли бы сказать, что травматизм — совокупность травм, повторяющихся у тех или иных континген- тов населения в аналогичной трудовой, коммунально-бытовой, транспортной, спортивной или военной обстановке; он выража- ется числом таких травм, пришедшихся за определенное время (обычно за год) на 10000 или 100000 жителей или на 1000 ра- ботающих. 10
Эта формулировка позволяет обосновать и Другие весьма важные травматологические термины, широко используемые нами в ходе дальнейшего изложения. Под термином несчастный случай надо понимать про- исшествие, вызвавшее травму человека в результате совпадения по месту и во времени ряда аварийных положений, и необычных (нетипичных) обстоятельств. Л. Л. Роднянский, С. Н. Сторо- женко и другие участники дискуссии, о которой ранее упомина- лось, поставили под сомнение закономерность этого термина, считая, что понятие случайности, входящее в это определение, исключает планомерную борьбу с травмами. Но это соображе- ние не имеет под собой достаточного основания, ибо случайность, являющаяся, как известно, одной из форм проявления необхо- димости, находится с ней в непрерывном единстве. Следова- тельно, термин «несчастный случай» не должен сам по себе рас- холаживать лиц, призванных бороться с травматизмом, мешать тому, чтобы при каждом несчастном случае они искали (и нахо- дили!) причину его возникновения. Больше того, отнесение ряда травм к категории несчастных случаев выделяет их из всей массы травм и благодаря этому способствует их успешному предупреждению. Отказ же прово- дить грань между несчастными случаями и собственно трав- мами, образующими травматизм как совокупность травм, повто- ряющихся в аналогичных условиях, по существу, препятствует выявлению истинных причин потери трудоспособности рабочими в процессе их трудовой деятельности. Вот почему термин «нес- частный случай» должен найти широкое признание. Оговоримся, что этот термин имеет еще и другое, юридическое значение. В этом смысле к несчастным случаям относится любая потеря трудоспособности, вызванная травмой. Должен быть узаконен и термин очаг травм. С медицин- ской точки зрения этот термин, возможно, небезупречен, по- скольку врачи (в частности, врачи-эпидемиологи) говорят об очаге лишь при контагиозных, т. е. заразных, заболеваниях. Но выше мы говорили о необходимости выработки травматоло- гических терминов, отражающих не только медицинскую, но и техническую сторону проблемы, а данный термин как раз и мо- жет служить примером такой необходимости. Под «очагом травм» следует понимать место (например, цех или участок на предприятии, иногда то Или иное помещение, производственную территорию и т. д.), где имеется совокупность причин, обусловливающих или могущих обусловить появление повторяющихся травм. Разумеется, наличие очагов травм на наших предприятиях — явление нетерпимое, самой своей .сущ- ностью противоречащее характеру социалистической системы производства. И мы рады отметить, что в настоящее время на огромном большинстве советских предприятий травматизм в указанном понимании этого слова либо вовсе отсутствует, либо 11
Имеет резко выраженный локальный характер, затрагивая лишь временные и подсобные работы. Тем не менее игнорировать, замалчивать на этом основании еще встречающиеся у нас очаги травм было бы в корне неправильно. Уже одно упоминание в отчетной документации, что на данном заводе, на данной фаб- рике или в дайной отрасли промышленности еще имеется очаг травм, приносит определенную пользу, так как привлекает вни- мание вышестоящих инстанций, способствует мобилизации кол- лектива на борьбу с травматизмом. Больше всего противоречий встречается в литературе при оценке и определении причин травм, в то время как пра- вильное понимание причин травм является обязательным усло- вием выявления их очагов. Совершенно очевидно, что всякая травма всегда бывает вызвана какой-то причиной, которую не- обходимо как можно скорее и полнее установить, чтобы найти эффективные средства ее предотвращения. На наш взгляд, следует различать травмы, вызванные: а) неудовлетворительным состоянием материально-технической части, т. е. предметов, непосредственно воздействовавших на организм человека; б) неблагоприятными условиями среды, окружающей человека и обусловившей травмирующее действие оборудования или какого-либо иного материального фактора, и, наконец, в) внутренним состоянием пострадавшего, вызвав- шим его ненормальное взаимодействие с оборудованием или с иными материальными факторами окружающей среды. Возможна и более детальная классификация причин травм — по роду оборудования, по виду технологических операций, по уровню квалификации персонала и т. д. Именно такой диффе- ренцированный учет (а затем и анализ) телесных повреждений позволяет своевременно выявлять очаги травм. Важно подчеркнуть, что сколь ни отличны друг от друга наз- ванные выше группы причин травм, все они зачастую бывают взаимосвязанными и действуют не изолированно, а совместно. Правильная группировка травм по причинам их возникнове- ния совершенно необходима для сопоставления уровней травма- тизма по отраслям народного хозяйства, для выявления типич- ных организационно-технических причин травматизма и харак- терных конструктивных дефектов оборудования и недочетов его эксплуатации и, главное, для обоснования мероприятий по борьбе с травматизмом. Эти мероприятия (их называют часто путями снижения травматизма) также подлежат группировке. Подробный анализ травм по причинам их возникновения должен подска- зать, что надо прежде всего делать в тех или иных конкретных ситуациях для предупреждения новых травм: следует ли браться за ликвидацию так называемых материально-технических при- чин травматизма, т. е. за ремонт или переконструирование пред- метов, которые наносят телесные' повреждения, или же перво- 12
очередным является устранение организационных и санитарно- гигиенических причин травматизма, или же, наконец, всего важ- нее обратить внимание на личные свойства работающих (их профессиональная подготовленность, уравновешенность, внима- тельность, дисциплинированность и т. д.). Упомянем еще об одном понятии, нуждающемся в уточне- нии,— о травматологии. Так обычно называют отрасль медицинских знаний, изучающую повреждения живого орга- низма, а именно местные и общие болезненные процессы и со- стояния организма, возникшие под действием механических, тер- мических, химических, электрических и каких-либо других фак- торов, нарушивших целостность органов и тканей и их функции. Все это верно, но заметим, что решающую роль в развитии этой отрасли медицины в ее современном понимании играет все более глубокое изучение обстоятельств и причин травм — правильное определение физических, технических, психологических и соци- альных факторов, их вызвавших. Вот почему на травматологию следует смотреть не как на чисто медицинскую, а как на комп- лексную науку, успешное развитие которой во многом зависит от инженеров, психологов, социологов и других специалистов. От обсуждения общих терминов по травматизму перейдем к определению электротравмы. Под электротравмой* следует понимать нарушение анатомических соотношений и функций тканей и органов, сопро- вождающееся местной и общей реакцией организма и вызванное ненормальным состоянием электро- и радиооборудования или электрических сетей. Следует различать электротравмы: а) связанные с такими нарушениями нормальной работы электрооборудования, при которых через тело человека возни- кает электрическая цепь или же в результате которых человек оказывается в электромагнитном поле большой напряженности; б) связанные с такими нарушениями нормальной работы электрооборудования, при которых не возникает электрической цепи через тело человека, а поражение человека вызывается ожогами, механическими травмами, ослеплениями дугой и т. д.; в) смешанные, при которых на пострадавшего совместно воз- действуют факторы, указанные в обоих предыдущих пунктах. Подобное разделение электротравм при их учете, а также при последующей обработке статистических данных позволяет наиболее эффективно выявлять очаги возможных электротравм. Теперь можно внести ясность и в определение электро- травматизма. Под электротравматизмом следует понимать совокупность электротравм, возникающих и повторяющихся • Данное автором определение электротравмы расходится с предложен- ным в проекте ГОСТ определением электротравмы как травмы, полученной в результате воздействия электрического тока или электрической дуги (искры). 13
в tor или иной период времени в некоторых группах населения в аналогичных трудовых, коммунально-бытовых и спортивных условиях. Эта формулировка соответствует приведенному выше определению травматизма вообще, но отличается от него неох- ватом транспортных и военных условий. Указанное отличие обос- новано тем, что электротравмы на транспорте происходят в ос- новном с персоналом, обслуживающим электрооборудование, и, следовательно, включаются в категорию производственных травм. Можно было бы не включать в общее определение элек- тротравматизма упоминание о спортивных травмах, ибо до на- стоящего времени сколько-нибудь заметного спортивного элек- тротравматизма у нас, к счастью, не зарегистрировано. Однако это слово все же оставлено в определении как напоминание о возможном возникновении спортивных электротравм, что имеет известное основание в связи с широким применением электри- чества в спортивных помещениях и все более частым использо- ванием его для оценки хода спортивной борьбы и для регистра- ции спортивных достижений. О содержании, вкладываемом в понятие «основы электробез- опасности». Проведенное в этом параграфе уточнение терминов позволяет раскрыть содержание настоящей книги. Под «осно- вами электробезопасности» следует понимать изложение сово- купности организационных, технических, медицинских и адми- нистративных мероприятий, вытекающих из современного представления о механизме действия электрического тока на человека, основанных на всестороннем изучении электротравм человека и животного, в частности на исследовании действия электричес- кого тока на животное в эксперименте с максимально возмож- ным физиологическим и техническим моделированием элек- тротравм, на обследовании очагов электротравм, на анализе аварий электрооборудования и направленных на повышение надежности как отдельных ви- дов электрооборудования в процессе их проектирования, изго- товления, монтажа и эксплуатации, так и электрических сетей в целом с целью устранения возможности возникновения не- счастных случаев, вызываемых электрическим током. 1-2. ТРАКТОВКА ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАВМАТИЗМА В КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАНАХ Переход от ручного труда к машинному, ознаменовавший со- бой промышленный переворот конца XVIII—XIX веков, привел к появлению производственного травматизма как социального бедствия. Увеличение числа машин иа заводах и фабриках спо- собствовало усилению капиталистической эксплуатации трудя- щихся и одновременно привело к росту числа увечий, наносив- шихся рабочим. 14
Между ростом производства и ростом травматизма в капи- талистических странах ставится знак равенства. В США еже- годно получают тяжелые увечья на производстве около двух миллионов человек. Во Франции за год отмечается 1 800 000 производственных травм, из них свыше 3000 со смертельным исходом. Число несчастных случаев на предприятиях ФРГ с 1950 по 1960 г., т. е. на протяжении десятилетия, увеличилось почти в 2,5 раза, и рост его продолжается. Как ни велики эти цифры, на самом деле они, по-видимому, занижены, ибо огром- ное количество несчастных случаев, в том числе и смертельных, остается в капиталистических странах неучтенным [75, 106, 109]. Меркантильный подход к охране труда. Было бы, конечно, ошибочным полагать, что на капиталистических предприятиях нет охраны труда и техники безопасности. Соответствующая работа, и притом немалая, проводится. Многие мероприятия, связанные с автоматизацией защиты лиц, выполняющих те или иные технологические операции, как и различные средства лич- ной защиты, без сомнения, заслуживают нашего внимания. Тем не менее в ряде отраслей капиталистической промышленности травматизм еще очень велик. Объясняется это тем, что вла- дельцы предприятий оценивают каждое предлагаемое им меро- приятие по охране труда прежде всего с точки зрения рента- бельности. Считается более выгодным затратить кое-какие средства на защиту квалифицированных рабочих и тем предотвра- тить их выход из строя, нежели обучать взамен них новых. Этим можно отчасти объяснить большее число травм у неквали- фицированных рабочих: их легко заменить и, следовательно, идти на существенные затраты по охране их труда, с точки зре- ния капиталиста, нет расчета — этот расход не окупится. Основные причины травматизма буржуазные гигиенисты ви- дят в развитии современной техники. Так, некоторые из новых радиотехнических и электрофизических материалов (например, бериллий) весьма токсичны. Внедрение автоматики, сопровож- дающееся применением радиоактивных изотопов, связано с не- избежным, по мнению этих специалистов, облучением. Но, как правильно пишет Л. Л. Шепуто [115], <Буржуазные гигиенисты видимость принимают за сущность, игнорируя при этом роль социальных условий в росте травматизма». Буржуазная социаль- ная медицина не вскрывает и принципиально не может при- знать, а следовательно, и установить социальных причин высо- кого травматизма. Инженерная психология на службе у капитала. Представи- тели психосоматического направления в изучении травматизма, особенно многочисленные в США, перекладывают на постра- давших ответственность за несчастные случаи, происшедшие на производстве. Психосоматики ссылаются при этом на якобы свойственное рабочим конституциональное предрасположение 15
к травмам. Следуя психосоматикам, буржуазные врачи-гнгие- иисты утверждают, что причины трудовых травм коренятся в недисциплинированности рабочего, в возникающих у него отклонениях от нормального психо-физиологического со- стояния. На первый план выдвигается роль «человеческого фактора», «индивидуальной адаптации» и т. п. На страницах зарубежной буржуазной печати появляются сообщения о «рабочих — реци- дивистах по несчастным случаям», о «рабочих — потенциальных творцах несчастных случаев» и т. д. В ряде исследований про- пагандируется мысль о небрежности и неосторожности рабочего как главных причинах травматизма. Были сделаны попытки подвести под эти высказывания «на- учную базу» с помощью новой науки — инженерной психологии. Не отрицая очевидной необходимости изучать психологию рабо- чего в процессе труда, следует отметить характер этого изучения в капиталистических странах. Он выражается в том, что с по- мощью инженерной психологии делается попытка обосновать положение, согласно которому основной причиной травм явля- ется психологическое состояние рабочего, обусловленное непо- ниманием общих интересов (1) рабочего и владельца предприя- тия, недисциплинированностью, якобы присущей рабочему, се- мейными неурядицами н т. п. Лица, стоящие на подобных позициях, ищут основную при- чину высокого травматизма в неумелости и недисциплинирован- ности самого пострадавшего рабочего, в его небрежном отноше- нии к оборудованию, в невыполнении им инструкций и, наконец, в мнимо неизбежной опасности новой техники. Между тем основ- ной причиной травматизма в капиталистических странах явля- ется невыполнение администрацией предприятий комплекса организационно-технических мероприятий по охране труда и техники безопасности. В этом отношении показательны срав- нительные данные о профессиональной заболеваемости, вызы- ваемой работой с бериллием и использованием в промышленно- сти радиоактивных изотопов, в СССР и капиталистических странах. Большие затраты, вложенные в СССР в осуществление комплекса защитных мероприятий, дали весьма ощутимый эф- фект. Сопоставимые данные показывают значительно меньшее число профзаболеваний этого рода в СССР, чем в таких стра- нах, как США и ФРГ. Генеральный директор английского королевского общества по предупреждению несчастных случаев Янг в статье «Несчаст- ные случаи — необходимы ли они?» [194] пишет, что в Англии 16% несчастных случаев на производстве вызывается наруше- нием правил технологии и эксплуатации оборудования, а 84% — падением различных предметов и неисправностью транспорта (включая краны, лифты, автокары). Но при всех обстоятель- ствах 80% травм «произошли по прямой вине пострадавшего». 16
Все эти теории строятся на основе психоанализа. Безусловно, прав Л. Л. Шепуто, который пишет: «Социальная сущность психоанализа в том, чтобы отвлечь внимание ра- бочих н интеллигенции от антагонистических общественных противоречий ка- питалистического общества и направить это внимание по ложному пути». И далее: «Цель пропагандистов психоанализа состоит в том, чтобы завести людей в дебрн «человеческого духа», убеждая их, что причины неустройства и трудностей лежат в их глубинных биологических влечениях, а не в классо- вых противоречиях современного капиталистического общества» [115]. Такому подходу к индустриальной психологии противостоит подлинно научная трактовка проблем организации труда в СССР. НОТ, по сути дела, являющийся детищем социализма, прошел первый этап своего развития и теперь, обогащенный учетом не только технических, социологических и физиологи- ческих, но и психологических факторов, начинает пользоваться все большим признанием руководителей предприятий и ведомств многих стран, и притом не только социалистических. Наряду с высказываниями апологетов капитализма в зару- бежной печати встречаются и статьи прогрессивных ученых, ко- торые, опираясь на факты, делают попытку объективно осветить причины роста промышленного травматизма. Так, в статье Ла- фита [170], рассматривающего роль человеческого фактора при несчастных случаях на производстве, утверждается, что 90 % производственных травм происходит вследствие плохой органи- зации труда и только в 10% их виноват непосредственно сам пострадавший. По мнению этого автора, основной причиной травматизма является интенсификация труда, влекущая за со- бой преждевременное изнашивание организма. Другой иностран- ный автор, врач Ф. Гулен, секретарь французского националь- ного профсоюза врачей, заявляет, что в условиях капитализма проблема травматизма не может быть решена. С этим заявле- нием перекликаются слова генерального директора Всемирной Организации Здравоохранения доктора Кандау о том, что «в не- счастных случаях нет случайности». Отмечается связь травма- тизма с наркоманией. Известный английский физик Дж. Бернал подвергает критике попытки авторов некоторых статей использовать положения индустриальной психологии для оправдания неблагополучия с травматизмом, для примирения трудящихся масс с господст- вующей буржуазной системой и даже с религией. «Она служит также тому,— пишет этот автор,— чтобы отбить у людей охоту пытаться изменить эти учреждения и чтобы они пренебрежи- тельно отзывались об этих попытках как о плохом эмоциональ- ном приспособлении» [7]. Таким образом, буржуазные социальные гигиенисты в подав- ляющем большинстве случаев не только не стремятся выявить объективные социальные закономерности травматизма, но, по существу, даже пытаются оправдать иекотппыт првдлрининме- 17
лей, не выполняющих в должном объеме мероприятий по лик- видации очагов травм и улучшению условий труда. В странах капитализма проблема профилактики травматизма не ставится во всей своей полноте; больше того, как видно из изложенного, там даже делаются попытки обосновать неизбежность травм. Впрочем, в этом нет ничего удивительного. Недаром виднейший организатор и теоретик советского здравоохранения 3. П. Соло- вьев писал, что «медицина капиталистических стран не может вступить на путь профилактики, не посягая на самые основы капиталистического строя». 1-3. БОРЬБА С ПРОМЫШЛЕННЫМ ТРАВМАТИЗМОМ В НАШЕЙ СТРАНЕ Становление отечественной травматологии. Лечение травм, развивавшееся веками по мере накопления и использования народного опыта, относится к числу наиболее древних видов медицинской помощи. В России лекари-профессионалы, занимав- шиеся лечением ран и переломов, длительное время назывались костоправами [57]. Потребность в них постепенно росла, и в средних веках была создана первая в стране школа «косто- правного дела». В первой четверти XVIII века такие школы дей- ствовали уже и в Москве, и в Петербурге, и в Кронштадте. Подготовка этих специалистов значительно расширилась во вто- рой половине XVIII века с созданием Московского университета (1755 г.) и Медико-хирургической академии (1798 г.). В этой академии с первых же дней ее организации большое внимание уделялось изучению воздействия физических факторов на человека и поискам путей лечения последствий этого воз- действия. Не случайно также, что именно в России появились едва ли не первые в мире печатные работы по травматологии. Большой след в науке оставила деятельность выдающегося рус- ского врача-хирурга Е. О. Мухина (1766—1850). Им была пред- ложена первая в истории науки классификация травм. Ему же принадлежит первое на русском языке руководство по травмато- логии «Первые начала костоправной науки» (рис. 1-1). Кругозор крупнейшего и образованнейшего ученого позволил Е. О. Мухину не ограничиваться в своих работах механическими травмами — ушибами, переломами, вывихами. Он смело описы- вал и другие виды телесных повреждений, внимательно изучал их последствия. И, что особенно важно для нас, изучал также поражения электрическим током, хотя последний в то время едва-едва начал получать практическое применение. Выходу книги Е. О. Мухина предшествовало появление мо- нографии замечательного русского физика профессора Медико- хирургической академии В. В. Петрова, в которой впервые обращалось внимание на опасность для человека электрического тока. Эту монографию, по-видимому, и использовал Е. О. Му- 18
ПЕРСИЯ НАЧАЛА костоправной илуКП. с о 1 и н е я и ы я ДомторомЪ Медицины и Хирурпи , Ояер*- торомЪ, обществЪ: Парижскаго Гальэани- ческаго Корреспондентом!', Геттичге» ска го повивальнаго искусшаа , Московского Соревиован1Я врачебныхЪ и фи ическигЪ наукЪ Комференцж ординарнымЪ, Санктпе- тербургскаго Медико-фидантропичс к го Комитета почетным!» членомЪ, Медико Хирургической Академш АдьюнктЪ-Профес- соромЪ, преподающимЪ весь хругЪ Медиио- ХкрургичесхихЪ наукЪ вЪ Московской Ду. хоаной Акад?М1И , ДокторомЪ Г л цын сник публичной больницы, Н даорнымЪ СоеЬшиикомЪ, ЕфРЕМОМЪ .^!/ХИЯЫМ}> изданные мждявешемЪ сочи чхп*ля, жЪ пользу соотчичей и для чпощрсбдешя учащихся Мсдкхо-Хлрургииеской наукЬ вЪ Московской Духовной Ака » , сЪ придо- женёемЪ тридцати семи чертеже ’ ним1 I ф МОСКВА, fb Типографии С. Селив»новсхаго i 8 о б Рис. 1-1. Титульный лист первой книги по травматизму, изданной в России 19
XHii. Ёо всяком случае он уделял внимание электрическим пора- жениям, исследуя их на животных. Есть основания полагать, что именно за эти исследования его избрали корреспондентом пер- вого в мире научного электротехнического (Парижского галь- ванического) общества и ординарным членом Московского обще- ства соревнования врачебных и физических наук. Значительного развития отечественная, да и мировая трав- матология достигла в середине XIX столетия в связи с деятель- ностью гениального русского хирурга Н. И. Пирогова (1810— 1881). Будучи учеником Е. О. Мухина, Н. И. Пирогов со свой- ственными ему прозорливостью, размахом и глубиной развивал основанное Е. О. Мухиным учение о травме. Он создал свое знаменитое учение о шоке и ранах, доказал необходимость свое- временной и квалифицированной помощи при травмах. Акаде: мик Н. Н. Бурденко [9] писал: «Главная заслуга Пирогова перед медициной... в создании его учения о травмах н об общей реакции организма на травмы, о местной очаговой реакции на травмы, в учении о ранениях, об их течении и осложнениях». Раннее развитие травматологии в России, а также изучение действия электрического тока на живой организм, весьма ак- тивно проводившееся в Военно-медицинской академии уже в XIX веке, естественно, обусловили то, что именно в России появились и первые в мире исследования по электротравме. Они принадлежали В. В. Петрову и большому энтузиасту фаб- рично-заводского здравоохранения профессору В. В. Горинев- скому. Широкая научная разработка вопросов промышленного трав- матизма, включая и выяснение условий труда и профессиональ- ных вредностей, велась с конца XIX века основоположниками промышленной гигиены труда Ф. Ф. Эрисманом, А. В. Погоже- вым, Г. В. Хлопиным и другими. По их инициативе и под их руководством преимущественно на частные пожертвования в до- революционной России создаются ортопедические и травматоло- гические учреждения. Хотя и малочисленные, они вносят су- щественный вклад в отечественную травматологию. В частности, именно фабрично-заводским и земским врачам-общественникам принадлежат первые статистические данные о травматизме. Та- кие сведения содержатся, например, в работах фабричного, а позднее земского врача К- М. Языкова, в материалах I Все- российского съезда фабричных врачей, состоявшегося в 1909 г. На этом съезде Д. П. Никольский сообщал следующие поистине трагические данные о травматизме за 1900—1905 гг.: 65—68 ты- сяч несчастий (травм) на 100 тысяч рабочих. А. В. Погожев пи- сал (цитируем по работе [57]): «Самые лютые войны, самые отчаянные схватки по процентной убыли нз строя раненых являются лишь невинной забавой обеих враждующих сторон сравнительно с той убылью, какая замечается среди фабричных рабочих». 20
Е. Л. Логинова приводит в своей весьма содержательной монографии [57] данные, из которых видно, что в течение одного года в царской России погибало в результате производственных травм около 6000 человек, а около 40 000 человек получали тя- желые увечья. Она указывает, что «систематического учета и регистрации несчастных случаев в дореволюционной России не было». Закон об обязательной регистрации несчастных случаев был введен в действие 2 июня 1903 г. Он носил название «Изве- щение о несчастных случаях», однако особого регистрационного документа предусмотрено не было. В течение последующих 7— 8 лет врачебная общественность предлагала ввести обязательные карточки регистрации несчастных случаев, но они так и не были введены. Статистикой в лучшем случае охватывались смертель- ные поражения, а также травмы, вызывавшие потерю трудоспо- собности на срок свыше 10—14 дней. Сила советской травматологии — в профилактике. Советское здравоохранение, детище Великой Октябрьской социалистичес- кой революции, с первых лет своего существования повело ре- шительную борьбу с травматизмом. Профилактическое направ- ление нашего здравоохранения, подкрепленное его организаци- онными принципами (участковое обслуживание населения по месту его жительства и участково-цеховое обслуживание про- мышленных рабочих по месту их работы в сочетании с широ- ким применением диспансерного метода), создает условия для предупреждения всех видов травматизма. Особенно быстро снижается производственный травматизм. На практике доказано, что в социалистическом государстве индустриализация не влечет за собой роста промышленного травматизма. Напротив, промышленный травматизм (в относи- тельных показателях) заметно снижается. Так, благодаря меха- низации и автоматизации трудовых процессов, внедрению ра- циональных методов труда и передовых технологических про- цессов, быстрому росту культурного уровня и производственной квалификации трудящихся, использованию современных средств техники безопасности и созданию благоприятных санитарно-ги- гиенических условий труда производственный травматизм за 30 лет (с 1930 по 1960 г.) снизился в нашей стране: в угольной промышленности в 2,5 раза, в текстильной промышленности в 3 раза, в металлургии в 4 раза, в машиностроении в 5 раз, в нефтяной промышленности в 8 раз [24]. Это — логическое следствие того, что охрана труда в нашей стране является функцией государства. Особенно четко эти обя- зательства государства отражены в «Основах законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении», приня- тых на VII сессии Верховного Совета СССР 19 декабря 1969 г. Текст «Основ» начинается так: «Охрана здоровья народа — одна из важнейших задач советского государства. 21
Социалистический общественный строй обеспечивает постоян- ный рост материального благосостояния и культуры народа, улучшение условий труда, быта и отдыха». Это чрезвычайно важное общее положение конкретизируется рядом законоположений, указаний и разъяснений. Основная ра- бота по предупреждению травматизма вменена государством в обязанность хозяйственным организациям и их службам тех- ники безопасности, имеющимся на каждом предприятии. Меро- приятия по борьбе с травматизмом входят важнейшей составной частью в разрабатываемые на предприятиях единые комплекс- ные планы оздоровления условий труда. К профилактике трав- матизма привлечены общественные санитарные инспектора и санпостовцы Общества Красного Креста. Наконец, весьма актив- ное участие в борьбе с травматизмом принимают советские профсоюзы, имеющие в своем составе специальные технические инспекции, наделенные большими правами и полномочиями. Обширная сеть специализированных лечебно-профилактичес- ких учреждений, 18 научно-исследовательских травматологичес- ких институтов министерств здравоохранения, не говоря уже о десятке институтов охраны труда ВЦСПС, создают в нашей стране мощную базу для борьбы с травматизмом. Наличие этой базы и способствует неуклонному снижению травматизма, не- смотря на очень высокие темпы развития промышленного про- изводства и народного хозяйства в целом. В настоящее время в СССР на долю производственных травм приходится, судя по литературным данным, 10—14% всех травм. Одной из характерных особенностей промышленного травма- тизма у нас надо считать то, что легкие травмы, не приведшие к потере трудоспособности или же вызвавшие лишь кратковре- менную утрату ее, значительно преобладают над тяжелыми. Благодаря системе обязательной регистрации промышленный травматизм изучен и описан лучше других видов травматизма. Это дает возможность выявить и общие закономерности, необ- ходимые для разработки защитных мероприятий. ГЛАВА ВТОРАЯ ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМ, ЕГО УЧЕТ И ХАРАКТЕРИСТИКА 2-1. ИЗ ИСТОРИИ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ Первые представления об опасности электрического тока. О том, что электрический разряд действует на человека, стало очевидным в последней четверти XVIII века. Одно из первых обстоятельных описаний этого действия принадлежит Марату, 22
видному деятелю Великой французской буржуазной революции 1789—1794 гг. Англичанин Уориш, итальянцы Гальвани и По- летто и ряд других ученых установили, что на человека дейст- вует разряд, полученный не только от источника статического электричества, но и от электрохимического элемента. Однако иикто из названных исследователей не указал на опасность этого действия на человека. Впервые установил эту опасность изобре- татель первого в мире электрохимического высоковольтного источника напряжения В. В. Петров. Создав в петербургской Медико-хирургической академии (ныне Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова) хорошо оборудованную для своего времени физическую лабораторию, В. В. Петров приступил к систематическому изучению действия электрического тока на организм животного и человека, а также к разработке мероприятий по защите человека от тока. Законо- мерно, что именно в этой академии был проведен ряд интерес- ных исследований механизма взаимодействия электрического тока с человеком, имевших, правда, не только защитную, но и терапевтическую направленность. В 1863 г. француз Леруа-де- Меркюр привел описание производственной электротравмы на постоянном токе, а в 1882 г. австрийский ученый С. Еллинек [32, 161] описал первую электротравму на переменном токе. С первых же номеров основанный в 1880 г. русский журнал «Электричество» начал систематическую публикацию на своих страницах сообщений о несчастных случаях, вызванных электри- ческим током. Такие же публикации стали появляться и в дру- гих русских технических журналах. Например, в журнале «Элек- тротехник» только за период с 1898 по 1903 г. приведены данные более чем о 20 электротравмах, сопровождавшихся тяжелым исходом. Уже в первые годы развития электротехники была доста- точно четко выявлена меньшая опасность постоянного тока. Очень образно об этом написал В. Н. Чиколев [113]: «Когда вы прикоснетесь к проводнику с постоянным током, то в момент прикосновения вы почувствуете сотрясение, затем вы ничего или очень мало чувствуете, когда через вас проходит ток; только когда отнимете руки от проводников, вы снова испытаете такое же сотрясение. Я сам много раз на- рочно прикасался к проводникам, чтобы рассеять этот страх, всегда вполне уверенный, что ничего со мной не произойдет. Совсем другое значение имеет переменный ток (нлн ток постоянного направления, но переменной силы), который изменяет свое направление и силу от 5000 до 10 000 раз в минуту. Прикосновение к таким проводникам действительно производит громадные сотрясения. Физиологическое действие постоянного тока можно сравнить с сильным механическим толчком нлн ударом, который опасен при очень громадном напряжении удара. Но во сколько раз слабее могут быть толчки, которые потрясут вас 10 000 раз в минуту, чтобы вы испытали страшное расстройство,— таково последствие прикосновения к проводникам с перемен- ным током. Таким образом, опасность существует не от силы тока, который Пройдет через вас, а, главным образом, от того, будет ли ток постоянный или переменный. Для городской канализации возможны к употреблению про- водники с постоянным током, в этом случае страх опасности не существует». 23
В еще более категорической форме эту свою мысль В. Н. Чи- колев изложил в статье «История электрического освещения» [113], где писал: «При постоянных токах, какого бы напряжения они ни достигали, не- возможны несчастные, иногда смертельные случаи, как при переменных токах». В. Н. Чиколев считал, что электрический ток опасен не только величиной, но и характером нарастания его, причем последнее, по его мнению, представляет большую опасность. Тем самым он предугадал основу современного представления о механизме электротравмы. Опасность поражения электрическим током при эксплуата- ции электротехнического оборудования возникла, собственно го- воря, лишь в результате широкого применения переменного тока частотой 50 Гц. Однако обстоятельных данных о механизме дей- ствия электрического тока на человека в то время еще не было. Неизвестны были и достаточно простые и эффективные защит- ные мероприятия. Поэтому есть все основания считать, что элек- тробезопасность как проблема возникла в последней четверти XIX века и именно к этому времени относятся первые попытки ее разумного разрешения. Первые правила электробезопасности. В 90-х годах прошлого века по инициативе П. Д. Войнаровского началась разработка правил пользования электрическими устройствами высокого на- пряжения (до 3000 В). Эта работа была окончена в начале 1898 г., а 8 июля того же года были утверждены первые официаль- ные законодательные документы, относившиеся как к технике безопасности при устройстве и эксплуатации высоковольт- ных установок, так и к технике высокого напряжения. Они но- сили названия «Временные правила подземной канализации про- водов высокого напряжения до 3000 В (от 250 В переменного тока и от 450 В постоянного тока)» и «Временные правила по производству работ и контролю сети подземной канализации проводов высокого напряжения». Доклад о правилах был сделан на Первом Всероссийском электротехническом съезде проф. П. Д. Войнаровским. В обсуждении доклада участвовали врачи- гигиенисты. Было принято весьма прогрессивное по тому вре- мени предложение об обстоятельном расследовании всех случаев поражения людей электрическим током и молнией, причем если поражение привело к смерти пострадавшего, то рекомендо- валось обязательное вскрытие и тщательное патолого-анатоми- ческое изучение тела пострадавшего. Вынесенные съездом реше- ния относительно пользования электрическими установками и се- тями привлекли внимание к профилактике электротравм. Разработка правил продолжалась и после съезда. Правила расширялись и дополнялись с учетом результатов новых иссле- дований по электротехнике, проводившихся в ту пору в России. В период между первым и вторым электротехническими съездами в области электробезопасности была проделана большая работа. ?4
Второй съезд по докладам П. Д. Войнаровского и П. С. Осад- чего принял ряд принципиальных решений, относившихся к без- опасному обслуживанию электроустановок. Так, за низкое на- пряжение было принято напряжение ниже 250 В относительно земли, для повышенного установлены пределы 250—750 В, а для высокого — выше 750 В. Прогрессивная роль П. Д. Войиаров- ского и П. С. Осадчего заключалась в том, что, предлагая нор- мирование пределов напряжения, они учитывали и необходи- мость снабжения электротехнических установок защитными средствами, создавая тем самым основы электробезопасности. В 1911—1912 гг. в Петербурге произошло несколько элек- тротравм, от которых пострадал персонал, обслуживавший элек- трооборудование театров и кинематографов. Обстоятельства возникновения этих травм привлекли к себе внимание электро- технической общественности и были подробно рассмотрены в электротехнической секции Русского технического общества. В результате этого были разработаны специальные правила без- опасности при обслуживании электрооборудования зрелищных предприятий. Вклад отечественных ученых в разработку проблем электро- безопасности. Очень многое в этом отношении сделал А. А. Сму- ров. Интерес к вопросам электробезопасности возник у него еще в студенческие годы, что нашло отражение в его диплом- ном проекте. Затем он продолжал эти работы на кафедре тех- ники высоких напряжений Электротехнического института, ныне Ленинградского электротехнического ордена Ленина института имени В. И. Ульянова (Ленина). На этой кафедре, заведующим которой он был избран в 1919 г., А. А. Смуров исследовал зазем- ляющие устройства, определял опасное влияние линий электро- передачи на провода связи, изыскивал наивыгоднейшие сточки зрения безопасности режимы нейтрали, создавал надежные рас- пределительные устройства. Совместно с ним эти исследования вели С. А. Хаецкий, Н. Н. Белянинов, К. С. Архангельский и др. Наиболее полно названные работы были отражены в монографии А. А. Смурова по электробезопасностн [100], одной из первых в мировой ли- тературе, написанных на эту тему. Названия трех ее основных частей — «Опасность токов высокого напряжения для жизни», «Опасность от токов высокого напряжения на линиях передачи энергии и меры защиты от этой опасности при эксплуатации и ремонте линий», «Влияние линий электропе- редачи иа соседние установки слабого тока» — дают представление о рас- смотренных вопросах. Не потеряли научного значения результаты исследований школы А. А. Смурова и сейчас. Это особенно относится к опре- делению электрического сопротивления тела человека, о чем мо- жно судить хотя бы по следующим выдержкам из названной монографии: «С повышением напряжения сопротивление тела резко уменьшается». «Сопротивление тела зависит от продолжительности приложения напряжения, причем оно со временем уменьшается. Так, при напряжении 10 В сопротивле- 25
Яие тела от одной руки к другой в течение некоторого промежутка времейИ изменилось с 19-10® до 9-103 Ом. С другой стороны, при одинаковой вели- чине н положении электродов после 15 мин приложения напряжения сопро- тивление тела оказалось равным: при напряжении 2 В —16-10* Ом; при 6 В — 4-10* Ом н при 10 В — 8-Ю3 Ом. При непосредственно следовавшем изменении сопротивления вторично при напряжении 2 В последнее не ока- залось равным 16-10* Ом, но достигло только величины 4-10* Ом». Приведенные строки показывают, что А. А. Смурову впервые удалось установить нелинейность электрического сопротивления тела человека — эту важнейшую характеристику, используемую при определении поражающих значений напряжений и токов. Только через год после выхода упомянутой монографии Н. Н. Малов и С, Н. Ржевкин [60], а затем и Фрайбергер [153] получили аналогичные результаты. Справедливости ради заметим, что монография А. А. Смурова к моменту ее опубликования была не единственным трудом на эту тему. Еще за год до нее увидело свет исследование И. Г. Фреймана «Радиотехника» [107], отно- сящееся к проблеме электробезопасности на радиостанциях. Это исследова- ние посвящено опасностям и вредностям при работе на радиоустановках, а также ограждению людей от возможного поражения электрическим током. И. Г. Фрейман рассмотрел весь комплекс вопросов охраны труда лиц, обслу- живающих радиоустановки, указал на возможность не только акустической и электрической травм, но и вредного воздействия электромагнитного излу- чения поля на зрение. Заслуга И. Г. Фреймана состоит в том, что он первый подчеркнул тесную и непосредственную связь между электробезопасностью и надежностью оборудования. Возможно, именно потому, что на заре раз- вития массового применения радиотехники один из ее основоположников по- разительно четко сформулировал главные положения техники безопасности, число электротравм при работе на радиотехнических установках было не- велико. Большой вклад в разработку эффективных методов профи- лактических испытаний электрооборудования и в решение всего комплекса проблем, объединяемых понятием «электробезопас- ность», внесли кафедры охраны труда Ленинградского электро- технического института имени В. И. Ульянова (Ленина), Мос- ковского энергетического института, Московского института электрификации сельского хозяйства, Московского института железнодорожного транспорта, а также коллективы Всесоюз- ного научно-исследовательского электротехнического института имени В. И. Ленина, Государственной инспекции по промэнерге- тике и электронадзору и ее инспекций при энергосбытах энерго- объединений, Ленинградского института охраны труда ВЦСПС, ОРГРЭС и ряда других организаций. Одно лишь перечисление этих институтов и организаций позволяет судить о размахе, с ко- торым велись уже в ту пору работы по электробезопасности. В 30-х годах происходит исключительно важное для разви- тия электробезопасности событие — разрабатываются и внедря- ются «Правила технической эксплуатации электрических стан- ций и сетей». После выхода Правил проведение ряда организа- ционных мероприятий по технике безопасности, в особенности профилактических испытаний электрического оборудования, ста- 26
новится обязательным для электрических станций и сетей всех ведомств. К концу 30-х годов относится разработка «Правил техниче- ской эксплуатации электрооборудования промышленных пред- приятий». Регламентация эксплуатации электрооборудования, включая и его приемку, сыграла весьма важную роль. Доста- точно сказать, что даже в трудные годы войны, когда оборудо- вание эксплуатировалось с перегрузкой, возросла протяжен- ность временных сетей и в промышленность пришло много моло- дых, неопытных рабочих, электротравматизм не увеличился. Огромное значение для повышения электробезопасности в промышленности и энергосистемах имеют вышедшие в 1961 г. и обязательные для всех предприятий и ведомств «Правила тех- нической эксплуатации и безопасности обслуживания электро- установок промышленных предприятий» и вышедшее в 1969 г. новое, переработанное издание «Правил технической эксплуа- тации электростанций и сетей». Ознакомлению с мероприятиями по электробезопасности спо- собствовали вышедшие большими тиражами книги В. И. Ко- рольковой [50], А. И. Кузнецова [54], Б. А. Князевского и дру- гих [45], а также, что крайне важно, книги, освещающие спе- циализированную направленность электробезопасности. К ним следует отнести книгу Г. С. Солодовникова [101]. Этому же способствуют публикуемые в ведущих электротехнических жур- налах материалы, в том числе и дискуссии по спорным вопросам. Регулярно (с 1959 г.) издается сборник научных трудов инсти- тутов охраны труда ВЦСПС, в котором большое место отводится исследованиям по электробезопасности, ведущимся в Ленинград- ском институте охраны труда. Значительно улучшились учет и расследование несчастных случаев после того, как отдел охраны труда ВЦСПС утвердил в 1959 и 1966 гг. соответствующие по- ложения. Накопленный опыт применения правил эксплуатации и без- опасности показывает возможность их переработки и некоторого сокращения. Уменьшение объема информации, которую обязан знать эксплуатационный персонал, несомненно, приведет к более четкому выполнению действительно необходимых требований, а следовательно, снизит аварии и несчастные случаи, относимые к категории «ошибок персонала». Возможность сокращения объема правил появилась в связи с нарастающим внедрением автоматизации в управлении электрооборудованием и сетями. 2-2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОТРАВМ Коэффициенты, характеризующие травматизм. Целям учета и анализа травматизма служат следующие общепринятые и об- щераспространенные показатели: 27
а) коэффициент частоты, т. е. число несчастных слу- чаев, пришедшихся за определенный период времени на 1000 работающих; б) коэффициент тяжести, т. е. число дней потери тру- доспособности, пришедшихся за определенный период времени на 1000 работающих; в) коэффициент средней продолжительности одного случая нетрудоспособности, вызванной травмой (в днях). Использование перечисленных коэффициентов помогает объ- ективной оценке положения дел с травматизмом. В частности, сопоставление с помощью этих коэффициентов уровней травма- тизма в СССР и в капиталистических странах убедительно сви- детельствует об успехах социалистической системы в борьбе за сохранение здоровья трудящихся. Однако для более глубокого анализа причин несчастных случаев, а главное, для выявления очагов травм в отраслях народного хозяйства и непосредственно на предприятиях этих коэффициентов недостаточно. Учет и анализ травматизма нуждаются в дальнейшей кон- кретизации показателей. Особенно большое значение эта кон- кретизация имеет теперь, когда возникла необходимость отде- лить предприятия н цехи с очагами травм от предприятий и цехов, где травматизм как явление отсутствует, т. е. где травм либо вовсе нет, либо они являются следствием чрезвычайных происшествий и, стало быть, относятся к категории несчастных случаев. Подсчитывать эти дополнительные коэффициенты сле- дует по дифференцированным показателям, наиболее полно ха- рактеризующим особенности производственной деятельности данного предприятия или отрасли народного хозяйства (напри- мер, на 1 млн. кВт-ч потребленной энергии, на 100 тыс. т вы- плавленной стали, на 1 млн. тонно-километров перевезенных грузов, на 1000 единиц обслуживаемого оборудования). С 1952 г. ряд исследователей начинает использовать при анализе электротравматизма в крупных городах или в админи- стративных районах два дополнительных показателя: число по- ражений электрическим током на 1 млрд. кВт-ч потребленной энергии и на 1 млн. жителей. Как видно из обзоров [146], число несчастных случаев, при- ходящихся на 1 млрд. кВт-ч потребленной энергии, подсчиты- вают также в Бельгии, ФРГ и других странах. Эдисоновский электротехнический институт (США) пользуется, как сообщает бюллетень этого института [141], следующими показателями: относительной частотой несчастных случаев, определяемой как количество их на 1 млн. отработанных человеко-часов, и отно- сительной тяжестью последствий электротравматизма, определя- емой как число рабочих часов, потерянных из-за электротравм, высчитанное в расчете иа 1 млн. отработанных человеко-часов. К сожалению, никаких данных о числе отработанных человеко- часов и о продолжительности рабочего дня бюллетень ие приво- зе
дит, вследствие чего показатели, применяемые Эдисоновским институтом, становятся в значительной степени условными. Л. Д. Наумовский [19] предложил учитывать число элект- ротравм, приходящихся на одну сетевую подстанцию, и подсчи- тал этот показатель за ряд лет. Классификация электротравм. Все эти дополнительные коэф- фициенты, безусловно, полезны тем, что позволяют производить более полную и объективную оценку состояния электротравма- тизма и способствуют выявлению его очагов. Однако сами по себе онн не обеспечат доброкачественности учета и анализа. Успех придет лишь тогда, когда дополнительные коэффициенты будут применяться на базе строго продуманной научной клас- сификации электротравм. К сожалению, из всех форм физиче- ского поражения человека именно электрические поражения, как это ни странно, не имеют общепринятой классификации. В на- стоящей книге использована следующая классификация: а) по- ражения, приведшие к смертельному исходу; б) поражения, не приведшие к смерти, но вызвавшие потерю трудоспособности; в) поражения, не сопровождавшиеся потерей трудоспособности. Последние случаи мы будем в дальнейшем условно именовать электрическими ударами. Но эта классификация, учитывающая лишь исход травмы, не может, само собой разумеется, заменить классификации, ко- торая учитывала бы характер общей реакции организма, попав- шего под напряжение. Отсутствие общепринятых показателей тяжести поражения (пусть даже выбранных условно) весьма за- трудняет сопоставление выводов разных авторов. Попытка создать классификацию электротравм по их тя- жести, как и сама постановка вопроса об этом, принадлежит Г. Л. Френкелю, который исходил из того, что наиболее ти- пичной реакцией живого организма на электрический ток яв- ляется судорога [ПО]. Хотя анализ травматизма по этой клас- сификации был бы, на наш взгляд, далек от совершенства, он мог бы дать ценный материал для оценки тяжести поражения. К сожалению, классификация, предложенная Г. Л. Френкелем, не нашла применения. Объяснить это можно, прежде всего, недостаточной полнотой тех расследований несчастных случаев, которые проводятся ныне в соответствии с действующими обя- зательными положениями. Официальная документация не пред- усматривает фиксации в процессе расследования несчастных случаев ряда сведений, которые могли бы характеризовать тя- жесть поражения, о чем подробнее будет сказано в § 2-3. 2-3. ДАННЫЕ УЧЕТА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Значение научно обоснованной методики расследования элек- тротравм. Глубокий систематический анализ данных о пораже- ниях, вызванных электрическим током, и об электротравматизме 20
в целом призван способствовать выявлению очагов травм и раз- работке целенаправленных профилактических мероприятий. Ана- лиз электротравм представляет собой одно из основных на- правлений эффективного развития электробезопасности как в целых отраслях народного хозяйства, так и непосредственно на каждом предприятии в отдельности. Из всех видов телесных повреждений электротравмы отно- сятся к наиболее сложным, наиболее трудно поддающимся анализу. Расследование электротравм требует разносторонних знаний. Вот почему крайне необходима общая, научно обосно- ванная методика расследования электротравм и обработки дан- ных их учета. Существующие нормативные руководящие указания упорядо- чили методику расследования. Важный вклад в это внес Ле- нинградский институт охраны труда ВЦСПС, разработавший особую анкету, благодаря которой удалось данные, собранные в 1964—1966 гг., быстро обработать средствами современной вы- числительной техники. К сожалению, в этой анкете не нашлось места таким во- просам, которые могли бы способствовать изучению механизма травмирующего действия электрического тока, как: а) метеоро- логические параметры окружающей среды; б) места на теле че- ловека, через которые возникла (или вероятнее всего возникла) электрическая цепь; в) условия эксплуатации электрообору- дования. Первичная документация. Возможность обработки статисти- ческих даных на ЭВМ значительно повышает требования к первичной документации, в первую очередь к акту, составляе- мому представителями инспекций обкомов профсоюзов, инспек- циями энергосбытов энергообъединений и представителями ад- министрации (форма И-1). Качество первичной документации за последние годы значительно возросло. Приведем в качестве примера улучшенную форму «Акта расследования случая элек- тротравматизма», разработанную инспекцией Энергосбыта Лен- энерго. АКТ РАССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТРАВМЫ Предприятие............................................... Адрес..................................................... Министерство (ведомство).................................. Ответственный за электрохозяйство . . .................... Составлен техническим инспектором Областного Комитета профсоюза совместно с инспектором Энергоннспекцнн Энергосбыта Ленэнерго .... Представители предприятия, присутствовавшие при расследовании (долж- ность, Ф. И. О.)................................................. 30
Лица других организаций, привлеченные К расследованию (наименование органа, должность, Ф. И. О.)........................................... Дата, время и место несчастного случая............................. Учетная группа несчастного случая (с электротехническим персоналом, с производственным персоналом, бытовой)................................ Классификация несчастного случая (групповой, тяжелый, смертельный. Степень тяжести указывается по заключению врача)....................... Сведения о пострадавшем (шнх) ..................................... Фамилия, имя. отчество Год рож- дения Долж- ность, специ- альность Стаж работы по специаль- ности Дата медицин- ского освиде- тельство- вания Квалифика- ционная группа по ТБ. Дата последней проверки знаний ПТЭ н ПТБ Дата послед- него инструк- тажа по ТБ об- щий на дан- ном пред- приятии Документы, предъявленные при расследовании (акты предприятия, объяс- нительные записки, заключения и др. даются в приложении). Краткое описание электрической части установки, на которой произошел несчастный случай; порядок ее эксплуатации (поясняющая схема или фото прилагаются).......................................................... Обстоятельства, предшествовавшие несчастному случаю; описание не- счастного случая ..................................................... Описание доврачебной помощи пострадавшему (шнм) (кем, каким спо- собом) ............................................................ Допущенные нарушения ПТЭ н ПТБ электроустановок потребителей и действующих инструкций, послужившие причиной несчастного случая (Ф. И. О. и должность лнц, допустивших нарушение, с указанием пункта правил) Предлагаемые мероприятия........................................ Приложение:..................................................... Технический инспектор профсоюза .............. (подпись) Инспектор Энергоинспекции............................................ (ПОДПИСЬ) «Акт получил» Руководитель предприятия ....... • ............................. Главный инженер (Ф.И.О., подпись) » ........................19... г. 31
Неполнота данных, собираемых при расследовании «лектро- травм. При всех достоинствах приведенной формы акта оиа, как и упомянутая выше анкета, обладает одним весьма существен- ным недостатком: сведений, предусмотренных этими докумен- тами, недостаточно для сколько-нибудь глубокого изучения ме- ханизма действия электрического тока на организм человека. Считать такую неполноту этих документов случайностью, как видно, не приходится. Все дело в довольно распространенном мнении, будто надобности в этих дополнительных данных не имеется, ибо можно моделировать электротравму в экспери- менте на животных. Несомненно, эксперименты иа животных (а их произведено и производится немало) позволили многое выяснить, в резуль- тате чего удалось внести известные коррективы как в разра- ботку защитных мероприятий, так и в систему реанимации, особенно при доврачебной помощи. Но данные, получаемые в экспериментах на животных, крайне сложно экстраполировать на реальные условия электротравмы человека (что будет аргу- ментировано далее, в § 5-1, 5-3, 5-4 н 5-5). Такая экстраполя- ция является темой многолетних дискуссий в отношении пра- вильности оценки опасных условий поражения. Между тем глубокий анализ электротравм имеет важнейшее значение не только для выявления очагов электротравм, но и для корректировки наших представлений об опасности «элект- ричества» по численным значениям поражающих факторов: на- пряжения, тока, времени и т. д. Крайне важно дальнейшее уточнение на большом и убедительном статистическом матери- але условий поражения малым напряжением, опасного времени существования электрической цепи и т. д. Однако в технической документации фиксируется напряжение электросети, в зоне дей- ствия которой произошла электротравма, но не определяется значение поражающего напряжения, хотя эти напряжения да- леко не всегда совпадают. Поражающее напряжение надо понимать как напряжение, возникшее в электрической цепи непосредственно на теле чело- века, т. е. с учетом, во-первых, падения напряжения на элемен- тах сопротивления, оказавшихся в этой цепи (обувь, одежда, пол), и, во-вторых, нагрузки сети. Отсутствие требований к установлению поражающих напря- жений приводит к неправильным записям в актах расследова- ния. К электротравмам (и притом даже с указанием напряже- ния и рода тока) относят травмы при падении людей с высоты во время работы их на не находящихся под напряжением ли- ниях электропередачи, различные механические травмы, вызван- ные нарушением работы электрооборудования, н т. п. И, нао- борот, электрические удары, т. е. случаи поражения то- ком, не вызывающие потери трудоспособности, вообще не реги- стрируются. 32
На этом обстоятельстве следует остановиться несколько под- робнее. В § 1-3, говоря о промышленном травматизме вообще, мы указывали, что в СССР легкие травмы (речь шла о меха- нических травмах), не приведшие к потере трудоспособности или же вызвавшие лишь краткую утрату ее, значительно пре- обладают над тяжелыми. Сделать такой вывод мы смогли, так как располагаем данными учета всех механических травм, как тяжелых, так и легких. К сожалению, так называемые легкие электротравмы, относящиеся к категории «электрический удар» или «удар током», выпадают из общей регистрации, хотя в иных случаях они, судя по отдаленным последствиям, наносят здо- ровью гораздо больший ущерб, чем порезы рук и ушибы, тоже относимые к легким травмам, но в отличие от легких электро- травм подлежащие регистрации. На это обращается внимание в работе [27]. Значению легких электротравм (электрических ударов) начи- нают уделять внимание и за рубежом. Так, Осипка [181] пы- тался оценить число таких ударов. По его мнению, в среднем на одного электромонтера оно составляет 3—5 в год. Регистрация легких механических травм целиком себя оп- равдала, так как способствует установлению тех или иных на- рушений правил охраны труда н техники безопасности н сиг- нализирует о необходимости профилактических мер, направлен- ных на предотвращение возможных осложнений (например, применение при порезах дезинфицирующих средств, предупреж- дающих занесение инфекции). Столь же полезной, больше того, необходимой надо считать регистрацию мелких электротравм, даже не сопровождавшихся потерей трудоспособности. Такая регистрация способствовала бы, в частности, предоставлению лицам, пострадавшим от элек- трического удара, дополнительного отдыха или даже других, более активных средств укрепления общего состояния орга- низма. Как показывает опыт, регистрацию и учет легких травм, включая и электрические удары, но сопровождавшиеся потерей трудоспособности, целесообразно организовать в заводских пунктах медицинской помощи или в поликлиниках, обслужива- ющих районы расположения предприятий. При этом крайне ва- жно фиксировать не только обстоятельства, непосредственно от- носящиеся к оказанию врачебной помощи, но и обстоятельства происшествия (хотя бы кратко). Среди причин, объясняющих, почему данные расследования электротравм не всегда удается использовать для полноцен- ного анализа электротравматнзма, важное место занимает и не- достаточное изучение условий, прн которых возник несчастный случай. Особенно плохо то, что акты обследования, как пра- вило, не содержат данных о температуре и влажности помеще- ния и пола, о состоянии одежды и обувн пострадавшего и т. д. 2 в. Е. МаиоЛлов 33
Из-за неполноты обследования возможны большие ошибки. Квалифицируя, например, смертельный исход от ожогов, не учи- тывают, что этот ожог может быть вызван не электрическим током, прошедшим непосредственно через тело человека, а элек- трической дугой, вблизи которой оказался пострадавший. Ино- гда возможно комбинированное тепловое действие, когда ожог был вызван как пламенем электрической дуги, возникшей че- рез тело человека, так и электрическим током, прошедшим че- рез него. Материалы, которыми располагал автор. Содержанием дан- ной н последующей глав по преимуществу является обобщение личного опыта автора, изучившего за последние 40 лет несколько тысяч электротравм. Изучались также: а) отчеты о несчастных случаях областных комитетов профсоюзов, техниче- ских инспекций энергосбытов и отделов охраны труда мини- стерств и ведомств; б) материалы судебно-медицинской экспер- тизы и скорой помощи; в) отчеты Ленинградского института ох- раны труда ВЦСПС; г) обзоры статистики несчастных случаев за рубежом и у нас, опубликованные в различных журналах; д) материалы по электротравматизму, собранные профессором Е. О. Манойловым с 1904 по 1927 г. и относившиеся к травмам, происшедшим на электростанции «Гелиос» (ныне II ГЭС Лен- энерго) и в ее сетях; е) акты экспертизы несчастных случаев, составленные при участии автора. Таким образом, можно говорить, что предлагаемый внима- нию читателя обзор охватывает 70-летний период (с 1904 по 1974 г.). Конечно, не все перечисленные материалы обладают достаточной полнотой. Так, техническая документация о несчастных случаях состав- ляется некоторыми ЦК профсоюзов и энергосистемами отнюдь не образцово. Нередко к актам не прилагаются подробные за- ключения технической, а иногда и медицинской экспертизы; отсутствуют протоколы испытания изоляции отдельных элемен- тов оборудования. Существенным недостатком рассматриваемого материала является уже упоминавшаяся выше неполнота данных о поража- ющих напряжениях. В официальных актах обычно указывается только напряжение установки, а ведь оно заведомо больше под- линного значения напряжения, вызвавшего поражение. В неко- торых актах отсутствуют даже данные о напряжении установки. Между тем при двухполюсном касании токоведущих частей та- ких данных было бы вполне достаточно для анализа, поскольку в этих условиях поражающее напряжение соответствует напря- жению установки. Заметим, впрочем, что собранные нами сведения о напряже- ниях, несмотря на их неполноту, все же весьма существенны, так как позволяют выявить количественную сторону распреде- ления поражений по величинам напряжения установки. 34
2-4. СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА Важность комплексных расследований. Неполнота сведений, собираемых при электротравмах, объясняется не только несо- вершенством официальной документации, но и трудностями, связанными со сбором этих сведений. В самом деле, расследова- ние электротравмы будет квалифицированным и полным только в том случае, если к нему приступят сразу же после происшест- вия и если в нем примут участие наряду с инженерно-техниче- скими работниками также н врачи. Но организовать такое ком- плексное расследование с участием высококвалифицированных специалистов немедленно после несчастного случая зачастую не удается. Расследование же, проведенное позже, не дает возмож- ности точно установить ряд существенных обстоятельств и де- талей происшествия. Все это предопределяет несовершенство учета электротрав- матизма. Особенно затрудняет учет, а следовательно, н анализ электротравматизма неполнота данных судебно-медицинских наблюдений. Между тем роль нх в анализе случаев смерти лю- дей от электричества весьма велика. Многие авторы [32, 105, 192 и др.] указывают, что даже простое установление месторас- положения электрометок на теле погибших существенно помо- гает правильной диагностике причин летальных исходов при электротравмах. Еще больше может дать, конечно, вскрытие по- гибших. Обязательность вскрытия погибших. Уже в 1910 г. на Между- народном конгрессе судебно-медицинских экспертов по предло- жению Еллинека было принято решение об обязательном вскры- тии погибших от ударов молнии н электрического тока, но ре- шение это осталось невыполненным. Спустя 25 лет, в 1935 г., Еллинек, анализируя электротравматизм, писал [162]: «Несмотря на то, что мое предложение (о вскрытии погибших от молнии и электрического тока) было единогласно принято, случаи вскрытия погибших от электричества крайне редки». Серьезных изменений в этом отношении не произошло в за- рубежных странах и в последующие периоды. Как показали еще в довоенные годы Клышко в Чехословакии и Геберт в Германии (цит. по [181]), даже в тех случаях, когда судебно-медицин- ские вскрытия при внезапных смертях от электричества произ- водились, результаты получались весьма скромными, поскольку обстоятельства несчастных случаев оставались, как правило, неизученными. При этом авторы перечисляют те ошибки и не- правильные заключения, которые допускались при таком не- полном обследовании. В СССР погибших от электрического тока подвергают обя- зательному вскрытию. Основная цель вскрытия — установление причины смерти. При этом выясняется, соответствуют ли ре- 2* 35
зультаты вскрытия обстоятельствам происшествия. Но и здесь возможны ошибки. Пример 2-1. Рабочие монтажного участка одного яз строительств, придя на работу в понедельник утром, обнаружили лежавшего на полу мастера цеха. Пальцы его рук касались поврежденного патрона переносной лампы, находившейся под напряжением 220 В. По показаниям рабочих, мастер за- держался в субботу на работе, так как оформлял наряд. Судебно-медицин- ский эксперт написал, что смерть наступила от электрического тока, основы- ваясь, в частности, на том, что через тело пострадавшего длительное время протекал ток н на руках его были следы ожога. Однако прокуратура в про- цессе расследования установила убийство с корыстной целью н последующую инсценировку электротравмы. Повторное вскрытие показало, что пострадав- ший получил удар в голову, от которого н умер. Диагностическое значение электрометок. Основным призна- ком поражения человека электрическим током являются элект- рометки — следы тока на коже пострадавшего в местах ее кон- такта с частями электрооборудования или проводами, находив- шимися в момент происшествия под напряжением. В прошлом при отсутствии таких следов судебно-медицинский эксперт вы- носил заключение о причине смерти главным образом на ос- нове обстоятельств дела, данных следствия и технической экспертизы. Но в рассмотренном примере 2-1 контакт погибшего с токоведущими частями, находившимися под напряжением, был налицо, имелись и следы тока. Мало того, опрос очевидцев происшествия показал, что тело погибшего находилось в элект- рической цепи не менее 30—36 ч. Формальных оснований для сделанного заключения было вполне достаточно. Однако они привели к ложным выводам, которых могло бы и не быть, если бы судебно-медицинский эксперт, несмотря на всю очевидность обстоятельств, детальным образом обследовал тело погибшего. Обнаружив след от удара в голову, он, несомненно, пришел бы к выводу о необходимости более обстоятельного осмотра электрометок. Электрометки на теле человека достаточно подробно изу- чены. Установлено, что электрометки, возникшие в результате соприкосновения тела человека с токоведущими частями, вы- звавшего травму, существенно отличаются от электрометок, воз- никших на теле, если подобное соприкосновение произошло после смерти. Для первого случая характерна краснота вокруг места касания. В случае точечного касания электрометка напо- минает пчелиный укус с точкой в середине и некоторой отеч- ностью.. Иногда краснота, представляющая собой разновидность воспалительного процесса, появляется через 3—5 мин после травмы. На теле человека электрометка может возникнуть при очень малом токе, на трупе же любой след тока появляется лишь при плотности тока 0,5—1,0 А/см2. Ошибка судебно-медицинского эксперта, описанная в при- мере 2-1, была выявлена с большим опозданием — лишь по фо- тографии электрометок, сделанной представителем технической зв
инспекции. Именно эти фотографии, а также результаты рассле- дования, проведенного прокуратурой, привели к решению о не- обходимости повторного вскрытия. Один нз двух монтеров, работавших вместе с погибшим, прослышав о повторном вскрытии, скрылся. Суд над вторым монтером был вынужден ограничиться приговором за соучастие в убийстве, ибо кто именно из них двоих убил мастера, след- ствию установить не удалось. Изменения в селезенке. Насущная необходимость в объектив- ном методе определения причин смерти при отсутствии элект- рометок на теле (а число таких электротравм достигает 30%) привела к проведению большого числа исследований. Как бу- дет показано в главах 5 и 6, наиболее информативные изме- нения в организме человека при электротравме происходят в центральной нервной системе. Однако обнаружить нх при па- толого-анатомическом вскрытии тела пострадавшего не пред- ставляется возможным, ибо выраженными они бывают лишь в первые два часа после смерти, вслед за чем происходит де- струкция ткани н обнаружить их не удается даже весьма опыт- ным нейрогистологам. Поэтому заслуживает рассмотрения объ- ективный метод диагностики смерти от электрического тока, предложенный Э. С. Егизарианом. Он обратил внимание на то, что в актах судебно-медицинской экспертизы погибших от элект- ротравм обычно фиксируют полнокровие внутренних органов и четкую общую асфиксию, свидетельствующие о первичном на- рушении функции дыхания. Наблюдениям же за состоянием селезенки, как правило, не придают значения, хотя роль ее в жизни человека огромна. Об острой реакции селезенки на различные виды раздражителей впервые писал Ф. Ф. Сысоев еще в 1928 г. Он и последующие исследователи показали, что любая патология в организме вызывает те нли иные изменения в селезенке. Егизарнан, располагая современными морфологи- ческими, спектрографическими и спектрофотометрическими ме- тодами исследования, сумел показать [31] ее роль в реакции на такой раздражитель, как электрический ток. Он исследовал 20 случаев гибели людей от электрического тока в бытовых условиях, т. е. при напряжении электросети 127 и 220 В. Конт- ролем служили трупы лиц, умерших от инфаркта миокарда, спазма мозговых сосудов, травмы головы, ножевого ранения, огнестрельного поражения сердца. Одновременно автор провел исследования па большой группе животных (белые крысы). Установлено, что в случае смертельного поражения переменным, электрическим током промышленной частоты возникает отек артерий красной пульпы селезенки, наблюдаются полнокровие ее сосудов, очаговые кровоизлияния и атрофия лимфоидных фолликулов белой пульпы, а стенки артерий белой пульпы под- вергаются явно выраженной специфической деструкции. Спект- рофотометрия показывает, что при поражении переменным 37
электрическим током концентрация калия в тканях селезенки повышается, а натрия — снижается. Спектрография определяет существенные изменения в соотношениях макро- и микроэле- ментов в тканях селезенки: содержание алюминия, железа, маг- ния и фосфора увеличивается, а кремния — уменьшается. Это позволило установить, какие именно количественные отноше- ния калия к натрию, кальция к фосфору, железа к кальцию, железа к алюминию и алюминия к кремнию характеризуют смерть от электротравмы. А это означает, что судебно-медицинский эксперт распола- гает теперь достаточно точным и объективным приборным ме- тодом диагностики, особенно важным при оценке бытовых электротравм и травм в промышленности при напряжении ниже 65—127 В, когда во многих случаях отсутствуют электрометки. Широкое использование этого метода открывает большие перс- пективы и для исследователя, интересующегося взаимодейст- вием электрического тока с живым организмом. Усовершенствование системы расследования смертей от элек- тричества. Спектрофотографические и спектрофотометрические исследования, о которых говорилось выше, требуют довольно сложного и не всем доступного оборудования. По-видимому, целесообразно в каждом крупном промышленном городе создать централизованную экспресс-лабораторию, оснастить ее совре- менным физическим, биохимическим и биофизическим экспери- ментальным оборудованием и сосредоточить в ней судебно-ме- дицинскую экспертизу случаев острой смерти. Такие базовые лаборатории, несомненно, сыграют большую роль в изучении механизма сложных физических воздействий на человека, к ка- ковым по праву следует отнести и поражение электрическим током. Наличие таких лабораторий придаст выводам судебно-меди- цинской экспертизы больший вес. В настоящее время, если су- дебно-медицинские вскрытия и выясняют причину смерти, то они, как правило, дают очень мало материала, необходимого для более подробного расследования несчастных случаев, в ча- стности для определения параметров электрической цепи, выз- вавших тяжелый исход. Изобилие в акте вскрытия обязатель- ных сведений общего порядка подчас лишает инженера, который ведет расследование, возможности использовать данные вскры- тия в целях более подробного выяснения параметров электри- ческой цепи, приведших к смерти. Вследствие этого при рассле- довании допускаются ошибки в определении токоведущих час- тей, соприкосновение с которыми вызвало образование смер- тельной для человека электрической цепи. И в этом плане необходимость усовершенствования системы и практики рас- следования смертельных поражений электричеством совершенно очевидна. 38
2-5. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМА В КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАНАХ Прежде чем приступить к изложению данных об электро- травматизме за рубежом, следует предостеречь читателя от пря- мого некритического сопоставления их с аналогичными дан- ными по нашей стране. Дело в том, что у нас в отличие от подавляющего большинства капиталистических стран сущест- вует обязательная система регистрации и учета несчастных случаев, в том числе и электротравм. Правда, в некоторых от- раслях народного хозяйства, в частности в коммунальных пред- приятиях и в сельском хозяйстве, встречаются нарушения этой системы. Плохо учитываются несчастные случаи от электриче- ства н в быту, особенно если они происходят в небольших го- родах и сельских районах. Но в тяжелых случаях, когда при- ходится прибегать к судебно-медицинским вскрытиям и проку- рорским расследованиям, все эти недостатки учета выявляются. Поэтому имеются основания утверждать, что в СССР электро- травмы учитываются и расследуются с наибольшей в мире пол- нотой. А это служит залогом успеха в борьбе с электротравма- тизмом, ибо таким путем выявляются очаги электротравм, что позволяет выработать как общие, так и частные мероприятия по предупреждению несчастных случаев. Сравнение статистических данных по электротравматизму в СССР с соответствующими данными "в капиталистических странах, в котормх единая обязательная система такого учета отсутствует, ставит Советский Союз, естественно, в менее бла- гоприятные условия. Но осуществляемое с необходимыми по- правками такое сравнение весьма поучительно, поскольку оно, помимо всего прочего, характеризует и отношение к охране труда в социалистическом государстве. Сколько-нибудь исчерпывающие статистические обзоры электротравматизма по отдельным зарубежным странам долгое время отсутствовали, что вынуждало обращаться к работам Еллинека [32, 161], имеющим более чем сорокалетнюю дав- ность. Лишь с 1956 г. в специальной литературе начали по- являться работы, характеризующие производственный электро- травматизм за рубежом. Опубликованы материалы по электро- травматизму в США, Австрии, Англии, ФРГ, Бельгии и других странах [142—147 и др.]. Обзоры, публикуемые в настоящее время за рубежом, дают главным образом общее представление о несчастных случаях в той или иной отрасли народного хозяйства данной страны. Наибольший интерес вызывают систематически публикуемые отчеты Эдисоновского электротехнического института США и Фабрично-заводской инспекции в Англии. Весьма обстоятель- ные обзоры помещает на своих страницах Швейцарский элект- ротехнический бюллетень. 39
Даже беглое ознакомление с этими данными показывает, что отсутствие единого подхода к учету, оценке и статистиче- ской обрабо1ке электротравм приводит к большому разнобою в выводах. В статистических обзорах, опубликованных в за- рубежной литературе, отсутствуют св°дения о правилах учета несчастных случаев, принятых в тех или иных странах. Между тем, если сопоставить число тяжелых случаев поражения электрическим током с общим числом электротравм в странах, не отличающихся друг от друга по энерговооруженности и характеру производства, то получаются столь значительные расхождения, что объяснить их можно только различиями в системах учета. Данные, приводимые в зарубежной периодической печати в последние годы, не всегда способствуют объективной харак- теристике электротравматизма. Так, в обзоре материала по электротравматизму в США [142] во втором абзаце на стр. 37 указывается, что в США в 1956 г. произошло 109 несчастных случаев со смертельным исходом. А в третьем абзаце той же страницы говорится, что на 1 млн. рабочих в промышленности США приходится 23 смертельных поражения электрическим током. Но если сопоставить эти цифры, то окажется, что в аме- риканской промышленности было занято в 1956 г. не больше 4,75 млн. человек, что, конечно, никак не соответствует дей- ствительности. О том, что в США годовое число смертельных электро- травм значительно больше 109, можно судить по ряду обзоров, опубликованных в американской печати. Так, из данных Эди- соновского электротехнического института можно заключить, что с 1943 по 1962 г. только на энергетических предприятиях н энергосистемах погибло 1500 человек. В уже упоминавшейся работе [142] сообщается, что по 185 обследованным промыш- ленным предприятиям США на 1000 рабочих и служащих при- ходилось в 1950 г. 0,47, а в 1951 г. 0,37 смертельной травмы. Обычно минимальный процент смертельных электротравм в об- щем смертельном промышленном травматизме оценивается величиной 15—20%. Это значит, что только по этим 185 пред- приятиям в год на 1 млн. рабочих и служащих от электриче- ского тока погибает 55,5—72 человека. Далее, в этой же статье указывается, что травматизм снизился только на 14 из 185 об- следованных предприятий. О высоком уровне промышленного травматизма в США говорит и работа Янга [193], содержащая данные по смертель- ному травматизму в светотехнической и электротехнической промышленности (без электростанций и сетей) в США за 13 лет, по 1953 г. включительно. Из этих данных видно, что в среднем в год в названных отраслях промышленности поги- бает 133 человека, в том числе 93 от электротравм. Остальные травмы со смертельным исходом происходят вследствие паде- 40
ния с высоты, по вине транспорта и по другим причинам. На 1 млн. рабочих и служащих предприятий приходилось, по Янгу, в 1953 г. 25,7 смертельной электротравмы. В статье [145] приводится анализ 714 электротравм, имев- ших место в США в 1958 г. Статья отчетливо иллюстрирует неудовлетворительное состояние учета и статистики несчастных случаев в США. Автор статьи не скрывает, что приводимые им официальные данные о смертельных поражениях в три с лишним раза меньше числа смертельных поражений, извест- ных ему из неофициальных источников. Анализируя данные этих, а также других статистических обзоров промышленного травматизма, появившихся в печати, и сопоставляя их с опубликованными данными о численности рабочих и служащих, можно прийти к выводу, что в 50-х го- дах в США происходило около 1200 смертей от электротравм в среднем за год, а в настоящее время число их приближа- ется к 1800—2000. Этот вывод не противоречит данным Буле, изучавшего не- счастные случаи в США. В его работе [131] приведен коэффи- циент, характеризующий число электротравм на 1 млн. отра- ботанных человеко-часов. Сопоставляя этот коэффициент с официальными данными о числе работающих, можно ори- ентировочно подсчитать и число электротравм в год. Оказы- вается, что по этим данным число смертельных производствен- ных электротравм составило в США в 1957 г. около 850. С уче- том электротравм в быту и на непромышленных предприятиях общее число электротравм доходило в этом году до 1300—1400, что совпадает с данными, полученными из других источников. Буле, правда, отмечает, что число электротравм на 1 млн. от- работанных в США человеко-часов снижается. Но это сниже- ние недостаточно, и электротравматизм в США продолжает оставаться высоким. Наряду с этим Буле утверждает (и, по- видимому, не без основания), что в США можно насчитать сотни предприятий, на протяжении ряда лет не имевших во- обще ни одного смертельного поражения электрическим током. Это нельзя не связать с автоматизацией многих основных про- изводственных процессов. Отсюда — смещение травматизма в область вспомогательного производства с большим удельным весом неквалифицированных и временных рабочих, в том числе и эмигрантов из экономически слабо развитых стран. Ознакомление с данными по электротравматизму в США за последние годы, вплоть до 1974 г., показывает, что принци- пиальных изменений там в этом отношении не произошло. Есть основания полагать, что число смертельных поражений от электричества в США достигает 2500—2800 в год. Такие меры, направленные на уменьшение числа электротравм, как повы- шение надежности электроснабжения и улучшение качества Изоляции оборудования, не гарантируют от поражений элект- 41
ричеством из-за ошибок персонала, связанных с употреблением наркотиков. Увеличение электротравм по этой причине наблю- дается и в других странах. Общее представление об электротравматизме в капитали- стических странах за последние годы дает табл. 2-1. Некоторые цифры, отсутствовавшие в обзорах, получены путем сопостав- лений и пересчетов. Ориентировочный характер таких цифр не может, однако, сколько-нибудь существенно обесценить таб- лицу. О чем же свидетельствует эта таблица? Прежде всего о том, что численные данные об электротравматизме в известной сте- пени ограничены неполнотой учета. Меньше всего это отно- сится к Австрии, где Еллинек наладил образцовый учет элект- ротравм, а также подробное и обстоятельное расследование несчастных случаев при обязательном судебно-медицинском вскрытии погибших. Австрия, пожалуй, единственная капита- листическая страна, в которой существует обязательное вскры- тие погибших от удара молнии или от поражения электриче- ским током. Бросающиеся в глаза при просмотре таблицы от- клонения удельных показателей Австрии от показателей других европейских стран объясняются в первую очередь более пол- ным учетом ею электротравм. Если при этом принять во вни- мание еще и то, что в Австрии вопросам электробезопасности уделяется большое внимание, то австрийские показатели можно считать с достаточной точностью характеризующими числен- ное значение электротравматизма в капиталистических стра- нах. Теперь по существу содержания таблицы. Показатель, ха- рактеризующий число электротравм на миллион жителей, практически остался на прежнем уровне. Но если учесть, что за эти годы население стран, перечисленных в таблице, вы- росло, то очевиден вывод — в абсолютных цифрах электротрав- матизм растет, и притом существенно. По данным Осипка [180], оказывается, что с 1948 по 1960 г. число электротравм в ФРГ увеличилось в 2,98 раза. В Австрии число электротравм воз- растает ежегодно на 20—30% и лишь в Швейцарии оно остается примерно на прежнем уровне. Остановимся на показателе, характеризующем число нес- частных случаев на отпущенный потребителю миллиард ки- ловатт-часов. Этот показатель в США значительно ниже, чем в других странах. Это объясняется значительно большим, чем в других странах, потреблением в США электроэнергии элект- рохимическими, электрометаллургическими и другими энерго- емкими потребителями. В каждой стране динамика электротравматизма обладает своей спецификой, определяемой различными причинами: ха- рактером потребителей, типом прокладки сетей, их напряже- нием и даже климатом. Например, в Швейцарии значительно
Таблица 2-1 Электротравматизм в капиталистических странах Страна Год Количество несчастных случаев, отнесенное на 1 млрд. кВтч отпущенной электроэнер- гии Коли- чество несчаст- ных случаев на 1 млн. жителей Количество несчастных случаев со смертельным исходом Отношение общего числа электротравм к числу электротравм со смертель- ным исходом в про- мышлен- ности всего в стране 1952 12,9 11,1 16 78 8,1 1953 11,7 11,9 18 85 7,1 1955 9,6 9,4 16 73 8,6 Австрия 1956 9,4 9,5 72 1958 9,2 9,2 27 68 __ 1959 8,3 8,5 16 69 __ 1963 5,0 9,7 __ 1970 4,8 8,3 __ 1971 5,1 8,6 — — — 1946 33 1952 5,0* 40 121» 18,6 1953 3,1 38 126 19,0 Англия 1956 — 2,9» 40 123» 19,9 1957 —- 2,4 32 133 13,6 1965 0,7 2,6 1972 — 2,8 — — — 1951 9,8 3,8 33 9,0 Бельгия 1953 1954 3,5 2,4 3,0 2,6 9 32 23 4,0 1973 2,6 3,2 — — — 1954 723 1955 2,7» 7,9 — 1956 — 1200 11,6 США 1957 —. 6,9 —- —. — 1958 1,7 6,9 —, 1970 1,6 7,2 1972 1,4 7,0 — — 1973 1,2 7,1 — — — 1951 6,5 5,9 291» 1953 5,4 5,9 ФРГ 1954 5,3 4,4 — 317 17,9 1957 2,9 5,7 1958 3,4 5,7 1970 2,8 4,8 — 360 — • Данные пвлучены путем сопоставления источников [79, 120, 123, 124, 143—148, 151, 152, 164, 180, 189, 193, 194] и некоторых других, включая переводные статистические обзоры. 43
Продолжены* табл. 2-1 Страна Год Количество несчастных случаев» отнесенное на 1 млрд. кВтч отпущенной электроэнер- гии Коли- чество несчаст- ных случаев на 1 млн. жителей Количество несчастных случаев со смертельным всходом Отношение общего числа электротравм к числу электротравм со смертель- ным исходом в про- мышлен- ности всего в стране 1954 2,6 4,0 20 12,7 1955 3,0 5,7 — 30 — 1956 3,1 6,1 21 34 8,2 1957 2,8 5,1 10 28 12,9 1958 2,6 5,0 21 29 10,1 1960 2,5 4,8 28 22 10,3 Швейцария 1961 2,7 4,8 24 31 9,1 1965 2,8 4,7 20 29 8,9 1968 2,5 4,8 19 31 8,0 1969 2,7 3,1 18 23 — 1970 2,8 3,0 24 36 — 1971 2,2 3,2 —— — — 1973 2,4 3,0 — — — выше, чем в других европейских странах, удельный вес пора- жений от сетей напряжением ниже 1000 В (90% вместо 80 — 83%). Это объясняется, по-видимому, тем, что в Швейцарии относительно невелика протяженность сетей напряжением выше 1000 В, а количество электроприемников, приходящихся на 1 млн. жителей, весьма велико. Характерно для Швейцарии (и это пока не находит объяснения) значительное число слу- чаев поражений с длительной потерей трудоспособности, про- исшедших на установках и в сетях напряжением ниже 1000 В. Достаточно сказать, что в 1959 г. число потерянных по этой причине дней возросло по сравнению с 1956 г. на 15%. Коэф- фициент тяжести в этой стране значительно выше, чем в дру- гих странах. Увеличилось в Швейцарии число несчастных слу- чаев при электросварочных работах и на крановых установ- ках. Один нз показателей табл. 2-1 характеризует отношение общего числа электротравм к числу их со смертельным исхо- дом. Среднее значение этого показателя по капиталистическим странам можно считать равным 13,8 при колебаниях от 7,1 до 19,9. По данным Швейцарского электротехнического бюлле- теня [79], этот показатель достигает даже 22,3. Остановимся на электротравматизме в странах, которые не включены в табл. 2-1 из-за неполноты сведений об электро- травматизме в них. Ряд публикаций указывает на большое число электротравм во Франции. В 1965 г. на 1 млн. жителей здесь приходилось 9,4, а на 1 млрд, отпущенных киловатт-ча- 44
сов —4,6 травмы Со смертельным исходом. В связи С этим представляет интерес обзор электротравматизма по энерго- системе «Электрисите де Франс» [152]. В нем показывается, что за 10 лет (1951—1961 гг.) произошло 4385 несчастных случаев, из них 1546 (или 35,2%) со смертельным исходом. 1070 случаев (или 24,4% общего числа их) произошли в або- нентских сетях, в том числе 220 случаев связаны с пользованием бытовыми электрическими приборами (22,4% приходится иа стиральные машины, 18,4% — на домашний ремонт телевизо- ров и радиоприемников, 5,2%—на электроутюги, 17,1% — на электрические осветительные приборы, 4,2%—на пылесосы, остальные 32,7% случая—-на нетиповые приборы). Если судить по отдельным публикациям в печати, эти дан- ные довольно точно характеризуют электротравматизм и в дру- гих европейских странах. Отсюда вытекает, что значительное увеличение бытовых электрических приборов приводит к уве- личению электротравм, а это, в свою очередь, говорит о том, что необходимо, во-первых, провести широкую кампанию по разъяснению недопустимости ремонта электрических бытовых приборов неспециалистами, во-вторых, повысить качество изо- ляции этих приборов и, в-третьих, больше внимания уделять состоянию электрических бытовых сетей. Неблагополучно с электротравматизмом и на электриче- ских станциях Франции. Об этом свидетельствуют, в частности, следующие данные. На 1000 рабочих, занятых в энергосисте- мах, приходится за год 1 смертельный, 15 тяжелых и 100 лег- ких несчастных случаев. Все это привело к созданию в энер- госистеме «Электрисите де Франс» специального отдела по охране труда. По утверждению французских источников, элек- тротравматизм среди иностранцев, приехавших на работу во Францию, значительно выше, чем среди рабочих из числа корен- ного населения. Растет электротравматизм и в других европейских странах, в частности в Голландии. Показательно, что Бате, автор статьи об электротравматизме в Голландии [126], дал ей следующее название: «Опасность электрического тока как социальная проблема». Аналогичные акценты ставились и в ряде выступ- лений иа Международном симпозиуме по электробезопасности, состоявшемся в Кельне (ФРГ) в ноябре 1972 г. В Японии ежегодно погибает от поражения электрическим током до 1500 человек или до 15 человек на 1 млн. жителей, что автор сообщения [34] ставит в связь, в частности, с широ- ким строительством промышленных предприятий в прибрежных районах, в том числе и на территориях, намытых непосред- ственно в море, т. е. в зоне повышенного увлажнения. Имеющиеся данные позволяют оценить в первом приближе- нии годовое число смертей от электрического тока, происхо- дящих в капиталистических странах. Симон [186] считает, что 45
S Странах Европы на 1 млн. жителей приходится от 4 до 10, а в среднем 5,2 смертельной электротравмы в год. Энергово- оруженность развивающихся стран Азии и Африки, конечно, меньше, но зато и культура эксплуатации электрооборудова- ния там ниже. Достаточно сказать, что только за два года (1969 и 1970) в Западной Бенгалии (Индия) было зарегистри- ровано 190 смертельных травм от электричества. Поэтому можно принять, что среднее годовое число электротравм с ле- тальным исходом на 1 млн. жителей Азии и Африки составляет 6,3, т. е. несколько больше, чем в европейских странах. Отсюда следует, что в несоциалистических странах, население которых превышает 3 млрд, человек, от электрического тока в год по- гибает 18—20 тыс. человек. В связи с этим нельзя не согла- ситься с утверждением автора упомянутой статьи в голланд- ском журнале, что электротравматизм в капиталистических странах становится народным бедствием. 2-6. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМА В СССР Действенные средства борьбы с травматизмом. Социалисти- ческой системе производства электротравматизм, как и трав- матизм в целом, не присущ органически. Он может возникнуть и просуществовать какое-то время лишь как явление, подле- жащее и поддающееся устранению. Постоянное же его нали- чие несовместимо с самой природой планового социалистиче- ского хозяйствования, что доказывается отсутствием электро- травматизма не только на многих тысячах промышленных пред- приятий, но и в целых отраслях народного хозяйства. Сказанное не исключает, однако, возможности возникновения даже на этих, казалось бы, благополучных участках отдельных электро- травм, вызванных стечением неблагоприятно сложившихся об- стоятельств или несчастными случаями. Государственный надзор за эксплуатацией оборудования, профсоюзный контроль за проведением и обязательным внед- рением мероприятий по охране труда, большое внимание, уде- ляемое общественностью решению проблем охраны труда и техники безопасности, наконец, советское трудовое законода- тельство являются действенными средствами борьбы с травма- тизмом. Закон предусматривает уголовное наказание лиц, не обес- печивших предусмотренных защитных мероприятий, даже в том случае, если их отсутствие лишь могло привести (хотя и не привело) к производственной травме. Если в капиталистических странах основным, а в ряде слу- чаев и единственным стимулом для осуществления защитных мероприятий является стремление избежать материального ущерба при несчастном случае, то в нашей социалистической 46
стране огромные средства, затрачиваемые на предупреждение травматизма, имеют прежде всего целью сохранение жизни и здоровья советского человека, а затем уж и предотвращение материального ущерба социалистической собственности, кото- рым сопровождается едва ли не каждая травма. Публичное обсуждение проблемы. Проявлением большого ин- тереса общественности нашей страны к проблеме электробез- опасности могут служить многочисленные описания несчастных случаев, вызванных электричеством, публикуемые в техниче- ских журналах. Дело не ограничивается помещением соответ- ствующих материалов в специальном журнале «Охрана труда и техника безопасности». Практически все журналы электро- технического профиля, начиная со старейшего журнала «Элек- тричество», периодически публикуют описания несчастных слу- чаев и статьи, посвященные разработке защитных мероприятий. Первая более или менее полная сводка данных по электро- травмам в нашей стране была сделана Н. А. Вигдорчиком [14]. Большой статистический материал привели в своих работах В. И. Королькова [50], М. А. Аврущенко и Н. 3. Хавин [1] и др. Авторы последней работы проанализировали производственные электротравмы в энергосистемах и пришли к выводу, что мно- гие несчастные случаи происходят вследствие грубых наруше- ний правил технической эксплуатации и требований безопас- ности. Этот вывод не остался без последствий. В организацию эксплуатации электрической части станций и сетевых подстан- ций были внесены существенные коррективы, а приведенные Аврущенко и Хавиным обстоятельные описания несчастных случаев до последнего времени используются в системе обуче- ния дежурного персонала. Обобщение н анализ материалов по электротравматнзму. В СССР имеются огромные возможности для глубокого и раз- ностороннего анализа несчастных случаев. Данные расследо- ваний, проводимых инспекторами энергосбытов, рассматрива- ются и обобщаются техническими инспекциями обкомов, а за- тем и отделами охраны труда отраслевых профсоюзов. Каждую травму с тяжелым исходом тщательно расследуют органы су- дебно-медицинской экспертизы. Данные этой экспертизы со- держат сведения об электротравмах, происшедших не только в промышленности и на транспорте, но и в быту, на комму- нальных предприятиях, в сельском хозяйстве и т. д. По нашим подсчетам, число смертельных электротравм, учтенных судеб- но-медицинской экспертизой, на 40% превышает число их, расследованных всеми видами инспекций. Поэтому Министер- ство здравоохранения СССР обладает всеми возможностями Для оценки проблемы электротравматизма в целом по стране. В начале 50-х годов начал проводиться систематический анализ электротравматизма в Ленинградском институте охра- ны труда ВЦСПС (ЛИОТ) и в отраслевых промышленных 47
институтах, создавших у себя лаборатории или отделы по ох- ране труда и технике безопасности. Из работ, опубликован- ных сотрудниками ЛИОТ, наибольшее внимание привлекает насыщенное конкретным материалом исследование Г. Ю. Гор- дон, В. И. Филиппова и Е. С. Ярченко [24]. В нем впервые сопоставлены данные за два периода: 1951 —1952 гг. и 1964— 1966 гг. Во втором периоде электротравмы анализировались значительно более обстоятельно и полно. Однако этот труд не лишен недостатков. Одно из утвержде- ний авторов, а именно то, что «темпы повышения электробез- опасности в народном хозяйстве нельзя признать удовлетвори- тельными, поскольку электротравматизм в пересчете на 1 мил- лион работающих за указанные годы вырос в 1,2 раза», вызы- вает решительные возражения. За минувшие годы в народном хозяйстве страны произошли серьезные изменения. Ежегод- ный прирост производства электроэнергии составлял 7—8%, электропотребление в общем возросло за это время более чем в 2,5 раза. Протяженность электрических сетей увеличилась более чем в 3 раза. Электровооруженность трудящегося, заня- того в промышленности и на транспорте, поднялась в два с лишним раза, а в сельском хозяйстве — почти в 10 раз. В не- сколько раз увеличилось число бытовых электроприемников на каждого жителя. Поэтому о «темпах повышения электро- безопасности» правильнее судить по числу электротравм, при- ходящихся на 1 млрд. кВт-ч электроэнергии, отпущенной по- требителям. А этот главнейший показатель электротравма- тизма по сравнению с 1951 г. снизился, по нашим данным, почти в 3 раза. В ряде промышленных районов (Московский, Ленинградский, Латвийский и др.) на 1 млрд. кВт-ч потреб- ленной энергии приходится уже менее одной электротравмы с тяжелым исходом. Вот эти цифры более объективно харак- теризуют ведущуюся в нашей стране работу по повышению электробезопасности. Централизованное электроснабжение получили практиче- ски все промышленные и непромышленные предприятия, все города и села, все дома и квартиры. Число лиц, профессио- нально обслуживающих электротехнические устройства и электрорадиооборудование, ежегодно увеличивается на сотни тысяч человек. А все это — залог электробезопасности в усло- виях бурно растущего электропотребления. Электротравматизм в отдельных отраслях народного хозяй- ства. Распределение производственных электротравм по отрас- лям народного хозяйства СССР выборочно показано в табл. 2-2 по четырем крупным экономическим районам страны с доста- точно развитыми промышленностью и сельским хозяйством [24]. Заметим, что пользоваться цифрами этой таблицы надо с большой осторожностью. Во-первых, сопоставление данных по стране в целом с данными по четырем, пусть даже крупным, 48
экономическим районам носит несколько условный характер. Во-вторых, удельный вес каждой из отраслей в народном хо- зяйстве страны не оставался на протяжении четверти века не- изменным, и уже это одно могло повлиять на приведенное в таблице распределение электротравм. Тем не менее, исход- ным материалом для размышлений таблица служить, конечно, может. । Таблица 2-2 Распределение (в процентах) производственных электротравм по отраслям народного хозяйства СССР Отрасль Годы 1951 — 1952 1964—1966 1970—1972 Машиностроение 6,1 4,1 5,9 Металлургия Строительство и промышленность строима- 8,0 4,0 3,2 териалов 10,9 11,7 13,2 Угольная промышленность 17,2 2,8 1,8 Сельское хозяйство 6,6 27,7 28,5 Коммунально-бытовые предприятия 3,8 4,3 5,8 Прочие отрасли 47,4 45,4 41,6 Итого . . . 100,0 100,0 100,0 Ощутимы достижения в борьбе с электротравматизмом мно- гих ведущих отраслей промышленности. Общеизвестным фак- том являются опережающие темпы развития машиностроения в нашей стране. В этих условиях можно было ожидать увеличе- ния удельного веса машиностроения в общем производственном электротравматизме. И то, что этого не произошло, имеет свое четкое объяснение: в машиностроении (включая судостроение, станкостроение, электромашиностроение, приборостроение и тя- желое машиностроение), равно как в металлургии, в энергетике и в некоторых других отраслях промышленности, очаги электро- травм уже начинают исчезать. Крайне редкие электротравмы, еще встречающиеся там, нетипичны, хотя и они требуют тща- тельного расследования всех обстоятельств происшествия, чтобы избежать новых несчастий. Очаги электротравм исчезают, как правило, там, где надеж- ности оборудования уделяют большое внймание, строго соблю- дают требования по устройству и эксплуатации оборудования, проводят систематическую профилактику. В этих отраслях про- мышленности внимание направляют на состояние вводимого в эксплуатацию нового технологического оборудования, на орга- низацию эксплуа lamin оборудования, имеющего ряд систем 49
напряжения, словом, на все, что должно обеспечивать надеж- ность работы. Но в отдельных (в первую очередь новых) промышленных районах, в которых велик объем строительных и монтажных ра- бот и где основное производство находится еще в процессе ос- воения, число электротравм продолжает оставаться большим. Велико оно и в таких отраслях народного хозяйства, как строи- тельство и разработка недр. В строительстве электротравматизм существует в его класси- ческой форме. Подчеркнем, именно в классической, ибо тут со- вершенно очевидны его причины и ясны пути устранения, кото- рые в нашем государстве вполне реализуемы. Высокий травма- тизм на строительных площадках объясняется прежде всего трудностями эксплуатации электротехнических устройств на от- крытом воздухе. О значении этого фактора говорит хотя бы рас- пределение всех электротравм, зарегистрированных за ряд по- следних лет в нашей стране, по месту их возникновения: 47,4% их произошли в помещениях, а 52,6%—вне помещений [24]. Не вызывает сомнений необходимость замены воздушных линий электропередачи кабельными. Однако темпы осуществления этого мероприятия на строительстве явно недостаточны. Большое число травм, возникающих при разработке недр, объясняется трудностями эксплуатации электрооборудования под землей, в частности, из-за недостаточного парциального со- держания кислорода в атмосфере подземных выработок. Прове- денный нами анализ показал, что в начале 50-х годов горнодо- бывающая промышленность находилась по уровню электротрав- матизма на следующем месте после строительства, где он был наиболее высок. Осуществленные за последние годы мероприя- тия значительно снизили электротравматизм в горнодобывающей промышленности, и сейчас она уже не выделяется в этом отно- шении среди других отраслей народного хозяйства. Угледобыча, в значительной мере определяющая лицо всей горнодобывающей промышленности, снизила, например, свою долю в общем про- изводственном электротравматизме почти в 10 раз (с 17,2% в 1951—1952 гг. до 1,8% в 1970—1972 гг.— см. табл. 2-2). Важнейшим из мероприятий, обеспечивших снижение числа подземных электротравм, является переустройство контактных сетей рудничных электровозов. Прикосновения к троллейным проводам, подвешенным на высоте всего 2—2,5 м (а такие при- косновения могут быть как непосредственными, так и через тот или иной инструмент,,трубу и т. д.), нередко приводили к смер- тельным поражениям. Применение посекционного автоматиче- ского снятия напряжения (иными словами, подача напряжения только на тот участок сети, на котором находится в данный мо- мент электровоз) привело к существенному сокращению числа электротравм. Используемая для этих целей защита РУКС-2м должна найти самое широкое применение. 50
Но есть и такие отрасли народного хозяйства, в которых электротравматизм не только превышает соответствующий по- казатель по Союзу в целом, но и увеличивается год от года. Если в 1951—1952 гг. на долю сельского хозяйства приходилось 6,6% общего числа производственных электротравм в стране, то в 1964—1966 гг. соответствующая цифра достигла уже 27,7%. В дальнейшем она даже несколько возросла (см. табл. 2-2). Практически четверть всех производственных электротравм про- исходит в сельском хозяйстве, хотя его энергоустановки потреб- ляют лишь 5—6% производимой в стране электрической энер- гии [24]. В этом отношении показателен пример одного из наиболее крупных промышленных районов страны с ежегодным потребле- нием свыше 10 млрд. кВт-ч электроэнергии. Сельское хозяйство в этом районе развито слабо. Достаточно сказать, что оно не обеспечивает городского населения даже овощами. И вот на это маломощное сельское хозяйство, потребляющее менее 3% всей электроэнергии, расходуемой районом, приходится свыше 50% всех зарегистрированных там электротравм с летальным ис- ходом. При эксплуатации электрооборудования и электрических се- тей в сельском хозяйстве чаще, чем в промышленности, встре- чаются нарушения правил эксплуатации и техники безопасности, в частности, из-за нехватки квалифицированных работников. Но это — явление временное, пути устранения перечисленных недо- статков ясны, и можно ие сомневаться, что электротравматизм на селе будет уже в ближайшие годы резко снижен. Заметим, что в сельском хозяйстве капиталистических стран тоже неблагополучно с электробезопаспостью. Даже в такой промышленно развитой стране, как Австрия, число смертельных поражений в сельском хозяйстве достигает 50% общего числа электротравм с тяжелым исходом. Высок также электротравма- тизм в сельском хозяйстве США и других стран. В Англии элек- тротравмы в садоводстве даже выделяются в отдельную группу. Несчастные случае со смертельным исходом имели место на электромедицинеких установках в поликлиниках и больницах (при ремонте физиотерапевтической и рентгеновской аппара- туры), в рекламных организациях (при установке световых вы- весок) и т. д. Между тем электрооборудование напряжением выше 1000 В вполне можно эксплуатировать безопасно, о чем свидетельствует опыт электросвязи. На предприятиях электро- связи СССР используется много оборудования напряжением выше 1000 В, к тому же нередко установленного на открытом воздухе или в неприспособленных помещениях. И все же здесь на протяжении отдельных лет вовсе не наблюдалось смертель- ных поражений, связанных с работой на этом оборудовании. Растет число электротравм и в быту, главным образом в се- тях старого жилого фонда. 51
Распределение электротравм по .отраслям народного хозяи- ства показывает, что они преобладают там, где имеется мною сетей временного электроснабжения и воздушных сетей напря- жением ниже 1000 В. Именно такое положение складыватся на предприятиях по- добыче полезных ископаемых и на строитель- ных площадках, нуждающихся в специализированном электро- оборудовании и в специализированных электрических сетях, но зачастую не имеющих их. Если исключить из рассмотрения сельское хозяйство, ком- мунальное хозяйство, строительство, быт и другие неэнергоемкие отрасли народного хозяйства, а в ведущих отраслях не рассмат- ривать сетей временного электроснабжения и воздушных сетей, совершенно нетипичных для зарубежных стран, то окажется, что по сравнимым показателям количество электротравм на 1 млн. кВт-ч потребленной электроэнергии и на 1000 работаю- щих в СССР меньше, чем в капиталистических странах. Это свидетельствует о больших возможностях снижения травма- тизма, заложенных в социалистическом способе хозяйствования. Дальнейшие успехи в обеспечении электробезопасности зависят от темпов: а) механизации и автоматизации производ- ственных процессов; б) замены воздушных линий электропере- дачи кабельными; в) повышения качества электроизоляции ма- териалов; г) освоения строительных материалов, деталей и кон- струкций с улучшенными электроизоляционными параметрами; д) увеличения надежности электроснабжения; е) улучшения микроклимата внутри производственных помещений, поскольку отклонение его от нормы часто повышает электроопасность по- следних (см. § 5-7). Работы по всем этим направлениям ведутся, а следовательно, имеется и уверенность в дальнейшем улучше- нии показателей, характеризующих электротравматизм в нашей стране. 2-7. БОРЬБА С ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМОМ В СТРАНАХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОГО СОДРУЖЕСТВА В странах социалистического содружества борьба с электро- травматизмом, как и с травматизмом в целом, поднята до уровня государственной задачи. Своим кровным делом считают ее и профсоюзы. Во всех странах социалистического содружества созданы институты охраны труда, координирующие друг с дру- гом свою деятельность. Так, в Венгрии упорно работают над расшифровкой механизма действия электрического тока на жи- вой организм. Как и в других социалистических странах, здесь обстоятельно расследуют каждую электротравму. В обзоре за 1958—1969 гг. [172] заостряется внимание на бытовом электро- травматизме, вероятность которого обусловлена происходящим там массовым внедрением электрических приборов в быт. На- коплен ценный опыт по разъяснению широким кругам населения 52
бПасностей, связанных с неосторожным пользованном электри- ческими приборами, в том числе и светильниками. В Полыие широко развернулись исследования по оптималь- ному устройству систем заземления. Два международных симпо- зиума, проведенных там в 1968 и 1972 гг. [178], внесли сущест- венный вклад в разработку этого важного способа защиты от электричества. Электрики Германской Демократической Республики по праву могут гордиться разработанными в этой стране весьма совершенными правилами устройства электрических установок и их безопасной эксплуатации. Принципы научной организации труда успешно внедряются здесь в деятельность энергосистем и энергохозяйств предприятий. Плодотворно работают над проблемами электробезопасности и ученые Болгарии, о чем свидетельствуют многочисленные пуб- ликации в софийском журнале «Энергетика». Значительный на- учно-технический интерес представляют приведенные там ре- зультаты определения напряжения, наводимого линиями элек- тропередачи на находящиеся невдалеке от них металлические предметы [20]. Поводом для этого исследования послужила элек- гротравма со смертельным исходом, возникшая в результате со- прикосновения человека с металлической решеткой сада, вблизи которого проходила линия электропередачи. Показано, что опас- ное напряжение возникает только в момент короткого замыка- ния на линии. Нормируемое безопасное расстояние между ме- таллическими предметами и линиями электропередачи является, таким образом, функцией передаваемого напряжения и тока ко- роткого замыкания. Для линий напряжением ПО кВ и ниже безопасное расстояние в общем случае определено в 50 м. Эта величина подлежит уточнению для каждого конкретного случая. Еще важнее — принятие мер, надежно исключающих однополюс- ные короткие замыкания, в особенности на линиях электропере- дачи, проходящих по населенной местности. Из обзора [182] вытекает, что в Чехословакии от электри- чества погибает в последнее время в среднем до 150 человек в год. По удельным показателям (число смертей на 1 млн. жи- телей и на 1 млрд. кВт-ч потребленной электроэнергии) это соответствует средним европейским данным, но если сделать поправку на более точный учет электротравм, присущий всем социалистическим странам, то можно сказать, что Чехослова- кия уже сделала первый шаг к ликвидации очагов электро- травм. Но число их все же остается еще значительным. Однако нет сомнения в том, что коллективный опыт социалистических стран, и прежде всего СССР, позволит им уже в обозримом будущем положить конец гибели людей от электрического тока. 53
ГЛАВА ТРЕТЬЯ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТРАВМАТИЗМА 3-1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО НАПРЯЖЕНИЯМ УСТАНОВОК На установках какого напряжения преимущественно про- исходят электротравмы? Этот вопрос нередко задается людьми, занимающимися электробезопасностыо. Огромный статистиче- ский материал, накопленный нами, позволяет дать на него ис- черпывающий ответ. Поражения на установках напряжением выше и ниже 1000 В. Прежде всего надо сказать о соотношениях числа установок по этой основной градации.* Конечно, установок напряжением выше 1000 В неизмеримо меньше. Если к ним отнести повыша- ющие трансформаторы, распределительные устройства и высо- ковольтные двигатели и конденсаторы, а к установкам напря- жением ниже 1000 В — участки распределительной сети, элек- троприводы с пускорегулирующей аппаратурой и все осталь- ные электроприемники, то получится соотношение, примерно равное 1/10 000. Что же показывает статистика? По нашим данным, охватывающим 1974 г. включительно, при эксплуата- ции установок напряжением ниже 1000 В произошло 75,8%, а при эксплуатации установок напряжением выше 1000 В — 24,2% всех электротравм, закончившихся смертью пораженных. В это число попали и погибшие непосредственно от электри- ческого тока на месте происшествия, и скончавшиеся спустя не- которое время после происшествия от ожогов, вызванных про- хождением электрического тока. Но последних, т. е. погибших от ожогов, среди лиц, пострадавших иа установках напряже- нием ниже 1000 В, были единицы, тогда как среди лиц, пост- радавших на установках напряжением выше 1000 В, их было 68—76%. Если не рассматривать тех, кто скончался от ожогов, а включить в число погибших лишь тех, чья смерть вызвана непосредственным действием тока, то окажется, что 82,8% по- страдавших погибло на установках напряжением ниже 1000 В (в том числе 1,4% на установках напряжением 65 В и меньше), а 17,2% —на установках напряжением выше 1000 В, в том чи- * Принятое в книге деление электротехнических установок на установки напряжением ниже и выше 1000 В несколько отличается от общепринятого. Во избежание недоразумений указываем, что под установками напряжением ниже 1000 В надо понимать установки напряжением до 1000 В включительно, фигурирующие в общепринятом делении. ‘ 54
еле на установках постоянного тока на радиостанциях и в ла- бораториях (7 случаев) и на высокочастотных установках при непосредственном прикосновении к токоведущим частям про- мышленной частоты (2 случая). При напряжении ниже 1000 В в 1949 г. в ФРГ было 78,5% всех электротравм, в Австрии—67,2%, в Швейцарии—77,8% [180], а в 1960 г.—соответственно 84,2%, 75,1% и 84,1% [177]. В СССР количество пострадавших на установках напряже- нием ниже 1000 В составляло в 1951 —1952 гг. 76,4%, а в 1964—1966 гг. 66,7% [24]. Уменьшение удельного веса несчастных случаев в СССР на установках напряжением ниже 1000 В представлялось явлением временным, связанным глав- ным образом со значительным увеличением в сельском хозяй- стве и коммунальных сетях числа установок напряжением выше 1000 В, подключенных непосредственно к государствен- ным энергосистемам высокого напряжения и обслуживавшихся персоналом, квалификация которого в ряде мест оставляла же- лать лучшего. Однако это якобы временное явление оказалось весьма устойчивым: данные по отдельным районам страны сви- детельствуют о все еще высоком удельном весе поражений в установках напряжением выше 1000 В. Причина прежняя — за счет поражений в сетях 6—10 кВ сельскохозяйственного зна- чения и в сетях временного электроснабжения на строительстве крупных промышленных объектов. Поражения малым напряжением. Из установок напряжением ниже 1000 В крайне важно выделить установки напряжением 65, 36 и 12 В. Оказывается, смертельные поражения бы- вают и при этих напряжениях. По нашим данным, на установ- ках 65 В и ниже погибало, начиная с 1951 г., по 26—38 чело- век в год. Из данных [24] вытекает, что при «сварочном на- пряжении» (под ним понимается напряжение 90 В и ниже) ежегодно в среднем погибает около 40 человек. Из них иа сва- рочных установках в 1960—1966 гг. погибло 85 человек, в том числе 52 — непосредственно от сварочного напряжения (65— 90 В), а остальные 33—от напряжения сети (127—380 В). Из литературных источников видно, что в США было не- мало поражений при напряжении 42 В и промышленной ча- стоте 60 Гц. Поскольку летальные исходы при поражениях малым на- пряжением существенно влияют на суждение о механизме воз- действия электрического тока на человека, автор данной книги обращал самое серьезное внимание на относящуюся сюда документацию, а в тех случаях, когда ему приходилось высту- пать в качестве судебного эксперта, проводил наиболее тща- тельное расследование. Обычно, если несчастный случай про- исходил на подобных установках, возникало подозрение в воз- можности поражения более высоким напряжением — из-за повреждения изоляции обмотки 220 или 380 В и ее контакта с 55
обмоткой 65, 36 или 12 В вследствие перекрытий пли касаний то- коведущих частей высокого напряжения или даже из-за пере, напряжений. Эти подозрения имеют свои основания, так как, судя по актам, заключениям экспертизы и описаниям происше- ствий, иногда прикладываемым к протоколам испытаний, подоб- ные случаи встречаются. По нашим подсчетам, около 30% электротравм в установках напряжением 65,36 и 12 В произо- шло вследствие того, что сеть этого напряжения оказывалась под напряжением 220 или 380 В. Несмотря на сказанное, можно утверждать, что в действи- тельности поражений малым напряжением значительно больше, чем об этом свидетельствует простой подсчет актов о несча- стных случаях. В актах, как уже упоминалось в § 2-3, поража- ющее напряжение обычно определяется по напряжению сети или установки, а последнее всегда больше, ибо в электрической цепи с телом человека, как правило, имеются элементы сопро- тивления — обувь, одежда, пол и т. д. Распределение лиц, пораженных малым напряжением, при- ведено в процентах ниже: Электросварщики............................... 39,0 Электромонтеры ............................... 12,5 Рабочие других специальностей ................. 9,6 Ученики и подсобные рабочие................... 28,1 Инженерно-технические работники и прочие . . . 10,8 Итого...............100,0 Существенных изменений эти данные, взятые из работы [24], в последующие годы (1967—1974 гг.) не претерпели. Следует лишь отметить четко выраженную тенденцию к увеличе- нию числа электротравм, приходящихся на долю электросвар- щиков. К этому же значительно возросло общее число постра- давших на устройствах напряжением 65—90 В. Все это объяс- няется не ухудшением качества сварочных аппаратов или менее грамотной их эксплуатацией. Напротив, то и другое улуч- шилось. Причина — в быстрых темпах развития сварочной тех- ники, в усложнении ее технологии, в результате чего числен- ность людей, занятых электросваркой, и количество сварочных агрегатов существенно и непрерывно возрастают. Роста элек- тротравм на «сварочном напряжении» 65—90 В могло бы и не быть, если бы не продолжало господствовать, находя официаль- ное подтверждение в нормативных документах, ошибочное мне- ние о линейной зависимости тяжелого исхода электротравмы от напряжения и не продолжало существовать ложное представ- ление о безопасности малого напряжения. К сожалению, ав- торы работы [24], владея в этом плане достаточно убедитель- ным материалом, должного анализа, а следовательно, и чет- ких выводов в отношении опасности малого напряжения не сделали. 56
Весьма настораживает, хотя и нё удивляет нас рост числа смертельных поражений в установках напряжением НО и 220 В постоянного тока. Поражающее напряжение постоянного тока в этих случаях, как правило, меньше, причем подчас на- много меньше напряжения установки. На стр. 45 все той же ра- боты [24] указывается, что «в последние годы появился трав- матизм при работах на постоянном токе, причем не только при напряжении 500 В и выше (78% от числа травм на высоком напряжении), но и при напряжении НО и 220 В (22%)». Ав- торы цитируемой работы и в этом отношении ограничиваются констатацией факта. Между тем весь анализ производственного травматизма имеет, на наш взгляд, основной целью именно кор- ректировку «критерия безопасности» и разработку рекоменда- ций, касающихся принятия соответствующих мер безопасности. В последующих главах, в которых приводится описание ме- ханизма действия электрического тока на человека, читатель сможет найти наше объяснение причин тяжелых поражений малым напряжением постоянного тока. Здесь же отметим, что в ряде случаев принципиальной разницы между поражениями малыми напряжениями постоянного и переменного тока нет, ибо поражающим напряжением переменного тока опять-таки в ряде случаев является величина его амплитудного значения. Если она равна величине постоянного тока, то эффект воздей- ствия может быть однозначным. Анализ собранных нами материалов показывает, что элект- рическим током малого напряжения довольно часто поража- ются рабочие угольной промышленности, а также ремонтные рабочие. Из описаний происшествий видно, что обычно они возникают в особо сырых, плохо вентилируемых помещениях, в которых парциальное содержание кислорода в воздухе недо- статочно, а углекислого газа — избыточно. Свыше 60% лиц, по- гибших при малых напряжениях, находились в помещениях с нарушенным парциальным содержанием кислорода. В одних случаях это нарушение выражалось в увеличенном до несколь- ких процентов содержании углекислого газа (в одном помеще- нии содержание его в воздухе составило даже 9,5%), в дру- гих— в наличии природных, иногда пахучих примесей. Если учесть, что число помещений с нарушенным парциальным со- держанием кислорода, в которых эксплуатируется электрообо- рудование, составляет лишь доли процента от общего числа помещений, то станет совершенно ясным следующий вывод: нарушение парциального состава воздуха резко понижает со- противляемость человека электрическому току, и исход элек- тротравмы при прочих равных условиях становится значительно тяжелее. Пример 3-1. Поражение электрическим током иногда происходит при весь- ма необычных обстоятельствах. Так, М. Ф. Крикунов и Ф. Ф. Скворцов опи- сали [53] несчастный случай с Л., муж которой, по профессии инженер-элек- 57
TpHK, С целью охраны своего Сада установил сигнализацию по обычной звон- ковой схеме. Эта сигнализация состояла из сигнала-звонка, находившегося в квартире, круглого замыкателя, расположенного в саду, хлопчатобумажных ииток, натянутых в траве и прикрепленных к контакту замыкателя, подающего напряжение на звонок. Эта установка питалась от понижающего трансфор- матора 220/12 В, установленного внутри квартиры. Один из проводов напря- жением 12 В шел в сад иа общее кольцо. Садовладелец считал, что если на его участок проникнет постороннее лицо и разорвет одну из натянутых хлопчатобумажных ниток, то подающий контакт замкнет цепь и тем самым приведет в действие звонковый сигнал. Но обстоятельства сложились так, что замкнуло цепь не постороннее лицо... Накануне происшествия шел дождь и было очень сыро. Утром, когда муж находился на работе, Л. вышла в сад. Вскоре соседи услышали непрерывные сигналы звонка, а затем обнаружили, что причиной их явилась Л., лежавшая иа земле без признаков жизни и касавшаяся шеей круглого замыкателя кон- тактов. Назиаченная городской прокуратурой техническая экспертиза произвела тщательную проверку всей звонковой электрической сигнализации, а также остальной электропроводки в квартире. В электролаборатории была изме- рена изоляция электросети, а также проверена исправность понижающего трансформатора. Отклонений от правил техники безопасности экспертиза не обнаружила. При судебно-медицинском исследовании было установлено, что смерть наступила от поражения электрическим током. Местом соприкосновения с то- коведущей частью явилась передне-боковая поверхность шеи. В этой области на коже были видны две электрометки в виде полос и очаги ожога. Смертельный исход, по мнению авторов описания, был вы- зван тем, что сопротивление с токоведущей частью проводника произошло в области каротидного синуса, который расположен очень близко к поверхности кожи и представляет собой весьма чувствительную рефлексогенную зону. При его раздражении электрическим током можно получить картину шока. Рядом с каротидным синусом проходит блуждающий нерв, раздраже- ние которого электрическим током способно вызвать остановку сердечной деятельности. Хотя электрический ток и распростра- няется по всему организму, однако в места соприкосновения провода с телом плотность тока всего больше, а следовательно, и действие его всего сильнее. Возможно, что раздражение ка- ротидного синуса и блуждающего нерва и привело к катаст- рофе. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что в обла- сти шеи, особенно на боковых ее поверхностях, кожа обладает значительно меньшим сопротивлением электрическому току, чем в других областях тела. По сообщению авторов, описавших этот случай, он является вторым случаем смертельного поражения электрическим током напряжением 12 В, зарегистрированным кафедрой судебной медицины Ростовского-на-Дону медицинского института. Пример 3-2. Необычен и следующий случай, происшедший тоже в семье ннжеиера-электрика и тоже при напряжении 12 В. Обстоятельства его та- ковы. Для нагрева воды в ванне был изготовлен самодельный электроподо- греватель в виде укрепленной на деревянном бруске фарфоровой трубы диа- метром 5 см с намотанной на нее реостатной проволокой диаметром 2 мм. Это устройство было подключено к специальному понижающему трансфор- 58
матору напряжением 12 В. Брусок клали поперек ванны так, чтобы фарфо- ровая трубка находилась в воде. Когда температура воды достигала 36— 40° С, термореле отключало устройство, и ваниа была готова к пользованию. Поражение произошло при следующих обстоятельствах. Пожелавший принять ванну включил устройство и, не дождавшись отключения, решил рукой оце- нить температуру воды. Ои погрузил правую кисть в воду, а левая в это время касалась корпуса ванны. Спасти пострадавшего не удалось, хотя ква- лифицированная помощь была оказана немедленно. Последний случай представляет особый интерес потому, что, как показали результаты измерения, напряжение между водой в том месте, где находилась рука, и корпусом ванны состав- ляло всего 4—5 В. Но и в предыдущем случае, описанном М. Ф. Крикуновым и Ф. Ф. Скворцовым, поражающее напря- жение было ниже 12 В. Правда, в их описании указано только напряжение сети (12 В), но если принять во внимание падение напряжения на элементах сопротивления, оказавшихся вклю- ченными в сеть последовательно с телом человека, то с несом- ненностью выяснится, что поражающее напряжение в действи- тельности было меньше напряжения сети. Эта разница между напряжением сети и поражающим напряжением особенно ощу- тима при малых напряжениях. Напомним, что в своей работе, посвященной определению безопасных напряжений, Гильберт [154] уже не исключал возможности поражения малым напря- жением. Позднее несколько случаев поражения в сетях пере- менного тока напряжением 12 и 24 В были описаны и в других иностранных работах [125, 127, 145, 167]. Весьма показателен случай, подробно рассмотренный в работе [125]. Изложим его в сокращенном виде. Пример 3-3. Швея С. по дороге на швейную фабрику попала под дождь. Придя в цех, она сняла мокрую обувь и осталась в отсыревших чулках. Со- бираясь приступить к работе, она села на стул, левую ногу поставила на бе- тонный пол, правую — на металлический каркас швейной машины; при этом она правой рукой начала включать двигатель, а левой взялась за арматуру местного освещения напряжением 12 В. Изоляция светильника была повреж- дена, н швея оказалась в электрической цепи напряжением 12 В по схеме: левая рука — ноги. В результате — смертельное поражение током. Подобные примеры теперь уже не вызывают удивления. Не слышно и утверждений о том, будто поражения в сети малого напряжения происходят только в случае появления в этой сети напряжения 220 или 380 В. Итак, установлены единичные случаи смертельных пораже- ний напряжением 12 В промышленной частоты. На установках напряжением 36 и 65 В они носят уже далеко не единичный характер. Многие авторы, пытаясь объяснить летальные исходы, вызыва- емые малым напряжением, которое, вообще говоря, считается безопасным, ссылаются на наличие у погибших тех или иных заболеваний. Однако роль этого фактора несколько переоценена, ибо в 86% изученных нами актов судебно-медицинской экспер- 59
тизы, составленных по поводу поражений малым напряжением, исчерпывающе указывалось, что пострадавшие были до элект- ротравмы вполне здоровыми, физически крепкими людьми. Об этом же говорят и данные повозрастного распределения лиц, пострадавших на установках напряжением 65 В и меньше: 22% из них было моложе 21 года, 65,5% имели от 21 года до 30 лет и только 12,5% было старше 30 лет. Следовательно, 88% пост- радавших находилось в молодом, наиболее цветущем возрасте. 3-2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО РОДУ ТОКА Одно из важных наблюдений, сделанных за последнее время сотрудниками Ленинградского института охраны труда ВЦСПС, состоит в том, что поражения со смертельным исхо- дом при напряжении 110 и 220 В постоянного тока носят да- леко не единичный характер. В обзорах нашей и зарубежной литературы прежних лет описания поражений постоянным током напряжением ниже 1000 В были крайне редкими. Поэтому в предыдущих изданиях «Основ электробезопасности» они даже не приводились. Но в 1973 г. автору пришлось принять участие в расследовании по- ражения со смертельным исходом при напряжении постоян- ного тока около 80 В. Погиб опытный электрохимик, старший научный сотрудник П., весьма пренебрежительно относившийся к опасности такого тока. Вот этот случай. Пример 3-4. Шел электрохимический эксперимент. Небольшой электроли- зер находился на столе и был включен в цепь последовательно с десятью другими аналогичными приборами. Общее напряжение подавалось от сети 120 В, источником была машина постоянного тока, обеспечивавшая питание всех лабораторных рабочих мест. Поскольку помещение лаборатории отно- силось к категории «с повышенной электроопасностью», пол его был выло- жен метлахскими плитками, а сеть электроосвещения 380/220 В выполнена особенно тщательно, с применением надежно изолированного оборудования. Обнаружив, что в одном из электролизеров процесс протекал иначе, чем в остальных, П. сказал лаборанту: «Контакт плохой, и напряжение на нем упало», взял в правую руку отвертку с изолирующей пластмассовой ручкой и стал завинчивать винт, ослабление которого предопределило, по его мнению, перераспределение напряжения на электролизере. При этом левая рука каса- лась влажной рабочей поверхности стола. Буквально через несколько секунд после начала работы он вскрикнул и медленно сполз на пол, где и остался в полусидячем положении. Обследование не обнаружило электрометок на теле пострадавшего. Поверхность изолирующей части отвертки оказалась по- крытой раствором электролита. Заключение судебно-медицинского эксперта гласило: «Асфиксия, поражение центров дыхания головного мозга». Имитация электрической цепи (а выполнить ее не составило труда) показала, что мак- симальное напряжение, которым мог быть поражен пострадавший, не пре- вышало 80 В. Время, в течение которого ои находился под напряжением, ог- раничивалось секундами. Приведенный пример крайне поучителен, ибо судебно-ме- дицинское вскрытие тела пострадавшего удалось произвести во
уже через пять часов после смерти. Гистологическое исследо- вание тканей селезенки, головного мозга и других органов по- казало наличие симптомов, убедительно свидетельствовавших о специфическом поражении центральной нервной системы. По-видимому, в данном случае имелось совмещение ряда неблагоприятных обстоятельств, отсутствовал и «фактор внима- ния» (см. § 5-4), поскольку под аналогичное напряжение по- страдавший, как показал опрос сотрудников, прежде неодно- кратно попадал без всяких последствий и был совершенно уве- рен в его безопасности. В целом все же есть основания считать напряжение посто- янного тока менее опасным, чем напряжение переменного тока. Об этом говорит хотя бы опыт ленинградского трамвая с его весьма протяженной контактной сетью напряжением 600 В и несколькими преобразовательными подстанциями, в прошлом питавшимися от сети переменного тока частотой 25 Гц. Про- слеженная нами более чем полувековая история существования этого крупного трамвайного хозяйства насчитывает немало слу- чаев поражения электрическим током, но ни один из них ие окончился смертельным исходом, вызванным непосредственно действием постоянного тока. Пример 3-5. Крайне показателен случай, происшедший на одной из трам- вайных подстанций. Очищая оборудование от пыли, дежурный монтер кос- нулся по неосторожности шины 600 В постоянного тока. Отдернуть руку и оторваться от шины монтер не смог. Он крепко зажал ее и находился в цепи около полуминуты — до тех пор, пока его помощник не снял напряжение. Никакой потери трудоспособности не произошло. Пострадавший рассказы- вал, что он почувствовал сильнейший удар и его начало притягивать к шине; ни позвать на помощь, ин даже крикнуть он не мог. Пример 3-6. Как сообщают Гудэрски и Тересяк [178], монтер одной из польских трамвайных подстанций охватил левой рукой столб, а правой кос- нулся токоведущих частей, находившихся под напряжением по отношению к земле, равным 600 В. Левая рука его касалась заземлеииой конструкции, и поэтому поражающее напряжение полностью соответствовало напряжению сети. В момент «удара» током монтер потерял голос, обе руки его парализо- вало и он не мог оторвать их от столба и тем самым разорвать цепь. За- метив случившееся, его помощник отключил источник напряжения. В момент снятия напряжения парез руки мгновенно прошел, к монтеру вернулась речь. По его словам, он не терял сознания, но что-либо крикнуть или оторваться от токоведущих частей не мог. Лица, давно занятые эксплуатацией трамвайных тяговых подстанций, утверждают, что электротравмы, заканчивавшиеся благоприятным исходом и даже не сопровождавшиеся тяже- лыми ожогами, встречались и ранее. Добавим, что, судя по описаниям, все они происходили по схеме ладонь — нога или же ладонь — ладонь. К выводу о меньшей степени опасности постоянного тока низкого напряжения приходит и Ф. Л. Школдин [117], сооб- щивший, что в Витебске «.. .ранее все электроснабжение было на постоянном токе и несчастных случаев от электрического 61
тока вообще не было. При переводе половины города на элект- роснабжение переменным током от сети напряжением 380/220 В в первый же год было зарегистрировано 6 смертельных пора- жений, и в среднем это число сохранялось в течение последу- ющих 6 лет». Из работы С. А. Пресса [95] следует, что подоб- ное положение наблюдалось и в других городах Белорусской ССР (Могилев, Речица и т. д.). Аналогичные наблюдения сделал Еллинек [162] по городам Австрии, которые вначале имели сети постоянного тока, а за- тем перешли на переменный ток того же напряжения. Как и в городах Белоруссии, с этим переходом появились электро- травмы со смертельным исходом. О меньшей опасности посто- янного тока в сравнении с переменным током 60 Гц пишут и в американской литературе. К сожалению, во всех этих выводах о сравнительной опас- ности постоянного и переменного тока одного и того же дейст- вующего значения не обращается внимание на то, что при пе- ременном токе поражающее амплитудное напряжение может быть в 1,4 раза больше действующего. А это весьма существен- ное обстоятельство, ибо не исключена возможность того, что именно им объясняется повышенная опасность переменного тока по сравнению с постоянным током того же напряжения. Нами зафиксированы два смертельных поражения напря- жением выше 1000 В постоянного тока. Одно из них произошло на высоковольтном оборудовании ремонтируемого радиопере- датчика, на который ошибочно было подано напряжение 5 кВ. Техник, зачищавший в этот момент контакты, был мгновенно поражен насмерть. Второй случай произошел на откачном по- сту электролампового завода. Электромонтер, грубо нарушив правила безопасности, зашел за ограждение и рукой коснулся провода, находившегося под высоким напряжением. Через ме- сяц он умер от полученных ожогов. По данным Ленинградского института охраны труда ВЦСПС, в 1964—1966 гг. на постоянный ток напряжением выше 110 В пришлось 4,4% всех смертельных электротравм. Это намного больше, чем в предшествующие годы. Причина такого роста заключается в несомненном увеличении числа действу- ющих установок постоянного тока. При всем том количество поражений со смертельным исходом на установках постоян- ного тока в удельных показателях, как по сведениям [24], так и по позднейшим данным, много меньше, чем на установках пе- ременного тока. Но положение дел с электротравмами, закончившимися временной потерей трудоспособности, совершенно иное. На че- тырех обследованных заводах 13% общего числа электротравм с временной потерей трудоспособности и электрических ударов произошло на установках постоянного тока, число же таких установок составляет на этих предприятиях лишь десятую 62
часть общего количества электроустановок. Относительно большой процент электрических ударов и легких травм на установках постоянного тока можно объяснить, с одной сто- роны, менее осторожной эксплуатацией оборудования, а с дру- гой— тем, что ожоги дугой постоянного тока переносятся тяже- лее ожогов переменным током. Оценке сравнительной опасности постоянного и переменного тока посвящен ряд работ [4, 32, 67, 102, 128]. Выводы в них не противоречат приведенным выше наблюдениям. В § 7-4 будут рассмотрены причины, порождающие различие в действии тока разного рода. 3-3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ПОСТРАДАВШИХ Пострадавшие на установках всех напряжений и разного рода тока распределялись (в процентах) по профессиям следую- щим образом: Лица электропрофессий ............................. 41,2 В том числе: электро- и радиомонтеры........................... 32,0 электросварщики.................................. 2,3 крановщики....................................... 1,3 разные рабочие по обслуживанию электро- и радио- установок ....................................... 2,4 машинисты электросудов, водители электротранс- порта ........................................... 0,7 инженерно-технические работники электро- и радио- профессий ....................................... 2,5 Лица неэлектропрофессий............................. 58,8 В том числе: рабочие по холодной обработке и сборке машин и металлических конструкций (слесари, монтаж- ники, токари и т. п.)............................ 11,2 строительные рабочие (землекопы, штукатуры, плот- ники, сборщики и монтажники зданий и т. д.) . . 15,4 рабочие разных профессий (бурильщики, проход- чики, навалоотбойщики, сельскохозяйственные ра- бочие, мотористы, кочегары, зольщики, рабочие пищевой и легкой промышленности, агрономы, колхозники и т. п.).......................... 20,2 грузчики и подсобные рабочие................... 5,6 инженерно-технические работники, младший обслу- живающий персонал и служащие................. 6,4 Итого......................100,0 Если эти данные сопоставить с нашими же более ранними данными [67], то обнаружится возрастание числа поражений инженерно-технических работников, особенно сотрудников на- учно-исследовательских институтов и вузовских лабораторий. Увеличилось число поражений среди лиц неэлектропрофессий. 63
Подобная тенденция отмечается также Ленишрадским инсти- тутом охраны труда ВЦСПС [24] и зарубежными авторами [180]; не противоречат сказанному и данные, собранные нами за 1966—1974 гг. Но главное, что показывает приведенное выше распределение элсктротравм по профессиям пострадавших, это то, что среди лиц, пораженных электрическом, больше всего рабочих строительно-монтажных специальностей: электросвар- щиков, крановщиков (преимущественно строительных кранов), землекопов, штукатуров, монтажников, плотников и т. д. Это наблюдение согласуется с выводом, сделанным нами на основе распределения несчастных случаев по отраслям народного хо- зяйства и гласившим, что подавляющее число поражений про- исходит в тех отраслях народного хозяйства, где преобладают временные электросети; последние же, как известно, присущи преимущественно стройкам. Основной причиной смертельных поражений электрическим током в сетях временного электроснабжения, а также на уста- новках, эксплуатируемых в неотапливаемых помещениях, на воздухе или в условиях агрессивной среды, является недоста- ток на стройках таких кабелей, проводов, установочных мате- риалов и оборудования, которые были бы специально предназ- начены для сетей временного электроснабжения и приспособ- лены к условиям производства строительно-монтажных работ. Применяемые здесь в большинстве случаев обычные кабели и установочные материалы и обычное электрооборудование те- ряют свои изоляционные свойства значительно быстрее, чем в условиях стационарных сетей. Особенно велико во временных сетях число механических повреждений изоляции, служащих источником аварий и несчастных случаев. Даже на достаточно механизированных строительных площадках можно видеть пе- огражденные сварочные устройства и подъемные механизмы. Обычные провода, пе предназначенные для работы на откры- том воздухе, крепят к доскам, часто сырым, а то и укладывают прямо на землю. В насосных установках нередко применяют двигатели, предназначенные для стационарных металлорежу- щих станков. Зарегистрированы случаи, когда откачиваемая вода оказывалась под напряжением по отношению к почве. Было бы ошибкой обвинять в этих нарушениях только строи- телей и монтажников, поскольку потребности строек до сих пор электропромышленностью целенаправленно не удовлетворя- ются и отсутствует апробированное, достаточно хорошо специ- ализированное строительное электрооборудование. Немало важных мероприятий, направленных на повышение надежности сетей временного электроснабжения, осуществлено отдельными организациями. Так, на одном из крупных судост- роительных заводов сети временного электроснабжения выпол- нены в виде разборных секций питания, смонтированных в тру- бах и соединенных с помощью особых разъемов. Такие сети 64
обладают повышенной надежностью и хорошей сохранностью. К сожалению, строительства, даже ведущиеся монтажным спо- собом, подобными разборными сетями не располагают. Повышенная поражаемость током в сетях временного элект- роснабжения, так же как и в сельскохозяйственных сетях, объ- ясняется недостатком квалифицированного обслуживающего персонала, а также плохой постановкой обучения лиц неэлект- ропрофессий, имеющих дело с электроустановками, основам их правильной эксплуатации. Сказывается и недооценка подавля- ющим большинством людей вполне реальной опасности так на- зываемых малых напряжений (65 В и ниже). Впрочем, в этом повинно не столько легкомысленное отношение к собственному здоровью и даже к собственной жизни, свойственное некоторым людям, сколько противоречивость в оценке многими авторите- тами критерия электробезопасности. Об этой противоречивости исходных положений при оценке критерия электробезопасности подробнее говорится в последующих главах. В невыгодном положении оказались не только строители, но и химики, нефтяники, текстильщики и пищевики, т. е. работ- ники тех отраслей промышленности, которые нуждаются в со- здании специализированных электротехнических средств — обо- рудования, кабелей и пускорегулирующей аппаратуры. Так, характерной чертой некоторых цехов гардинно-тюлевых фабрик является наличие в воздухе взвешенных частиц гра- фита. Оседая, частицы графитовой пыли проникают даже в са- мые малые отверстия, понижают электрическое сопротивление поверхности кожи человека, ухудшают изоляционные свойства материалов. Нормальный режим изоляции обычного (незащи- щенного) оборудования нарушается. На пускателях и даже на технологическом оборудовании появляется напряжение. Если оно даже и не приводит к электротравмам, то уж во всяком случае ухудшает условия труда. Запыленность, подобная этой, имеется и на других производствах, значительно более массо- вых, чем гардинно-тюлевое. Во всех таких случаях задача электробезопасности должна решаться надежной герметизацией оборудования, в первую очередь кожухов, клеммных подсоеди- нений и пускателей. Значительно сложнее обеспечить электробезопасность тек- стильщиков. На ткацких фабриках применяют много машин, работающих в режиме сильной вибрации и при повышенной температуре. Влагоемкая пыль, в изобилии содержащаяся в воздухе цехов, проникает даже в те клеммные подсоедине- ния, которые снабжены герметизированными кожухами. Осе- дая на клеммах, пыль снижает сопротивление, в результате чего возникают короткие замыкания. Подводка к обычным дви- гателям в пылеустойчивом исполнении осуществляется прово- дом ПР в гибких металлических оболочках. Пыль проникает и через металлические оболочки, а совместное воздействие на 3 В. Е. Манойлов 65
провод вибрации, тепла и пыли быстро вызывает нарушение его изоляции. Вследствие большого числа замыканий на землю, нередко вызывающих вспышки пыли и несчастные случаи, ткац- ким фабрикам приходится менять предохранители по 3—4 раза в год, т. е. значительно чаще, чем машиностроительным пред- приятиям. В аналогичном положении находится широко развивающа- яся химическая и электрохимическая промышленность. Устано- вочных материалов, проводов и кабелей, изоляция которых была бы способна противостоять специфическим агрессивным средам, еще очень мало. А в таких средах быстро снижаются значения сопротивления обычной изоляции, что приводит к по- явлению аварийных очагов и к увеличению числа электриче- ских ударов. Не случайно то, что на предприятиях химической промыш- ленности число электрических ударов особенно велико, причем им подвергается в основном персонал неэлектропрофессий. Но- вая технология химических производств требует применения более высоких напряжений, поэтому проблема электробезопас- ности становится для химической промышленности весьма ак- туальной. Больше того, недостаток коммутационной и защитной аппаратуры, а также двигателей, специально предназначенных для работы в тех или иных химических производствах, нередко тормозит прогрессивное развитие самой технологии, которую проектировщики и конструкторы вынуждены приспосабливать к имеющемуся электрооборудованию. Пути решения всех этих проблем, столь важных для хими- ков, надо искать прежде всего в создании оборудования, уста- новочных материалов, проводов и кабелей, специально предназ- наченных для работы в этой важнейшей отрасли промышлен- ности. Электрооборудование и аппаратура, специально предназна- ченные для взрывоопасных помещений, у нас имеются. Но ча- сто данные о зависимости между параметрами электрической искры и взрываемостью тех или иных материалов отсутствуют. Поэтому чересчур усложняются конструкции защитных кожу- хов и берутся излишне большие запасы прочности. Безопасно- сти добиваются, как правило, тем, что обычную аппаратуру по- мещают в защитный кожух. При этом в конструкцию самой аппаратуры не вносят существенных изменений. В результате усложняется эксплуатация, возникают частые повреждения. Остро назрела необходимость создать организацию для комплексного изучения критерия опасности и условий среды, в которой работают электрооборудование и сети. Такое изуче- ние дало бы, без сомнения, толчок к разработке, а в дальней- шем и к изготовлению различных видов оборудования, приспособленных к запросам и требованиям тех или иных произ- водств. В США в настоящее время около 50% всего оборудова- 66
ния изготовляется в специальном выполнении для конкретной технологии производств. На этот путь вступили Япония, Анг- лия и ряд других стран. Ведутся в этом плане работы и у нас. Их следует всячески развивать. Очень многие отрасли народного хозяйства уже стали или быстро становятся крупными потребителями электрической энергии, предъявляющими специфические требования к конст- рукции технологического оборудования и к условиям его экс- плуатации. Повышение надежности технологического оборудо- вания в целом, его ресурса и долговечности в значительной сте- пени обусловливается надежностью электрооборудования, а это неразрывно связано с обеспечением электробезопасности. Внед- рение специализированного оборудования следует считать по- этому одной из важнейших основ электробезопасности. То обстоятельство, что среди пострадавших от электриче- ского тока 41,2% составляют лица электропрофессий, можно, конечно, объяснить спецификой их работы — ежеминутным «об- щением» с оборудованием, находящимся под напряжением. Но объяснение не есть оправдание. Ведь лица электропрофес- сий, особенно работающие на электростанциях, в электросетях и магистральных линиях электропередачи, обучены правилам электробезопасности наилучшим образом. Тем не менее траги- ческие исходы грубых нарушений этих правил, допускаемых опытными, дисциплинированными и, казалось бы, безупреч- ными работниками, носят далеко не единичный характер. Ви- димо, немалую роль в этих нарушениях играет психогенный фактор. Отсюда задача — внедрить по отношению к лицам электропрофессий те приемы оценки трудовой собранности экс- плуатационного персонала и те методы изучения энергоресурса операторов с помощью различного рода тренажеров и измери- тельных комплексов, которые весьма успешно применяются в авиации и на железнодорожном транспорте. 3-4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО УСЛОВИЯМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ЧЕРЕЗ ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА Данные соответствующего изучения несчастных случаев приведены ниже в процентах: Непосредственное соприкосновение с открытыми токове- дущими частями................................59,9 В том числе: случайное, не вызванное производственной необ- ходимостью соприкосновеннее токоведущими ча- стями и проводами........................31,6 соприкосновение в процессе производственной ра- боты ................................... 2,7 ошибочная подача напряжения во время ремонтов, осмотров и т. д..........................25,6 3» 67
Соприкосновение с конструктивными частями оборудо- вания, оказавшимися под напряжением 24,8 В том числе: при отсутствии заземления оборудования, обрыве заземляющей проводки н соприкосновении токо- ведущих частей с металлическими предметами 20,2 при наличии резкого снижения изоляционных свойств неметаллических конструктивных частей оборудования............................... 4,0 при наличии заземления, обладающего большим сопротивлением ............................ 0,55 при наличии заземления, удовлетворяющего тре- бованиям существующих правил и норм .... 0,05 Соприкосновение с металлическим и неметаллическим предметом, оказавшимся под напряжением...........11,7 Соприкосновение с полом, стенами и конструктивными деталями строительной части помещений, оказавши- мися вследствие повреждения изоляции под напряже- нием; поражение шаговым напряжением................ 2,4 Поражение через дугу при операциях с отключающими устройствами....................................... 1,2 Итого................100,0 Изучение тех довольно скупых данных по рассматриваемому вопросу, которые можно найти в литературе, показывает, что эти цифры объективно и достаточно полно отражают условия возникновения электрической цепи через тело человека. Одной из основных причин, обусловливающих образование поражаю- щей цепи, является соприкосновение с токоведущими частями «через предмет». Эти предметы весьма различны. Среди них: лестница, которая при переносе ее людьми, задела за обнажен- ный провод, кабина крана, которой коснулись в момент, когда его стрела рвала провод; клеммы, находившиеся под напряже- нием; инструмент с поврежденной изоляцией; мокрая доска, на которой был укреплен пускатель с клеммой, касавшейся по- верхности этой доски, и т. п. 3-5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО ВИДАМ ОБОРУДОВАНИЯ Анализ травматизма по отдельным видам оборудования пред- ставляет немалый практический интерес хотя бы потому, что он может дать богатый материал для предъявления конкретных рекламаций к предприятиям, выпускающим электрическое обо- рудование. В табл. 3-1 приведено распределение электротравм по ви- дам оборудования. Оно не претендует на особую точность. Спорным в ряде случаев являлось отнесение той или иной электротравмы к сетям или к электроприводу, к силовым сетям или к осветительным. Но эти детали не меняют важного вывода, следующего из данных таблицы и сводящегося к тому, что на малоэнергоемком оборудовании имеется заметный процент по- 68
Таблица 3-1 Распределение алектротравм по видам оборудования Процент к общему числу обследованных случаен Наименование оборудования СССР I Англия Электрооборудование электрических сетей и элек- тростанций, включая распределительные устрой- ства, силовые трансформаторы в сети........... В том числе: воздушные сети, включая и временные .... подземные и кабельные сети и внутренняя проводка ..................................... Электрифицированный транспорт................. В том числе: электрооборудование и провода магистраль- ных и пригородных железных дорог . . . . внутризаводский транспорт ................. Электропривод, включая пускорегулирующую аппаратуру .................................... Сварочные аппараты и временная проводка к ним Высокочастотные установки..................... Электрооборудование подъемно-транспортных ме- ханизмов ..................................... Ручной переносный инструмент и провода к нему Электроосвещение.............................. В том числе: стационарное ................................. переносное ............................... Прочее........................................ 42,3 29,4 12,9 7,4 2,1 5,3 22,2 8,1 1,5 4,8 3,3 9,4 7,2 2,2 1,0 34,4 22,3 22,9 4,0 5,0 8,9 2,5 Итого . . . 100,0 100,0 ражений. К такому оборудованию относятся высокочастотные установки, сварочные агрегаты, переносные электроинстру- менты. В ходе дальнейшего изложения мы остановимся на каж- дом из этих видов оборудования. Здесь же укажем, что данные по Англии частично взяты из статистических обзоров за 1957— 1967 гг. [145]. Поскольку автор этого обзора распределял обо- рудование по видам не совсем так, как это было сделано нами, пришлось частично переработать его данные, с тем чтобы сде- лать их сопоставимыми с данными по СССР. В примерном сравнении такая переработка представляется нам вполне допу- стимой. Сопоставление указывает на достаточное совпадение дан- ных по электроприводу и по электрооборудованию подъемно- транспортных механизмов и резкое различие по сварочным аг- регатам. Объяснить исчерпывающим образом это различие не представляется возможным, ио несомненно, что в Англии 69
сварочные агрегаты являются объектами, на которые приходится весьма большое число поражений. Примечательно и следую- щее. В СССР, где сварка распространена не меньше, чем в Англии, число таких поражений относительно ниже. И если мы нередко говорим о недостаточной электробезопасности на- ших электросварочных работ, то в Англии упущений в этом от- ношении, по-видимому, еще больше. Распределение электротравм по видам оборудования пре- следует цель выявить, в чем кроется причина поражения: в не- дочетах конструирования, изготовления и монтажа электрообо- рудования или же в низкой культуре его эксплуатации. В ли- тературе по этому вопросу имеется крайне мало данных, что нельзя не поставить в связь с трудностями получения исходных сведений. Проведенное нами изучение актов о несчастных слу- чаях позволяет выделить три группы причин: 1) около 40—45% электротравм объясняются недочетами эксплуатации оборудования, приводящими к снижению сопро- тивления изоляции, к появлению напряжения на нетоковеду- щих частях оборудования, которые не должны быть под напря- жением, и, наконец, к неотключению оборудования при элект- рических повреждениях: 2) не менее 25—30% электротравм вызываются неудовлет- ворительной организацией рабочего места и недостаточным ин- структированием работников, следствием чего могут быть: по- дача напряжения на оборудование, на котором работают люди; прикосновение к находящимся под напряжением токоведущим частям; неправильные операции с оборудованием, представля- ющим опасность для работающих; неумение оказать первую помощь пострадавшему; 3) от 30 до 35% поражений вызываются недочетами конст- рукции и монтажа оборудования, например наличием открытых или ненадежно укрытых токоведущих частей, применением ме- таллических кожухов и элементов конструкций (там, где могут применяться кожухи из изоляционных материалов), недоста- точностью расстояния между токоведущими частями и металли- ческими элементами оборудования и т. д. Если вторая группа причин вызывается, по существу, усло- виями эксплуатации, а третья — недочетами конструкции и монтажа оборудования, то первая охватывает и условия экс- плуатации, и недочеты конструкции. Следовательно, в первом приближении можно считать, что 52% всех поражений происходят из-за неудовлетворительной эксплуатации. Эта оценка близка к данным [24], где указывается, что по причине неудовлетворительной эксплуатации происходит 58% всех электротравм. А отсюда следует важный вывод: электро- травматизм в короткий срок может быть сокращен вдвое, по- скольку недочеты эксплуатации, и в первую очередь отсутствие 70
должной профилактики, устранимы простыми организационно- техническими мероприятиями. Значительно сложнее устранить дефекты изготовления, на- чиная от проектирования и кончая монтажом. Наличие нх сви- детельствует о том, как сложна проблема надежности, а воз- можно, и о том, как недостаточно внимание к ней. Решение этой проблемы должно будет в конце концов привести к пол- ному устранению электротравматизма. Анализируя электротравматизм, полезно выводить его удельные показатели по различным видам оборудования. Вот что дает сопоставление некоторых удельных показателей. Если число электротравм, приходящихся на один электро- двигатель, принять за единицу, то окажется, что на один элект- росварочный аппарат их приходится в 41 раз, на один перенос- ный или передвижной временный электроприемиик — в 72 раза, а на одну высокочастотную установку — в 118 раз больше. Небезынтересно определить также соотношение электро- травм, происходящих в стационарных и временных сетях на- пряжением ниже 1000 В. Приняв число электротравм, прихо- дящихся на 1000 км стационарной электросети, за единицу, мы установим, что на ту же протяженность временной сети их при- ходится в 35 раз больше. Только что названные нами удельные показатели высчи- таны по материалам специального обследования, проведенного на нескольких предприятиях, и распространять их на всю про- мышленность страны было бы, конечно, неправильно. Тем не менее они отображают в известной степени и общую картину. Так, не приходится сомневаться в том, что технический уровень эксплуатации стационарных электродвигателей значительно выше, чем другого электрооборудования. Это объясняется, в ча- стности, тем, что стационарные электродвигатели обладают меньшим числом конструктивных недостатков и дефектов, допу- щенных в процессе изготовления. Электротравмы происходят на оборудовании, весьма раз- личном как по назначению, так и по конструкции. Поэтому не- просто сформулировать общие пожелания по повышению его надежности, исходя к тому же лишь нз анализа электротрав- матизма. Однако мы, пожалуй, не ошибемся, если выдвинем следующие рекомендации: а) при проектировании н изготовлении электрооборудова- ния надо стремиться выполнять конструктивные детали и кон- струкции в целом по возможности из изоляционных мате- риалов; б) надо применять такие изоляционные материалы, которые надежно сохраняют свои изолирующие свойства; в) металлические части аппаратов и приборов, могущие оказаться при пробое изоляции под напряжением, следует ок- рашивать краской, обладающей изолирующими свойствами; 71
г) аппараты со сложной системой напряжения, и особенно те из ннх, которые приходится вскрывать в процессе нх эксплуа- тации, надлежит снабжать простой и надежной блокировкой, исключающей возможность «шунтирования»; д) должен быть обеспечен свободный доступ ремонтного персонала к токоведущим частям; е) марки применяемых проводов и кабелей должны соот- ветствовать условиям эксплуатации оборудования; ж) при конструировании оборудования необходим всесто- ронний учет опыта эксплуатации, и в особенности уроков про- исшедших аварий и электротравм. Чтобы конкретизировать эти общие пожелания примени- тельно к отдельным видам оборудования, небходимо усилить деятельность научно-исследовательских институтов, техниче- ских институтов, технических инспекций энергосбытов, энерго- управлений н энергосистем министерств и ведомств по система- тизации и обобщению эксплуатационного опыта энергетиков предприятий. Работы в этом плане ведутся немалые. Их отра- жением являются многочисленные публикации в технических журналах, а также рекламации, направляемые заводам — из- готовителям оборудования. Однако размах всей этой деятель- ности еще недостаточен. Поэтому представляется целесообраз- ным остановиться на некоторых результатах предпринятого нами специального изучения электротравм на различных видах оборудования, в процессе которого тщательно расследовались технические обстоятельства поражений. Воздушные линии электропередачи. Несчастные случаи в воз- душных сетях напряжением ниже и выше 1000 В произошли (в процентах): При ремонте сети..................................... 36,3 > обрыве и схлестывании проводов.................. 22,7 > производстве строительных работ вблизи линии электропередачи ................................... 10,1 При подключении и переключении....................... 12,8 > прочих обстоятельствах.......................... 18,1 Итого......100,0 В прошлые годы доля электротравм, возникших в резуль- тате обрыва и схлестывания проводов, составляла 26,7%. Не- которое снижение этой доли следует объяснить применением более надежной системы крепления, профилактикой и, наконец, разъяснительной работой среди населения об опасности при- косновения к оборвавшемуся проводу. К числу подключений и переключений отнесены и случаи ошибочного попадания персонала в ячейки, находящиеся под напряжением. В группу поражений при прочих обстоятельствах вошли не- счастные случаи, вызванные наведенным напряжением. О воз- 72
можностн подобных травм предупреждал еще в 20-х годах этого столетия, т. е. в самом начале электрификации страны, А. А. Смуров [100]. Он первым предположил, что мощные ли- нии электропередачи могут наводить достаточно большие на- пряжения на расположенные параллельно электрические цепи связи и линии передачи. В этом отношении А. Л. Смуров ока- зался провидцем. По мере развития магистральных линий пе- редачи стали возникать поражения наведенным напряжением, вызванные работающими линиями. Один из таких случаев при- водит Л. Д. Наумовскнй [19]. Пример 3-7. Требовалось заменить провода отключенной линии передачи НО кВ. Другая линия передачи, подвешенная к тем же опорам, находилась под напряжением. Установив на анкерной опоре заземление на все три про- вода, монтер приступил к разрезанию петлн. При этом другой рабочий уста- навливал однофазное заземление. Надрезав петлю, монтер начал перегибать провод обеими руками. Когда последняя жилка обломилась, ои получил электрический удар. Анализ несчастного случая показал, что пострадавший попал под напряжение, наведенное на отключенной цепи несбалансированным электромагнитным полем работающей цепи. По данным расчета, на концах разрезанной петли, за которую держался пострадавший, напряжение, наве- денное электромагнитным полем, находилось в пределах 140—200 В. М. В. Матюшин [19] описывает два несчастных случая, вы- званных наведенным напряжением на линии электропередачи 500 кВ и происшедших в результате неправильных действий при насаживании и снятии заземляющих закороток. По данным этого автора, значение наведенного напряжения могло дости- гать 30 кВ. Аналогичную электротравму пришлось расследо- вать и нам. Ее обстоятельства таковы. Пример 3-8. На одной из высокоиапориых гидроэлектростанций произво- дились наладочные работы, связанные с пуском в эксплуатацию релейных защит. Для этой цели на масляных выключателях, связанных с генератор- ными линиями передачи протяженностью около 200 м, были установлены за- мыкающие перемычки. Испытание заключалось в том, что на генератор, замкнутый на перемычку, подавалось возбуждение до величины, при кото- рой ток во внешней цепи достигал значений короткого замыкания; напряже- ние при этом составляло всего несколько десятков вольт. Проверку вели две бригады. Одна из них заканчивала работу, а вторая продолжала работать. Прн демонтаже закорачивающей перемычки монтер первой бригады, держась одной рукой за вывод масляного выключателя, другой рукой коснулся пере- мычки, получил электрический удар и погиб. Напряжение в этой цепи воз- никло вследствие наведения от линии передачи, на которой вторая бригада продолжала наладочные работы. Широкое строительство параллельных линий передачи на- пряжением ПО кВ и выше, повышение передаваемых мощно- стей и увеличение напряжений заставляют обратить серьезное внимание на организацию работ на отключенных объектах, на- ходящихся вблизи действующих линий, поскольку недооценка опасности наведенного напряжения может привести к образо- ванию очагов электротравм. 73
Представляют интерес характеристики электротравматизма в воздушных линиях передачи энергосистем, приведенных М. В. Матюшиным по Мосэнерго [19] и Л. Д. Наумовским по Ленэнерго [19]. По данным этих авторов, электротравматизм, несмотря на значительный рост высоковольтных сетей, систе- матически снижается. Так, с 1957 по 1963 г. он снизился в Мос- энерго в 3,6 раза, в том числе на подстанциях — более чем в 6 раз; 72,3% электротравм произошли за этот период на под- станциях, 27,7% — непосредственно па линиях передачи. Число электротравм, приходящихся на одну подстанцию Ленэнерго, снизилось за 9 лет (с 1955 по 1963 г.) в 1,7 раза по сравнению с предыдущим десятилетием (1945—1954 гг.). В Ленэнерго, как и в Мосэнерго, основное число электро- травм происходит на оборудовании подстанций со стороны на- пряжения выше 1000 В. Непосредственно на линиях электро- передачи в Ленэнерго происходит меньше электротравм, чем в Мосэнерго, что можно объяснить меньшей протяженностью сетей, особенно напряжением 220 кВ, и отсутствием сетей на- пряжением 500 кВ. Л. Д. Наумовскнй показывает, что сокра- щение числа оперативных дежурных на подстанциях с двух до одного человека сократило число электротравм, приходящихся на одну подстанцию, в 4 раза. Он пишет [19]: «Полученный результат не является неожиданным. Он подтверждает тот факт, что перевод подстанций на обслуживание одним разъездным или по- стоянным дежурным, осуществленный благодаря применению устройств бло- кировки, внедрению автоматики и телемеханики, повышает не только надеж- ность электроснабжения потребителей, но и безопасность обслуживания под- станцииэ. Одни дежурный, в особенности разъездной, чувствуя боль- шую ответственность за порученное ему дело, более дисципли- нирован в выполнении требований правил и производственных инструкций. Этот вывод подтверждается и опытом других энер- госистем. Из сказанного вытекает, что для повышения электро- безопасности надо, во-первых, продолжать автоматизацию коммутаций воздушных линий передачи и, во-вторых, внед- рять научную организацию труда и всемерно развивать науку инженерную психологию, которая должна определить условия и мероприятия, повышающие надежность работы оперативного персонала. Анализ несчастных случаев, происшедших на стационарных воздушных линиях передачи напряжением ниже 1000 В, пока- зал, что 61,1% пострадавших были электромонтерами. Причина несчастных случаев в этих сетях чаще всего кро- ется в неудовлетворительной их эксплуатации, главным обра- зом в плохой организации работ (поражения при ремонтах сети, при строительных работах, во время подключений и пере- ключений). Недостатками монтажа, низким качеством приме- няемых материалов объясняются обрывы проводов, аварии при 74
подключениях и переключениях. Некоторые поражения, вы- званные прикосновением к оборванному проводу, находяще- муся под напряжением, произошли по вине эксплуатационного персонала. Зарегистрирован ряд обрывов, а также, падений провода (иногда и без обрыва) вследствие падения опор из-за несвоевре- менной замены прогнившей древесины столбов. Расследован несчастный случай, в результате которого погибли 3 человека, а около 40 человек получили электрические удары, когда после поломки столба произошло схлестывание проводов линий пе- редачи напряжением 6 кВ с проводами радиотрансляционной сети. Надо заметить, что в последние годы аварии, вызванные несвоевременной заменой древесины, стали редкостью. Отмечено несколько поражений прн прикосновении к неза- земленным кожухам пусковой аппаратуры и выключателей, оказавшимся под напряжением. В трех случаях подобные пора- жения были вызваны тем, что рубильники н предохранители, находившиеся в железном незаземленном кожухе, были смон- тированы на асбоцементных плитах, сопротивление которых с течением времени упало до сотен ом. Замена рубильников в железных кожухах пакетными выключателями и автоматами, сопровождавшаяся изъятием из эксплуатации асбоцементных плит и щитов, устранила этот своеобразный очаг электротравм. В одном случае поражение имело место в результате того, что в момент закрытия металлических дверей распределитель- ного шкафа подстанции был поврежден подключенный к этому шкафу шланговый провод переносной лампы. Причинами по- падания под напряжение являлись и неустраненные ошибки в схемах. Подобные случаи наблюдались с работниками ре- лейных служб и проверочных групп энергосбытов. Во временных воздушных сетях всех напряжений причины поражений несколько иные. Травмы здесь произошли (в про- центах): При прикосновении к оборванному проводу, находив- шемуся под напряжением........................... 37,4 При прикосновении к проводу с поврежденной изоля- цией, к части сооружения или к случайным предме- там, оказавшимся по разным причинам под напряже- нием .............................................. 23,6 При ремонтах и подключениях сети к источнику пита- ния .............................................. 18,8 При прикосновении к проводу, имевшему неудовлетво- рительную изоляцию.............................. 13,2 При прочих обстоятельствах .......................... 7,0 Итого......100,0 Причин, по которым произошли прикосновения, окончивши- еся трагедией, так много, что всех их перечислить не представ- ляется возможным. Скажем лишь, что около 35% прикосновений 75
произошли вследствие дефектов конструкций и монтажа, а 65%—из-за нарушения изоляции проводов и кабелей, воз- никшего в процессе эксплуатации. Из общего числа пострадав- ших в этих сетях 71,5% были лицами неэлектропрофессий. По- этому можно сказать, что одна из основных причин смертель- ных поражений заключается здесь в появлении напряжения на случайных предметах, частях сооружений вследствие соприкос- новения нх с поврежденным проводом. Так, семь поражений произошло при прикосновении человека в каком-либо предмету (сырая доска, влажная деревянная стена, столб и т. д.), нахо- дившемуся в контакте с неизолированным проводом марки ПР и вследствие этого оказавшемуся под напряжением. Несколько таких поражений произошло в последнее время. Поэтому уместно снова подчеркнуть необходимость широкой работы по разъяснению возможности поражения напряжением обычной сети и даже малым напряжением. Внутренние сети. Несчастные случаи во внутренних сетях производственных помещений произошли (в процентах): При ремонте сети..................................... 38,6 > прикосновении к проводу с поврежденной изоля- цией, или к оборудованию, или к части сооружения, с которыми произошло соединение провода, имевшего поврежденную изоляцию.............................. 28,4 При подключении и отключении электроприеминков 13,8 > прочих обстоятельствах.......................... 19,2 Итого......100,0 В этих сетях большая часть поражений вызывается меха- ническими повреждениями проводов, кабелей н даже отключа- ющих устройств. Количество поражений, вызванных прикосно- вением к незаземленному оборудованию, особенно велико. Около одной трети несчастных случаев, связанных с внутрен- ними сетями, приходится на электромонтеров. Рабочие строи- тельных и разных других профессий получили 38,5% общего числа электротравм, рабочие нестроительных профессий — 21,0%. Остальные поражения относятся к инженерно-техниче- ским работникам, служащим и младшему обслуживающему персоналу. Обстоятельства поражений весьма разнообразны. Нередки несчастные случаи, вызванные неудовлетворительным состоя- нием установочных материалов — щитов, выключателей, штеп- сельных розеток и т. д. Поражения здесь возникают не только при отсутствии заземления защитных кожухов и ограничите- лей: два несчастных случая произошли в результате прикосно- вения к пластмассовому кожуху пускателя. Помещения, в ко- торых находились пострадавшие, были сырыми, кожухи были покрыты грязью, поверхность их стала полупроводящей. В од- ном случае поражение произошло от прикосновения к пуска- 76
телю, покрытому дисперсным графитом, применявшимся для смазки машин. Четыре несчастных случая были вызваны соприкосновением с иезаземленными газовыми трубами, внутри которых были проложены провода ПР. В двух случаях из этих четырех трубы оказались под напряжением вследствие повреждения изоляции провода у выхода штепсельной розетки, в третьем случае — в результате того же самого в месте подключения к выключателю, в четвертом случае токоведущий провод непо- средственно коснулся трубы, внутрь которой попала вода, снизившая сопротивление изоляции в месте соединения про- водов. Следует отметить, что наши тревожные сигналы о низком качестве установочных материалов не остались неуслышан- ными. Теперь щиты, рубильники, патроны, штепсельные розетки стали изготовляться, как правило, строго по стандарту. В ре- зультате число смертельных поражений, вызванных низким ка- чеством установочных материалов, уменьшилось в несколько раз. Поражения током иа подземных кабелях разных напряже- ний в 60% случаев были вызваны прикосновением либо к ого- ленным концам кабельных разделок, либо к кабелям с повреж- денной изоляцией при отсутствии заземления. Механические повреждения кабелей происходили прн зем- ляных работах, при наездах транспорта на незащищенный ка- бель, проложенный по территории предприятия, при пробивке шлямбуром отверстий в стенах под крюки или шурупы. Заме- тим, что подавляющее число механических повреждений кабеля приводило к образованию электрической цепи через тело чело- века, но воздействие этой цепи сводилось лишь к электриче- скому удару, хотя в иных условиях такая же цепь нередко влекла за собой травмы со смертельных исходом. Здесь мы сталкиваемся, по-видимому, с действием «фактора внимания» (особое состояние настороженности у человека, сознающего опасность выполняемой им работы), о чем подробнее будет го- вориться в § 5-4. 15 поражений произошло в результате прикосновения к сте- нам и к полу, оказавшимся под напряжением. Напряжение по- являлось там вследствие недостаточной изоляции проводов в местах переходов через стены и между этажами. Этн пора- жения наблюдались преимущественно в коммунально-бытовых и лечебных помещениях, где провода в переходах изолируются так называемыми гибкими эбонитовыми трубками. Анализ показывает, что основными причинами поражений в электрических сетях являются: а) несоблюдение элементарных защитных мероприятий; б) применение в сырых и особо сырых помещениях, а также на открытом воздухе проводов и установочных материалов 77
(розетки, переходные втулки, изоляторы, щиты ит. п.), непред- назначенных для работы в таких условиях; в) слабый контроль за состоянием заземления и зануления пусковой и защитной аппаратуры; г) недостаточный профилактический ремонт сетей и пуско- защитных приборов, а также недооценка бесспорной опасности, которую представляет для людей напряжение ниже 127 В. Трансформаторы и распределительные устройства. На сило- вых трансформаторах несчастные случаи встречаются сравни- тельно редко. 60% случаев происходило при ремонте трансфор- маторов, протирке изоляторов и т. п., 28% случаев — при под- ключениях и отключениях трансформаторов и 12%—при прочих обстоятельствах. Около 74% общего числа поражений возникло на высоковольтной стороне трансформаторов. На распределительных устройствах поражения разделяются следующим образом: в 51,3% случаев они явились следствием соприкосновения с токоведущими частями в процессе работы оборудования, в 31,7%—результатом прикосновения к токове- дущим частям при монтаже и ремонте оборудования, в 17% онн произошли при прочих обстоятельствах. 62,8% общего числа электротравм на распределительных устройствах имели место на сетевых трансформаторных под- станциях, 15,4%—непосредственно на масляных выключате- лях, 18,2%—на разъединителях. При этом 94,3% всех несча- стных случаев на распределительных устройствах прн напря- жении выше 1000 В произошли с лицами электропрофессий. Одно поражение явилось результатом прикосновения к не- заземленному корпусу трансформатора с поврежденной изоля- цией. В 68,1% несчастных случаев тяжелый исход наступил не в момент возникновения электрической цепи через тело чело- века, а позднее и явился следствием сильных ожогов, вызван- ных дугой. Анализ поражений на силовых трансформаторах и распре- делительных устройствах показывает, что число электротравм на этих видах оборудования сравнительно невелико. Причиной поражений является, как правило, неудовлетвори- тельная организация работ. Это делает ее улучшение важной задачей. Электропривод. Большой процент поражений (22,5% общего их числа) падает на обслуживание электропривода. Но по- скольку электропривод является основным видом промышлен- ных электроприемннков, можно сказать, что здесь несчастные случаи происходят относительно реже, чем на любых других электроприемниках. Если общее число электротравм на элект- роприводе принять за 100%, то поражения на электродвигате- лях напряжением ниже 1000 В составят 86%. Только в 28,4% несчастных случаев на электроприводе по- страдавшими оказались лица электропрофессий. Стало быть, 7Я
основной причиной травматизма на электроприводе является то, что переключения и подключения оборудования, замену предо- хранителей и тому подобные операции выполняют лица не- электропрофессий, которые производят эти работы без снятия напряжения. Нельзя не обратить внимания и на недостаточную надеж- ность изоляции маломощных двигателей. Зарегистрировано во- семь смертельных поражений, явившихся результатом прикос- новения к выводам электродвигателей. Это связано с тем, что большое число маломощных двигателей поступает на монтаж без клеммных коробок. Кустарное их изготовление нли соеди- нение вообще без коробок снижает прочность изоляции в ме- стах подключенных соединений. Восемь других смертельных поражений были вызваны слу- чайным прикосновением токоведущнх проводов к крышкам клеммных коробок, которые из-за отсутствия заземления ока- зались под напряжением. Как известно, между клеммной ко- робкой и корпусом станка имеется изоляционная прокладка, и потому замыкание на корпус клеммной коробки не приводит к короткому замыканию. Вот почему металлическая крышка клеммной коробки может длительное время находиться под напряжением, и это остается незамеченным. Обе только что указанные причины поражений чрезвычайно опасны, потому что выявить их существующими методами про- филактических испытаний очень трудно. Чтобы избежать по- вторения подобных поражений, нужно изменить конструкцию выводов электродвигателей и клеммных коробок и, кроме того, применять лишь такие коробки, которые сделаны из изоляци- онных материалов. Поражения, вызванные прикосновением к незаземленным корпусам электродвигателей, относятся главным образом к двигателям, работающим на наружных сетях и предназна- ченным для строительных и ремонтных работ. Особенно много электротравм этого рода регистрируется в сельском хозяйстве, в первую очередь на животноводческих фермах. Три несчастных случая явились следствием попадания пыли и грязи на обмотки двигателей и в пускорегулирующую аппа- ратуру. Надо сказать, что эти двигатели не были приспособ- лены для работы в пыльных и грязных помещениях. Один не смертельный, но тяжелый несчастный случай произошел с опытным электромонтером вследствие того, что монтаж пу- сковой и защитной аппаратуры на современных двигателях не унифицирован: в одних случаях аппаратура легко доступна для осмотра н ремонта, в других доступ к ней весьма затруднен. Монтер привык к определенному расположению токоведущих частей и, обслуживая новый двигатель, где они расположены иначе, коснулся токоведущих частей при замене предохрани- телей. Он получил удар током, отдернул руку и инструментом, 79
который находился в этой руке, непроизвольно замкнул токоведущие части, что и повлекло за собой тяжелые ожоги. Следует отметить, что единообразие в расположении защит- ной аппаратуры и пускорегулирующих устройств отсутствует и у станков новейших отечественных марок, хотя унификация здесь крайне необходима. Отрадно, что в последние годы значительно улучшилась изоляция пускателей, в связи с чем число поражений, вызван- ных ее неисправностью, уменьшилось. Анализируя поражения электрическим током на электро- приводе, надо подчеркнуть, что чаще всего они вызываются не- удовлетворительным состоянием его вспомогательных элемен- тов. Специальные электродвигатели с аппаратурой для сырых, особо сырых н пыльных помещений, наружных установок и хи- мических производств все еще дефицитны. Единые требования безопасности к электроприводам не разработаны. Наконец, не- достаточен контроль за состоянием их заземления и зануления. Электросварочные агрегаты. С электрооборудованием этих агрегатов связано значительно большее относительное число несчастных случаев, чем с электродвигателями и другим тех- нологическим оборудованием. При этом на собственно свар- щиков приходится меньше половины (42,3%) всех поражений, происшедших на сварочных агрегатах. Остальные 57,7% пост- радавших распределяются следующим образом: 8,4%—элект- ромонтеры, 22,1% — рабочие металлообрабатывающих про- фессий, 27,2%—бетонщики, бурильщики и представители дру- гих профессий. Такое распределение по профессиям лиц, чья травма связана с электросварочным оборудованием, нельзя не поставить в связь с тем, что опасность, которую представляет собой напряжение ниже 65 В, недооценивается. Состояние изо- ляции соединительных проводов часто бывает неудовлетвори- тельным, к аппаратам допускаются неспециалисты. Среди по- страдавших оказались, например, главный механик хлебоза- вода, начавший сварку электродом с дефектной изоляцией, бухгалтер предприятия, пытавшийся заварить поломанный ба- гажник своего велосипеда, комбайнер, школьники н т. п. При каких обстоятельствах произошли эти поражения? В 58% случаев они имели место в результате случайного со- прикосновения с неизолированной частью электрода, в 19,9% — при подключении, отключении и ремонте сварочных аппаратов без снятия напряжения, в 9%—из-за отсутствия заземления при повреждении изоляции, в 8,3%—из-за прикосновения к соединительному проводу с поврежденной изоляцией, в 4,8% — от других причин. В работе [24] показано, что 52 электротравмы за три года произошли вследствие неудовлетворительной конструкции электрододержателя и отсутствия автоматического отключения напряжения холостого хода. 80
Производственный травматизм на сварочных аппаратах можно снизить, если обзавестись гибкими, хорошо изолирован- ными проводами достаточного сечения, специально предназна- ченными для передвижных аппаратов и установок. Следует добиться применения только безопасных электрододержателей с устройствами для автоматического снятия напряжения на хо- лостом ходу. Надо сказать и о том, что объем и методика профилактиче- ских испытаний сварочной аппаратуры нуждаются в присталь- ном внимании эксплуатационного персонала. Главное тут в том, что сварочные установки (как и другие передвижные установки) следует проверять и испытывать вместе с соедини- тельными проводами и электрододержателями. Высокочастотные установки. Как уже указывалось, на одну высокочастотную установку приходится в 118 раз больше по- ражений, чем на один электропривод. В 42% случаев пораже- ния явились результатом прикосновения к токоведущим частям при неснятом напряжении и выведенной из действия защитной блокировке, причем в 25% случаев это сделали сами постра- давшие. В 1964—1966 гг. поражений вследствие вывода из дей- ствия защитной блокировки было 70,1% [24]. Характерно, что 13,3% несчастных случаев имели место при ремонте генератора под напряжением; 11,2% произошли из-за отсутствия заземле- ния или его обрыва, в то время как металлические части, до- ступные для прикосновения, находились под напряжением; 4,5% поражений были вызваны прикосновением к неразряжен- ным конденсаторам. Зарегистрировано несколько травм с ле- тальным исходом на высокочастотных терапевтических аппара- тах. Во всех случаях жертвами стали опытные работники, ие один год обслуживавшие их. Причины большого электротравматизма на высокочастот- ных установках заключаются в их конструктивных недочетах и в неудовлетворительной организации их эксплуатации. В ча- стности, ненадежная блокировка генераторных шкафов «облег- чает» доступ к токоведущим частям, а прикосновение к ним было причиной ряда смертельных поражений. Использование токов высокой и сверхвысокой частоты — ха- рактерная черта новой технологии. Число установок, в которых применяются такие токи, будет нарастать. В цехах будет появ- ляться к тому же все больше аппаратуры разных систем на- пряжения и разных родов тока, причем обслуживать всю эту далеко не простую технику чаще всего придется технологиче- скому персоналу — лицам неэлектропрофессий. Все это делает насущно необходимым серьезное улучшение конструкций, зна- чительное повышение надежности изделий и элементов, входя- щих в комплект высокочастотных и им подобных установок. Одновременно с этим должна решаться и задача качественного улучшения их профилактических испытаний и ремонтов. 81
Подъемно-транспортные устройства. Эти устройства, в пер. вую очередь краны и лифты, также относятся к оборудованию, на котором электротравматизм значителен. 54,5% общего чи- сла несчастных случаев, происшедших на подъемно-транспорт- ных устройствах, были вызваны прикосновением стрелы подъ- емного крана к электрической линии, находившейся под напря- жением, 29,2%—соприкосновением с открытыми токоведущими частями электрооборудования (в основном при наладках и ре- монтах), 9% — выходом на крановую площадку при наличии напряжения на троллеях и при отсутствии ограждений питаю- щих щитов. 19,2% общего числа пострадавших были кранов- щиками, 9,8%—электромонтерами и 71,0%—рабочими других профессий (слесари, грузчики и т. п.). Переносные электроприемники. На этих приемниках происхо- дит много поражений. Анализируя их, нельзя не обратить вни- мания на два важных обстоятельства. Первое — недостаточно надежная изоляция. К сожалению, механически прочная высо- кокачественная изоляция типа фторопласта дорога и дефи- цитна. Нужна изоляция, обладающая свойствами фторопласта и в то же время дешевая, доступная для массового примене- ния. Второе обстоятельство — неудовлетворительная система заземления. Это связано опять-таки с отсутствием в должном количестве гибких проводов, обладающих достаточной механи- ческой прочностью и высокими изоляционными качествами. В настоящее время для подключения чаще всего применяют провода, не предназначенные для питания передвижных и пе- реносных электроприемников. Изоляция таких проводов быстро выходит из строя, поврежденные места изоляции во время ре- монта плохо восстанавливаются, и при случайных касаниях возникает смертельное поражение, даже, как это нами наблю- далось, и при напряжении 36 В. Главнейшие мероприятия, направленные на снижение произ- водственного электротравматизма, возникающего на перенос- ном оборудовании, сводятся к следующему: организация мас- сового выпуска установочных материалов, аппаратуры и кабе- лей, специально предназначенных для применения на этом оборудовании; проведение систематических профилактических ремонтов; тщательное инструктирование работающих и, нако- нец, существенное улучшение конструкций с использованием современных электроизоляционных материалов. Электроосветительные установки. Об обстоятельствах пора- жения на этих установках свидетельствуют следующие данные (в процентах): Прикосновение к цоколю или к стеклу лампы, загряз- ненному проводящим составом.................. 26,2 Прикосновение к металлическому патрону, оказавшему- ся под напряжением вследствие неудовлетворительной его зарядки.................................. 13,5 82
Прикосновение к токоведущим частям осветительной арматуры, установочным материалам, обвлочкам про- водов н кабелей, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции.................... 14,4 Прикосновение к токоведущим частям при ремонте осве- тительной сети и арматуры под напряжением .... 20,6 Прикосновение к оголенному или голому проводу . . . 11,0 Прикосновение к иетоковедущим частям, стене, полу, лестнице и т. д., оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции..................... 8,0 Прикосновение к корпусу трансформатора безопасности напряжением ПО и 380 В при повреждении изоляции 1,5 Прочее ............................................ 4,8 Итого......100,0 Больше половины общего числа поражений на электроосве- тительных установках (54,0%) произошло при смене ламп. А известно, что этим занимаются не только лица электропро- фессий, но и люди самых различных профессий, подчас даже дети. Чтобы добиться снижения травматизма на осветительных установках, необходимо внедрять неметаллическую арматуру, запрещать применение металлических корпусов патронов, улуч- шать конструкцию установочной арматуры, покрывать металли- ческую осветительную арматуру надежным изолирующим ла- ком, практиковать профилактические испытания сети, широко пропагандировать правила, предупреждающие бытовой электро- травматизм (лекции, популярные брошюры). 3-6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТРАВМ ПО ВРЕМЕНИ СУТОК И МЕСЯЦАМ ГОДА Некоторое представление о влиянии утомляемости на число электротравм и на тяжесть их исхода дает распределение не- счастных случаев по часам суток (рис. 3-1). К сожалению, пол- нота данных, легших в основу этого рисунка, оставляет желать лучшего: далеко не во всех актах указано время происшествия. Как видно из рисунка, характер изменения числа несчастных случаев по этому признаку различен в установках напряжением ниже и выше 1000 В. Почасовая динамика несчастных случаев в установках на- пряжением ниже 1000 В, в общем, следует графику потребления электроэнергии. Имеют место «провалы» кривой несчастных слу- чаев— ночной, дневной и вечерний, подобные «провалам» гра- фика потребления. Ясно, что число поражений электрическим то- ком в различное время суток зависит, во-первых, от числа лиц, по роду работы соприкасающихся с электрооборудованием, и, во-вторых, от числа оперативных переключений и включений (утренний пнк). Большое число поражений перед обеденным пе- рерывом и к концу смен позволяет предполагать возможное уве- 83
лпчеипе числа происшествий из-за снижения внимания и сопро- тивляемости организма в эти часы. Иной характер носит распределение электротравм по времени суток в установках напряжением выше 1000 В. Кривая несчаст- ных случаев здесь очень мало следует графику потребления энергии. В известной степени такое положение вытекает из того, что подавляющее число установок высокого напряжения обслу- живается дежурным персоналом круглосуточно. Число несчаст- Рис. 3-1. Распределение электротравм по часам суток (в процентах к об- щему числу электро- травм) Сплошная линия — установ- ки напряжением ниже 1000 В; штриховая линия — уста- новки напряжением выше 1000 В; штрих-пунктирная линия — без подразделения по величине напряжения (данные [24]) ных случаев здесь непосредственно уже не зависит от числа опе- ративных переключений. Это объясняется тем, что эти переклю- чения являются для персонала, обслуживающего установки напряжением выше 1000 В, основным содержанием деятель- ности. Можно предположить, что в часы максимального количе- ства переключений оперативный персонал, занятый этими пере- ключениями, работает с наибольшим вниманием. Основным же содержанием деятельности лиц, обслуживающих электроприем- ники напряжением ниже 1000 В, является работа на технологи- ческом оборудовании, во время которой главное внимание на- правляется, как показали наблюдения, отнюдь не на включение и отключение электрических цепей. Понижение внимания к кон- цу смены, по-видимому, и в установках напряжением выше 1000 В отражается на числе несчастных случаев. Штрих-пунктирной линией на рис. 3-1 показано распределе- ние электротравм по часам суток, не дифференцированное по напряжениям. По своей форме эта кривая почти совпадает (как, впрочем, и следовало ожидать) со сплошной кривой, вычерчен- ной для электротравм, происшедших при напряжении ниже 84
1000 В, как более массовых. Общим является наличие спада в ночные часы и двух «пиков» в дневное время. Существенно лишь расхождение в величине двух дневных максимумов. На штрих-пунктирной кривой максимум, приходящийся на пер- вую смену, больше, а приходящийся на вторую смену—меньше, чем на сплошной кривой. По-видимому, это различие следует объяснить происшедшим за последнее время уменьшением ко- эффициента сменности на предприятиях, а также повышением числа электротравм в сельскохозяйственных установках, проис- ходящих преимущественно в первую половину дня. Неравномерное распределение электротравм по часам суток, особенно в пределах одной смены, с несомненностью указывает на ту большую роль, которую играет психо-физиологическое со- стояние человека в возникновении электрической цепи через его тело, особенно если это происшествие связано с непосредствен- ным нарушением инструкций или правил. По существу, большая часть нарушений правил эксплуатации и правил электробез- опасности происходит в первые два часа после начала работы и в последние два часа перед окончанием смены. Статистика авто- мобильных катастроф, особенно с тяжелым исходом, имеет ана- логичную закономерность, но более четко выраженную. Если исключить преступную халатность (вождение машины в состоянии опьянения), то окажется, что водители транспорта, даже опытные, чаще всего нарушают правила в начале работы, которое можно назвать периодом вхождения в ритм или перио- дом адаптации, и в конце, когда сказывается утомление и, сле- довательно, наступают потеря ритма и ослабление внимания. Существенное отличие между почасовыми распределениями электротравм и транспортных травм состоит в более непосред- ственном влиянии на исход электротравм фактора внимания. Внимание человека, как это будет обосновано в § 5-4, само по себе создает оборонительную реакцию. На это указывают широкие пределы значений напряжений и токов, при которых наступают столь различные исходы. При одном и том же на- пряжении установки в одном случае наступает смертельный ис- ход, в другом человек испытывает только электрический удар. Даже без глубокого изучения очевидна роль нервной Системы в исходе поражения. Учитывая это, при расследовании несчаст- ных случаев особое внимание было обращено на выяснение роли и значения фактора внимания. Судя по обстоятельствам происшествий, в 84% несчастных случаев, закончившихся ле- тальным исходом, соприкосновение с токоведущими частями происходило тогда, когда пострадавший не находился в состоя- нии направленного внимания. И лишь в 16% случаев печальный исход наступал, несмотря на наличие фактора внимания. При направленном внимании случаи смертельных поражений в еети напряжением ниже 1000 В редки, и если имеют место, то лишь при длительном нахождении пострадавшего в цепи тока. 85
Влияние фактора внимания на исход электротравмы отмеча- ется и в отечественной [14, 65], и в иностранной [132, 162] ли- тературе. Однако ни в одном из перечисленных источников не было дано этому фактору исчерпывающего объяснения. Анализ материалов несчастных случаев, проделанный нами, показывает, что эффективность действия тока определяется со- стоянием (реактивностью) организма, причем фактор внимания, по-видимому, нужно признать по значению одним из решающих для исхода поражения. Отсюда возникают серьезные задачи, стоящие перед лицами, изучающими и внедряющими научную мес. Рис. 3-2. Распределение электротравм по месяцам года (в процентах к общему числу электротрав.м) Сплошная линия — данные по одному крупному промышлен- ному району за 197? г.; штриховая линия — по данным (24] за 1961-1966 гг. организацию труда, а также перед конструкторами различного вида оборудования и лицами, ведающими его эксплуатацией. На рис. 3-2 показано распределение числа электротравм по месяцам года. Наши данные относятся к 1972 г. и охватывают один крупный промышленный район страны. Метеорологические характеристики этого года в данном районе были близки к ме- теорологическим характеристикам средней полосы Советского Союза. Обнаруженное возрастание числа электротравм в на- чале осеннего периода можно объяснить массовым возвраще- нием людей из отпусков, а следовательно, недостаточной адап- тацией к трудовому ритму, более интенсивной работой предпри- ятий, обычной для второй половины года, неблагоприятными метеорологическими условиями (дожди, повышенная влаж- ность). Общий вывод, который можно сделать, анализируя кри- вые,— большое число электротравм в летнее время, что, несом- ненно, связано с развертыванием работ в сельском хозяйстве и в строительстве. Число электротравм в этих отраслях народного хозяйства существенно влияет на их общее распределение. 86
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТРАВМ 4-1. МЕТОДИКА Многолетний опыт экспертизы электротравм показал, что как бы пространна ни была техническая документация, составляе- мая по горячим следам происшествия, многие важные обстоя- тельства остаются в ней невскрытыми. Статистическая обра- ботка даже весьма большого числа актов не компенсирует не- полноты большинства их — отсутствия данных, например, о по- ражающем напряжении, вызвавшем электротравму, о роде и величине тока, о продолжительности его прохождения через тело пострадавшего. Для выяснения истинной картины поражения материалы ак- тов приходится дополнять данными инструментальных измере- ний, выполняемых в условиях, имитирующих обстоятельства по- ражения. Как уже упоминалось в § 2-3, в электрическую цепь вместе с телом человека оказываются включенными пол, обувь, одежда, которые, ограничивая ток, уменьшают напряжение, не- посредственно поражающее человека. Поэтому крайне важно оценить соотношение между напряжением установки и поража- ющим напряжением. Установив это соотношение, мы можем предопределить направленность защитных мероприятий и рас- ширить наши представления о механизме поражения человека электрическим током. Инструментальные измерения позволяют ответить на многие вопросы, касающиеся обстоятельств проис- шедшего, в том числе и на затронутый выше для примера во- прос о соотношении между двумя напряжениями — установки и поражающим. Разработанная автором данной книги методика инструмен- тального расследования электротравм и полученные с ее по- мощью результаты уже ‘были предметом публикаций [23, 67]. Тем ие менее автор считает необходимым изложить здесь хотя бы в сжатом виде главное содержание этих работ. Инструментальные расследования охватили все виды элек- трических поражений, а именно: а) вызвавшие смертельный исход, инвалидность или времен- ную нетрудоспособность (по поводу этих случаев обычно состав- ляются акты); б) не приведшие к временной нетрудоспособности, но потре- бовавшие оказания медицинской помощи (эти случаи, если и регистрируются, то, как правило, только в поликлиниках и на медпунктах предприятий); в) не связанные по первоначальному исходу с нетрудоспо- собностью н потому нигде н никогда не регистрируемые (эти 87
поражения, как было указано в § 2—3, носят название элек- трических ударов). Электротравма, повлекшая за собой смертельный исход или длительную нетрудоспособность, является на предприятии серь- езным событием. О ней немедленно извещаются судебно-меди- цинские органы, энергоинспекция, областные и центральные профсоюзные организации. К расследованию обстоятельств, при которых произошла травма, привлекаются, как правило, квали- фицированные специалисты, но организовать более или менее углубленное изучение несчастных случаев сразу же после про- исшествия бывает нелегко, так как они происходят в любое время суток и к тому же нередко в отдаленных местах, а число лиц, компетентно занимающихся изучением электротравм, весьма невелико. Все же большинство тяжелых поражений рас- следуется своевременно, и нам удалось наладить получение от- четов об этих расследованиях от всех участвовавших в них офи- циальных-организаций. Электрические травмы, вызывающие лишь кратковременную потерю трудоспособности, регистрируются и учитываются энер- гоинспекциями и инспекциями ЦК профсоюзов несистематиче- ски. Наиболее полные сведения об этих видах поражений можно получить от «Скорой помощи» и заводских поликлиник, куда нередко обращаются люди, почувствовавшие себя плохо после пребывания в электрической цепи, получившие легкий ожог или ослепленные дугой на короткое время. И хотя подавляющее большинство таких обращений не регистрируется в качестве электротравм, нам удалось, используя данные заводских меди- цинских учреждений и «Скорой помощи», собрать достаточно большой материал, характеризующий и эту группу поражений. Намного хуже обстоит дело с получением данных об электри- ческих ударах, поскольку они, как правило, не регистрируются, а во многих случаях и сознательно скрываются. Для того чтобы составить себе представление о масштабах и последствиях этого рода травм, пришлось в течение двух лет вести специальные исследования на четырех машиностроительных заводах. О ме- тодике проведения и результатах этих исследований будет по- дробнее сказано в § 4-4. При всем многообразии исходов поражения электрическая цепь через тело человека подчиняется общим закономерностям. Поэтому и методика ее изучения должна быть единой. Между тем расследование несчастных случаев, хотя и проводится уже более 70 лет, но в разных местностях (а подчас и в одной мест- ности, но разными людьми) по-разному. Попытка создания еди- ной методики расследования предпринята нами и опубликована в работе [67]. Интересные предложения о единой методике при- ведены в работе [24]. Основные положения единой методики заключаются: а) в унифицированной системе регистрации исходных данных; 8S
б) в моделировании обстановки, в которой возникли элек- тротравмы; в) в максимальном использовании инструментального ме- тода для получения параметров электрической цепи, возникшей через тело человека. Тщательное инструментальное изучение электротравм прино- сит огромную пользу при разработке профилактических меро- приятий. Вот почему целесообразно на примерах подробнее ознакомиться с практическими приемами расследований и с вы- водами, которые делаются в результате этих расследований. Остановимся прежде всего на примерах электротравм, при- чиненных малым напряжением, поскольку при их расследовании встретились весьма характерные особенности и получены пред- ставляющие интерес выводы. 4-2. ПОРАЖЕНИЯ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ СЕТИ 12—Зв В Пример 4-1. Органы судебно-медицинской экспертизы сообщили, что в одну из районных больниц доставлен труп гражданина Р., 19 лет, с сопроводитель- ным заключением: «Попал под ток». Полученное сообщение послужило нача- лом расследования. Оно началось с осмотра трупа. При осмотре удалось об- наружить небольшую электрометку у большого пальца иа тыльной части ле- вой руки. Электрометка оказалась единственной. При вскрытии трупа была обнаружена резко выражеииая асфиксия, как известно, характеризующаяся преобладанием синей венозной крови и свидетельствующая о смерти, вызван- ной остановкой дыхания. При электротравмах остановка дыхания, как пра- вило, возникает в результате не прямого, а рефлекторного действия. Результаты вскрытия подтвердили приведенное первоначальное заключе- ние. Началось изучение обстоятельств поражения. Пострадавший был одет в ватник. Рабочие ботинки оказались мокрыми, и их взяли в лабораторию. Измерения показали, что сопротивление подошвы мокрого ботинка составило около 200 Ом, а сопротивление этого же ботинка в сухом состоянии выра- зилось цифрой порядка 250 кОм. Измерения производились мегомметром 1000 В и методом вольтметра—амперметра. Путем опроса очевидцев и лиц, имевших отношение к пострадавшему, удалось выяснить, что бригада сборщиков (электротравма произошла на су- достроительном заводе) в составе бригадира и двух рабочих производила уборку талого снега с металлического настила одного из строящихся объек- тов. Около 16 ч, перед наступлением темноты, бригадир послал одного из сборщиков в кладовую цеха за переносной лампой, так как общее освещение стало недостаточным. Получив переносную лампу с проводом, сборщик вер- нулся с ней к месту работы. Второй сборщик, находясь на настиле лесов иа более высокой отметке, стал подключать конец провода от этой переносной лампы непосредственно к патрону общей сети 36 В с помощью «усиков». Использованный при этом провод марки ПР оказался поврежденным по длине в трех-четырех местах иа разных фазах. В момент подключения «уси- ков» к патрону, с которого была снята «рубашка», лампа (ее держал в левой руке первый сборщик) иа мгновение загорелась, что увидели находившиеся вблизи рабочие. В тот же момент сборщик, державший лампу, упал, даже не вскрикнув. Колодку лампы он продолжал держать в руке. Вернуть его к жизни не удалось. Напряжение 36 В, считавшееся безопасным, весьма распространено иа судостроительных предприятиях. Поражение человека со смертельным исхо- дом непосредственно от этой сети побудило провести особенно тщательное расследование. 89
Основная задача расследования электротравм в сети малого напряжения заключается в том, чтобы выяснить, во-первых, не оказалось ли в этой сети первичное напряжение 380 В вследствие повреждения изоляции в понижаю- щем трансформаторе, во-вторых, ие было ли внесено повышенное напряжение в эту сеть через общую заземляющую систему и, в-третьнх, не появилось ли повышенное напряжение по другим причинам. Для выяснения первого предположения был произведен осмотр транс- форматорного киоска, осмотр сетей всех трех напряжений и осмотр сети сварочного агрегата, а также произведено измерение сопротивления изоляции трансформаторов 220/36 и 220/12 В, питавших соответственно сети 36 и 12 В общего освещения. В результате осмотров и измерений установлено: иа объекте, где про- изошел несчастный случай, имелась сеть 36 В, питавшаяся от трансформа- тора 220/36 В мощностью 20—25 кВт, и сеть 12 В, питавшаяся от трансфор- матора 220/12 В мощностью 10—15 кВт. Оба трансформатора находились в стальном киоске на расстоянии 5—6 м от объекта. Питание обоих транс- форматоров от сети 380/220 В осуществлялось кабелем СБС-ЗХ70 для на- пряжения ниже 1000 В. Воздушной сети 380/220 В вблизи объекта не было. Киоск запирался на ключ, хранившийся у дежурного электромонтера, кото- рый находился обычно в цехе. Измерения сопротивления изоляции показали, что изоляция обмоток трансформатора находилась в удовлетворительном состоянии, и возможность соединения обмоток 220 В с обмоткой малого на- пряжения была исключена. Осмотр трансформаторного киоска опроверг предположение о возможно- сти случайного или преднамеренного временного соединения между выводами сети 380/220 В и сети 36 В. Клеммы трансформаторов со стороны 380 и 220 В были обращены к стене киоска, попасть к ним для снятия напряжения было невозможно. На клеммах н корпусе трансформатора следов оплавления обнаружено не было. Отсутствие напряжения сети 380/220 В в сети 36 В в момент не- счастного случая подтвердилось еще и тем, что, согласно показаниям лиц, работавших на объекте, около 70 ламп общего освещения 36 В, питавшихся от того же трансформатора, в то время находились под нормальным напря- жением. Переносную лампу, которой воспользовался пострадавший сборщнк, проверили после несчастного случая. Оказалось, что она исправна и, следо- вательно, повышенного напряжения на ней не было. В случае соприкоснове- ния хотя бы одного нз полюсов сети 380/220 В с сетью 36 В накал ламп, питавшихся от сети 36 В, должен был бы заметно возрасти в результате снижения сопротивления этой сети (сеть 380/220 В имеет заземленную ней- траль). Однако никакого увеличения иакала ламп лица, работавшие на объ- екте непосредственно перед несчастным случаем, также не наблюдали. Началась проверка второго предположения, а именно переноса потен- циала по заземляющей системе. Вынос потенциала по заземляющей системе возможен прежде всего в четырехпроводиых сетях, в которых при коротких замыканиях или даже при сильно неравномерной нагрузке могут возникнуть на заземляющих проводах, удаленных от повторных заземлителей, достаточно большие напряжения по отношению к земле. На судостроительных предприя- тиях широко применяют электросварку, и такое предположение, вообще го- воря, вполне обоснованно. Но, спрашивается, было лн повышено напряжение в момент катастрофы? Оказалось, что нет. Корпус объекта подключен к за- земляющей системе, к которой подключены и кожухи понижающих трансфор- маторов. Суммарное сопротивление заземления подобного своеобразного по- вторного заземлителя, как показали результаты измерения, равно 0,15 Ом Внутри самого объекта поверхность однопотенциальна с заземляющей систе- мой. Следовательно, и это предположение отпало. Для окончательного суждения о величине поражающего напряжения оставалось выяснить возможность поражения от напряжения сварочного аг- регата. Сварщица работала примерно на 2—2,5 м ниже отметки, на которой стоял пострадавший. Сварочный агрегат находился в другом помещении, но провод его длиной 1,5—2 м проходил на таком же расстоянии от пострадав- 00
шего. Удовлетворительное состояние изоляции сварочного провода, невозмож- ность соединения сварочного провода с сетью 36 В позволили исключить и возможность поражения напряжением сварочного агрегата. Таким образом, установлено, что сборщик был убит напряжением от сети 36 В. Поражение со смертельным исходом от такого напряжения воз- можно прн крайне неблагоприятных для пострадавшего условий. Дальнейшее исследование подтвердило, что в данном случае сложились именно такие условия. При осмотре металлического настила, на котором находился пострадав- ший, удалось найтн следы оплавления меди. В одном месте они были за- метны невооруженным глазом, в остальных их обнаружили с помощью лупы. Эти оплавления находились непосредственно у места, где стоял пострадав- ший, и там, где он упал после поражения током. Изоляция шнура переносной лампы была неудовлетворительна, а кое-где отсутствовала. При осмотре шнура в оголенных местах на разных фазах удалось обнаружить следы оп- лавления, а на расстоянии 8—10 см от деревянной колодки провод был ра- зорван с большим оплавлением концов. Пострадавший на протяжении не- скольких часов работал в тот день на уборке талого снега. Обувь и носки его были мокрыми. Так удалось установить обстоятельства, прн которых возникла электри- ческая цепь. Рабочий тыльной частью левой руки, в которой держал пере- носную лампу, коснулся оголенного провода. Другие оголенные места того же провода касались настила, на котором стоял рабочий. Возникла электриче- ская цепь по схеме: тыльная часть руки, державшей лампу,— нога, стоявшая на иастиле. Получив удар электрическим током и упав, пострадавший, по-видимому, соединил оголенную часть провода с металлическим настилом. Возникло ко- роткое замыкание, в результате которого провод перегорел, а пострадавший «дополнительно включился» в электрическую цепь последовательно с лампой и находился в таком состоянии до того момента, пока эта цепь не была ра- зорвана бригадиром, что произошло через 2—-3 мин после «удара». Рассмотренная электротравма относится к числу сложных. Она началась с однополюсного касания и окончилась, по-видимому, двухполюсным. Погнб ли Р. от однополюсного касания или от двухполюсного, получив от первого только «удар», сказать трудно. Каковы же токи, вызвавшие столь тяжелый исход? Оценить их можно было, конечно, лишь с точностью, не выходящей за определенные пределы. Для начала надо было составить суждение о сопротивлении всей электриче- ской цепи, в том числе и тела пострадавшего. Пределы последнего из этих сопротивлений оцепили в прозекторской, для чего измерили сопротивление между металлическим электродом, имевшим форму ступни и плотно к ней прибинтованным, н металлическим же электродом площадью 40 см2, плотно прибинтованным к тыльной части левой руки у электрометки. Измерения производили на переменном токе методом вольтметра—амперметра прн раз- личных значениях напряжения. В пределах от 16 до 220 В, как и ожидалось, зависимость сопротивления от напряжения обладала значительной нелиней- ностью. Особенно резко эта нелинейность была выражена в пределах от ЗОВ, когда сопротивление составляло 12,6 кОм, до 110 В, когда оно упало до 3,2 кОм. При 36 В сопротивление составило 10,8 кОм. Используя поправоч- ный коэффициент, предложенный Е. В. Френкель и равный для данной цепи 1,65, нетрудно высчитать, что электрическое сопротивление цепи, которое могло быть прн жизни пострадавшего, составляло 6,5 кОм. Далее измерили сопротивление обуви, вернее, подошв ботинок пострадав- шего. Измерения производили в сухом, влажном н мокром состоянии с по- мощью электродов в форме подошвы. Один из электродов помещали внутрь ботинка н придавливали грузом 25 кг, второй прикладывали к нижней сто- роне подошвы. Значения сопротивления оказались следующими: в сухом состоянии при напряжении 10 и ПО В — свыше 50 кОм; во влажном — 3 н 5 кОм; в мо- кром—от 1 до 1,5 кОм. 01
Итак, минимальное сопротивление электрической цепи, полученное как сумма двух сопротивлений, выразилось цифрой 8 кОм. Для проверки было произведено измерение с надетыми на ногн трупа мокрыми ботинками, внутри которых находились металлические электроды. Результаты: при напряжении 50 В суммарное сопротивление — около 13 кОм, а с учетом поправочного коэффициента — около 10 кОм. Следовательно, пределы поражающего тока составляют 3—10 мА. Но надо учесть, что прн оценке брались нанхудшие условия (мокрая обувь, металли- ческий контакт). Пример 4-2. Пострадал К.— электромонтер, 21 года. Труп был доставлен в прозекторскую с заключением «Электротравма?». На теле электрометок и ожогов не оказалось. Вскрытие выявило четко выраженную асфиксию. По свидетельству врача, пытавшегося спасти пострадавшего, в первое время после травмы прощупывался нитевидный пульс. К искусственному дыханию было прнступлено через 2—3 мин после того, как пострадавший упал. Выяснились следующие обстоятельства поражения. Происходила приемка стационарной проводки в подвальном помещении особого назначения. Чтобы осветить помещение и тем самым сделать возможным осмотр его комиссией, от стоявшего наверху понижающего трансформатора 220/12 В был опущен в подвал провод марки ПР с переносной лампой. Этот провод на всем его протяжении, за исключением небольшого участка непосредственно у каркаса лампы, был заключен в резиновый шланг. Но длина провода оказалась не- достаточной, и члены комиссии производили осмотр с помощью аккумулятор- ных фонарей, а провод, свернутый бухтой, вместе с лампой был повешен внизу на перилах железной лестницы. После окончания приемки К. взялся правой рукой за бухту провода, собираясь отнести ее вместе с переносной лампой наверх, а левой рукой коснулся металлической лестницы. В тот же момент он вскрикнул н стал приседать. Когда лица, подоспевшие иа помощь, пытались поднять пострадавшего, то ощутили удар током. После того как К. был освобожден от прикосновения к переносной лампе, его вынесли наверх, но спасти, несмотря на принятые меры, не смогли. Переносную лампу и понижающий трансформатор доставили в лабора- торию. Тщательная проверка сопротивления изоляции трансформатора пока- зала отсутствие связи между сетями напряжением 127 я 12 В. При осмотре гибкого многожильного провода переносной лампы обнаружилось, что одна из его жил была оголена иа протяжении 5—6 мм. Изоляционная лента была наложена крайне небрежно, концы ее не прилегали к проводу. Плохо изоли- рованное соединение переносной лампы со шланговым проводом и создало электрическую цепь через тело человека. Второй полюс сети 12 В был за- землен. Таким образом, К. испытал, по существу, двухполюсное касание с тО- коведущими частями сети 12 В, что и послужило причиной его гибели. Выноса потенциала по заземляющей системе не могло быть. Помещение, где произошло поражение, предназначено для административных целей, н днем там однофазной нагрузки, от сети которой питался понижающий транс- форматор, практически не имелось. Все же с целью проверки к щитку по- нижающего трансформатора подключили пятикиловаттный однофазный элек- тропрнемник. Даже при такой невероятно неравномерной нагрузке напряже- ние на заземляющей системе сети 12 В по отношению к земле повысилось всего иа 0,8 В. В качестве «земли» использовалась водопроводная система, имевшаяся в подвале. Каких-либо других источников появления напряжения не было, и факт смертельного поражения при 12 В оказался установленным. Необычность этого случая побудила произвести все необходимые изме- рения, включая н определение электрического сопротивления трупа пострадав- шего. В принципе методика измерений была такой же, как и в предыдущем описании. Разница заключалась лишь в том, что надо было измерить электри- ческое сопротивление как между двумя ладонями, так н между ладонью ле- вой рукн и тыльной частью правой руки, т. е. между участками тела, став- шими, как предполагалось, участками электрической цепи. При напряжении 12 В электрическое сопротивление между двумя электродами, наложенными на ладони, оказалось равным 18.8 кОм, между ладонью н тыльной частью 02
руки — 74,5 кОм, а с учетом поправочных коэффициентов — соответственно 11.2 и 27,0 кОм. Полученные значения токов (1,2—4,5 мА) и в этом случав лежат за пределами значений раздражающих токов. Рнс. 4-1. Положение пострадавшего в момент электри' ческого удара (имитация) Рис. 4-2. Пострадавший в момент смерти (имитация) К сожалению, в обоих описанных случаях ие была с требуемой точно- стью установлена продолжительность существования электрической цепи. По- казания очевидцев заставляют полагать, что это время длилось от секунды до минуты. Опишем также два поражения малым напряжением, закон- чившиеся смертельными исходами, наступившими спустя неко- 93
торое время после разрыва электрической цепи. В обоих слу- чаях электрометок на теле пострадавших не было обнаружено. Пример 4-3. Первый из этих случаев произошел в шахте грузоподъемного лифта во время монтажа блокировки. Под напряжением находилась только переносная лампа, освещавшая рабочее место. Когда работавший выходил из шахты, ои коснулся лбом металлической конструкции шахты, а запястьем, как это показано на рис. 4-1, задел за недостаточно хорошо изолированное соединение провода, питавшего лампу. Получив «удар током», он отошел на несколько шагов и сел, как показано иа рис. 4-2, после чего начал звать на помощь, прося «отключить сеть», хотя электрическая цепь была разорвана. Подбежавшие на помощь доказывали пострадавшему, что напряжения нет. Однако ои с этим не соглашался, продолжая требовать «отключения». При- мерно через 15 мии после травмы пострадавший, не меняя своего положе- ния, умер. На его теле обнаружены электрометкн на запястье и на лбу. При исследовании установлено, что напряжение, вызвавшее травму, не превы- шало 10—15 в. Пример 4-4. Вторая электротравма, вызванная малым напряжением и за- кончившаяся смертью после разрыва электрической цепи, произошла при- мерно в тех же условиях в кабине крана. Пострадавший, получив «удар то- ком», вышел из кабины, спустился вниз и в нескольких шагах от крана умер. 4-3. ПОРАЖЕНИЯ ПРИ НАПРЯЖЕНИИ СЕТИ 220 В Пример 4-5. Характерен несчастный случай в сети напряжением 220 В, закончившийся смертью слесаря Н., 26 лет. При осмотре трупа были обна- ружены слабые электрометки на обеих ладонях. Диагноз судебно-медицин- ской экспертизы гласил: «Смерть наступила вследствие асфиксии, вызванной электрическим током». Обстоятельства дела таковы. На металлообрабатывающем заводе произ- водилась наладка подъемного крана. Помогая мастеру, исправлявшему подъ- емный механизм крана, слесарь держал обеими руками металлический трос. Он коснулся ногой обнаженного токоведущего провода, шедшего к шпиндель- ному концевому выключателю, и погиб. Поражения людей шаговым напряжением в сетях напряже- нием выше 1000 В известны давно. В литературе по электро- безопасности приводятся достаточно обстоятельные описания подобных поражений. Они обычны для сельских местностей в случае обрыва проводов линий электропередачи высокого на- пряжения н падения их на землю. Но уже в тридцатых годах появляются описания подобных поражений и в сетях напряже- нием ниже 1000 В [61]. Интересен также случай, который прои- зошел в послевоенный период на одном из заводов крупного промышленного центра в СССР. Пример 4-6. Бригада «Скорой помощи» была вызвана осенью 1947 г. на завод по поводу одновременного поражения трех человек электрическим то- ком. У двоих из пострадавших электротравма ие имела тяжелых последствий (во всяком случае на протяжении годичного наблюдения за ними после про- исшествия). Третий из пострадавших скончался в момент поражения. По- гибшему было 42 года. Он был одет в пальто и обут в обычные ботинки на кожаной подошве. Диагноз судебно-медицинского эксперта был лаконичен: «Смерть вследствие поражения дыхательных центров нервной системы, вы- звавшего глубокую асфиксию». Обстоятельства происшествия таковы. На территории предприятия нахо- дился на поверхности кабель марки СБС-ЗХ25. Кабель использовали для 04
временных нужд, после чего так и оставили подключенным к сети напряже- нием 380/220 В. Через территорию, на которой лежал кабель, нужно было перевозить тяжести на металлической тележке. Для более удобного перевала тележки через кабель на него наложили железный лист толщиной 2—3 мм. Неполно нагруженную тележку через кабель перевезли благополучно, но в мо- мент обратного въезда тяжело нагруженной тележки на железный лист ка- бель был поврежден, произошло соединение одной из его жнл с железным листом. В результате у места, где лист был наложен на кабель, возникло шаговое напряжение. Рабочие, толкавшие тележку, получили электрический удар, от которого одни нз них упал, а второй с криком отскочил от тележки. Рис. 4-3. Общий вид места происшествия Оба они отделались испугом. Рабочий же, шедший рядом и ие касавшийся тележки, получил электрический удар от шагового напряжения. Вначале он стал медленно приседать, а затем, скорчившись, упал. Искусственное дыхание, которое сделали ему подбежавшие товарищи, не дало результатов, и он погнб. Если бы ие было очевидцев и повреждение кабеля груженой тележкой не сопровождалось коротким замыканием с соответствующим действием пре- дохранителей, то установить, что смерть последовала от электрического- удара, было бы крайне трудно. На рис. 4-3 показаны общий вид места про- исшествия и тележка, которая вызвала аварию. Задача расследования заключалась в установлении величины поражаю- щего напряжения. В данных условиях это оказалось далеко ие простым де- лом. Пришлось имитировать происшествие. Опыт производился иа рабочем иапряженин 220 В, т. е. на том напряжении, которое имелось иа кабеле в мо- мент несчастного случая. Тщательно было измерено напряжение на поверхности почвы вблизи металлического листа, а затем по данным изме- рений были построены эквипотенциальные кривые, позволившие установить,, что максимально возможное напряжение, которое вызвало электротравму, со- ставляло для рабочих, толкавших тележку, от 70 до 80 В, а для погибшего, находившегося рядом с тележкой,— всего 10—15 В (шаговое напряжение). Но последний при падении мог получить, если учесть расположение тела, удар напряжением 25—30 В. Если принять во внимание электрическое со- противление обуви (при положении стоя) и одежды (при положении лежа),. 85-
то можно полагать, что поражающее напряжение было меньше указанного, хотя и ненамного. Время существования электрической цени удалось опре- делить точно, осциллографируя быстродействие предохранителя; оно оказа- лось равным 1,8 с. При поражении шаговым напряжением общая поверхность соприкоснове- ния тела (ступни) с поражающим источником напряжения составляет не ме- нее 400 см2. Емкостное сопротивление велико, и здесь, по-видимому, решаю- щее значение в исходе поражения имел ток в переходном процессе. На рнс. 4-4 показаны эквипотенциальные кривые, полученные для определения поражающего напряжения; там же указаны места расположения рабочих. Почему же погиб рабочий, оказавшийся под меньшим напряжением, и не погибли рабочие, оказавшиеся под ббльшим напряжением? Можно предпо- Рис. 4-4. Эквипотенциальные кривые, получе’нные опытным пу- тем для определения поражающего напряжения / — кабель; 1 — металлический лист, наложенный иа кабель; J — те- лежка; 4 — место короткого замыкания; 5 — места расположения пост- радавших; 6 — эквипотенциальные кривые; 7 — переносные зонды для определения эквипотенциальных областей дожить, что для оставшихся в живых рабочих положительную роль сыграла нервная система: физические усилия, с которыми была связана работа по передвижению тележки, создали то, что Еллинек назвал «спасительным фак- тором внимания». Приведем еще два примера электротравм, на этот раз не- производственных, вызванных шаговым напряжением. Пример 4-7. В процедурном отделении одной из поликлиник был обнару- жен труп больного, незадолго до этого вошедшего в помещение для приема ванн. Погибший — мужчина 55 лет—был найден голым, склонившимся над ванной на согнутых в коленях ногах. Каких-либо следов тока на теле не было обнаружено. Вскрытие установило, что смерть последовала от асфик- сии. Электротравма, фигурировавшая в посмертном диагнозе, как будто ие вытекала из обстоятельств дела, ибо в ванном помещении проводка была скрытая, выключатель находился вне помещения, а осветительный плафон в полуутопленном виде — на потолке. Но в процессе уголовного следствия ио делу о внезапной смерти выяснились важные дополнительные обстоятель- ства. Оказалось, что накануне происшествия уборщица, готовившая эту 06
ванну, жаловалась, что при прикосновении к ней «бьет током». Утром, до начала процедуры, монтер осмотрел ванну н ничего не обнаружил; он проде- монстрировал уборщице, что напряжения нет, в чем она убедилась н сама, коснувшись ванны. В дневное время принятие процедур происходило без ка- ких-либо жалоб. Погибший оказался первым больным, начавшим принимать ванну при электрическом освещении. Исследование показало, что включение освещения создает иа ванне н на полу, в зоне, к ней прилегающей, напряжение. Оно ие было обнаружено ли- цами, оказывавшими помощь пострадавшему и затем обследовавшими место происшествия, потому, что все они подходили к ванне в обуви, обладавшей достаточной изоляцией. Снятие кривых распределения напряжения вокруг ванны и на полу показало, что напряжение увеличивалось в направлении к одной из стен. Плотность эквипотенциальных линий и поверхностей росла по мере приближения к месту прохода скрытой проводки через стену. Демонтаж этой проводки показал, что провод вследствие низкокачествен- ной изоляции соединения касался корпуса соединительной коробки, а следо- вательно, н стены. Напряжение между корпусом этой коробки и ванной ока- залось почти равным фазному. Напряжение между ванной и металлической пластинкой, положенной на пол, составляло 20 В. Шаговое напряжение в пре- делах пола колебалось от 5 до 15 В. Этим напряжением н был убит по- страдавший. Сделав несколько шагов по деревянному настилу, не доходив- шему до ванны, он ступил па пол и, стоя на нем, коснулся ванны. В данном случае в цепи никаких сопротивлений, ограничивающих ток, не имелось, и последний обусловливался только электрическим сопротивле- нием тела пострадавшего. Многочисленные ранее проведенные измерения по- казывают, что эту величину можно принять равной 500 Ом. А если это так, то ток через тело, по-видимому, составлял от 15 до 25 мА, что, по мнению многих авторов, уже опасно. Аналогичный случай, но не приведший к смертельному ис- ходу, произошел в одной из бань [67]. Подобные случаи появления напряжения между стеной, по- лом и водопроводом не так уж редки. Они вызываются дефек- тами проводки, особенно частыми в местах прохода через стены и в розетках штепселей и выключателей в ванных и кухонных помещениях жилых и коммунальных зданий. Поэтому осущест- вляемый в ряде городов перевод электрических сетей жилых домов с напряжения 127 В на напряжение 220 В должен сопро- вождаться тщательным приведением квартирных электрических сетей в порядок и хотя бы однократным испытанием их мегом- метром 500 В. К сожалению, опыт показывает, что выявление участков с повышенной электропроводностью — дело не простое. Оно требует навыков, но пренебрегать им нельзя. 4-4. ПРИЛОЖЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА К ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМУ РАССЛЕДОВАНИЮ ЭЛЕКТРОТРАВМ Наведенное напряжение. Применение аналитического метода при инструментальном анализе электротравм было подробно описано нами в монографии [67] на примере расследования массового поражения напряжением, наведенным на линию связи. Здесь мы ограничимся кратким рассмотрением этого по- учительного случая. 4 В. Е. Манойлов 97
7.2 н Рис. 4-5. Общая схема пересечки ЛЭП с проводами ра- диотрансляционной сети ТП— трансформаторная подстанция Рис. 4-6. Электрическая схема пересечки Rs — электрическое сопротивление заземления; ЯЧел—электрическое сопротивление тела человека 98
Пример 4-8. В одном из южных районов Советского Союза во время силь- ного урагана произошло соприкосновение проводов воздушной линии элек- тропередачи напряжением 6 кВ с проводами радиотрансляционной сети. Оно сопровождалось появлением напряжения промышленной частоты в радио- трансляционной сети, что вызвало смертельные электротравмы. Задача рас- 4-6 — соответствующая электрическая схема. Рис. 4-7. Эквивалентная расчетная схема следования заключалась в определении характера развития аварии и в оценке возникших напряжений для последующей выработки защитных мероприятий. На рис. 4-5 показана общая схема пересечки ЛЭП с проводами радио- трансляционной сети, а на рис. Определение напряжения промышленной частоты относи- тельно земли, возникшего в ра- диосети, зависит от многих фак- торов, учесть которые практи- чески невозможно. Поэтому для решения поставленной за- дачи пришлось сделать ряд до- пущений, а именно принять со- противление заземления пяти радиоточек равным 20 Ом каж- дое, а десяти—соответственно 10 Ом. Сделанное допущение позволяет подсчитать напряже- ние относительно земли. Воз- можные при этом погрешности не могут существенно повлиять на численные результаты. Точность определения напряжения прикосновения можно признать вполне достаточной. На рис. 4-7 показана эквивалентная рас- четная схема. Опа описывается уравнениями, приводимыми далее. До схлесты- вания проводов радиосеть была включена во всех трех деревнях А, Б н В. Напряжение прикосновения определяется из формул: где ______________“до-3мс^з_____________ [4 + R3 (4г2 + ЗЯ3) ] V 1 + (Зыс/?)2 ’ "Ь R-i (Зг» И- R'" = rt + R3 2 -з{-2^ 3’- ; г2 + (4г2 + tga'" = = 1 3o>cR"' Если теперь предположить, что возникшее напряжение вызвало появле- ние в деревне А токов замыкания, в результате чего выгорели провода и радиосеть отключилась, то напряжение прикосновения в оставшихся двух деревнях изменится и будет определяться следующими уравнениями: “пр б = % (г2 + *3) е а ; ипр в = К R3ela , где u,n-3wcR, -I- R, К* =----------- r R = rl +rt+ R3 --- ; (г» + 2R3) /1 +(3сос/?")2 г, + 27?з 1__п I 99
Допустим, что токи замыкания появились и в деревне Б. Тогда напряжение в оставшейся деревне В можно найти из формулы йло-3<0сЯ3 U О = --- 6 , ар /1+(Зшс/?')2 где R' = ri + 2г, + tg а' = 1 3tocR Сделаем пояснение к формулам: знак обозначает работу радиосети во всех трех деревнях; знаки " и ' — соответственно в двух и одной деревне; и"'прл —напряжение прикосновения на радиоточках в деревне Л, когда радио- сеть работает всюду; ir'nps и u"nj>B—соответственно напряжения прикоснове- ния на радиоточках в деревнях Б и В, когда отключалась радиосеть в де- ревне A; u'npB — напряжение прикосновения на радиоточках в деревне В, когда отключалась радиосеть в деревнях А и Б; ила — символическое обозна- чение фазного напряжения (фаза А) источника, равного 3800 В; <в — круго- вая частота линии передачи; гь гг и показаны на рис. 4-7. Напряжение прикосновения при различных комбинациях включения радиоточек по трассе фидера радиосети находится в пределах от 0,03 до 1100 В. Анализ показал, что в радиосети возникли опасные напряжения ие только для аппаратуры, но и для людей. Они и вызвали поражения электри- ческим током. Последствия этих поражений оказались столь тяжелыми потому, что деревни были расположены сравнительно недалеко от пересечки. Ток замы- кания иа землю ограничивался сопротивлением раднолинни, и цепь замыка- ния на землю длительное время не отключалась, в то время как напряжение на радиолинии относительно земли было достаточно велико. Как же устранить возможность появления опасных напряже- ний? Снизить их можно устройством заземления разрядника на двух опорах радиосети, между которыми существует пересечка, что и предусмотрено действующими правилами устройства ли- ний электропередачи. При появлении в радиосети относительно земли повышенного напряжения разрядник срабатывает, соеди- няя радиосеть с землей. Как показал расчет, при сопротивлении разрядников 10—15 Ом напряжение прикосновения в рассмат- риваемых условиях может быть снижено в несколько раз, и тогда поражения с тяжелым исходом становится маловероят- ными. Однако полностью опасность при этом не устраняется. Ра- дикальным решением задачи является лишь сооружение кабель- ных переходов через линии связи и радиотрансляции [22]. Электрические удары. Аналитический метод был применен и при упомянутом в § 4-1 инструментальном изучении электриче- ских ударов, предпринятом нами на четырех машиностроитель- ных заводах. Для изучения были взяты предприятия с установленной мощ- ностью электродвигателей примерно по 5000 кВ-A. В течение двух лет в отделах главного энергетика этих предприятий, а также в обслуживающих их здравпунктах регистрировались электрические удары, и специально выделенные сотрудники проводили первичное обследование как пострадавших, так и 100
оборудования, на котором произошел удар. Одновременно за- полнялись анкеты-вопросники. Затем производилось инструмен- тальное исследование с привлечением специалистов. Работа проходила не без трудностей. Ведь если для рассле- дования электротравм, приводивших к серьезным последствиям (к утрате трудоспособности, а тем более к смерти), предостав- лялись все условия и возможности, то расследование электриче- ских ударов особого интереса не вызывало: оборудование, на котором произошел «удар током», отключалось неохотно и лишь на ограниченное время. Однако это отношение резко менялось, когда изучение причин того, почему «бьет током», вскрывало те или иные дефекты оборудования, показывало, к чему эти де- фекты могли привести, и устанавливало пути их устранения. Очень многим содействовали успеху исследований сами по- страдавшие, поскольку они хорошо знали особенности обслужи- ваемого ими оборудования и были весьма заинтересованы в устранении его дефектов, угрожающих их здоровью. Чтобы установить хотя бы приблизительно соотношение между числом электрических ударов и числом тяжелых травм, было решено собранные по четырем предприятиям данные рас- пространить на 66 аналогичных предприятий, по которым име- лись сведения о тяжелом травматизме за 15 лет. Для этого число электрических ударов, зарегистрированных на четырех обследованных предприятиях, разделили сначала на четыре (число предприятий), а затем на два (два года наблюдений), полученное частное умножили сначала на 66 (число сходных по профилю, количеству рабочих и технологии предприятий) и за- тем на 15 (число лет, за которое имелись данные об электро- травмах на 66 предприятиях). Учитывая, что в определении числа электрических ударов до- пущена некоторая условность, можно ориентировочно оценить только пределы соотношения. Оказалось, что один смертельный исход приходится на 140—150 тыс. случаев возникновения электрической цепи через тело человека. Работа по определению числа электрических ударов была проведена с 1951 по 1953 г. Выборочный анализ электрических ударов, сделанный на тех же предприятиях в 1957—1958 гг., показал, что число электрических ударов уменьшилось почти вдвое. Число же электротравм сократилось в меньшей степени. Эта тенденция характерна и для последующего трехлетия (1959—1961 гг.). По-видимому, в настоящее время на одну элек- тротравму с тяжелым исходом приходится еще меньшее число электрических ударов. Можно полагать, что на каждых двух взрослых работающих людей ныне приходится ежегодно не больше чем по одному «удару током». Это можно объяснить значительным повышением уровня экс- плуатации сетей напряжением ниже 1000 В, в которых и про- исходит основное число электротравм. Действительно, именно 101
за последние годы ужесточились требования к профилактиче- ским измерениям сопротивления изоляции. На ряде предприя- тий организованы испытания изоляции повышенным напряже- нием. Большинство заводов и фабрик усиленно модернизирует электрооборудование. К сожалению, эти сдвиги почти не затро- нули ни сельское хозяйство, ни коммунальные предприятия, ни строительство, где число электрических ударов не только не сни- жается, но даже растет. Электротравмы с тяжелым исходом происходят иногда при тех же токах и напряжениях, которые в многочисленных случаях прохождения электрической цепи через тело человека вызы- вают только неприятное раздражение. Это исчерпывающим об- разом объясняет неблагополучие с электробезопасностыо в тех отраслях народного хозяйства, в которых велико число электри- ческих ударов. Выводы из инструментального расследования электротравм. Тщательный и разносторонний инструментальный анализ любого поражения электрическим током важен не только тем, что дает возможность выявить «очаги опасности» на данном предприятии и обосновать эффективные защитные мероприятия. Огромное значение имеет и то, что анализ материалов, собранных в ре- зультате большого числа подобных расследований, расширяет наши представления о механизме действия электрического тока на человека. Несомненно, что с ростом напряжения установки опасность поражения увеличивается, но эта закономерность не так уж проста. Рассмотренные случаи убеждают, например, в опасности малого напряжения. Результаты инструментального изучения показывают, что смертельные исходы имеют место в сетях 12, 36 и 65 В. При сварочном напряжении (65 В) число их доста- точно велико. Инструментальное изучение обстоятельств происшествий устанавливает, далее, значительное расхождение между напря- жением установки и поражающим напряжением: последнее, как правило, меньше напряжения сети. Отсутствие прямой зависимости исхода поражения от напря- жения ставит под сомнение широкое распространение таких ме- роприятий, как применение пониженного напряжения без допол- нительной защиты. На сварочных агрегатах, высокочастотных и других установ- ках элсктротравматизм может быть эффективно снижен путем внедрения надежных блокировок, снимающих напряжение в осо- бых случаях, например при необходимости ремонта или техно- логических операций, предусматривающих соприкосновение ра- ботающего с токоведущими частями. В ходе инструментального изучения электротравм с несом- ненностью установлено и то, что время, в течение которого ток до 20 мА вызывает смертельный исход в момент поражения, не 102
превышает 0,2—0,3 с. При большем токе это время еще меньше. Но отмечены случаи, когда ток, измерявшийся не миллиампе- рами, а амперами, «не убивал* пострадавшего в момент пора- жения. Появлялись судороги, и пострадавшего удавалось спасти снятием напряжения. Таким образом, накоплен обширный материал, свидетельст- вующий об отсутствии прямой зависимости между исходом по- ражения, с одной стороны, и напряжением, током, мощностью (иногда при мощности в милливатты наступает смерть, а при мощности в киловатты — нет) и поглощенной энергией — с дру- гой. Число факторов, определяющих величину поражающих на- пряжения и тока, весьма велико. Среди них: чрезвычайно низкое (несколько вольт) пороговое значение безусловно безопасных напряжений; весьма высокое (100 кВ) пороговое значение на- пряжения, при котором еще наблюдаются благополучные ис- ходы. Очевидна, наконец, зависимость исхода поражения от сложного комплекса трудно учитываемых физических и физио- логических явлений. Все это дает основание выдвинуть в тех- нике электробезопасности положение о нецелесообразности нор- мирования в промышленности и в быту опасных и безопасных пороговых значений напряжения и тока. На этот путь уже встала, по существу, радиационная защита, требующая, чтобы проникающее излучение не выходило далеко за пределы есте- ственного фона. Применительно к электробезопасности такой взгляд не ис- ключает перехода иа более высокие напряжения, конечно, при условии выполнения соответствующих защитных мероприятий. Это не только экономически целесообразно, ио и разумно с точ- ки зрения электробезопасности. Реализация выдвинутого поло- жения требует значительного повышения конструктивной и экс- плуатационной надежности электрооборудования. Уровень изо- ляционной техники и особенно темпы ее развития позволяют это сделать. Соответственно подлежит развитию и система профи- лактических испытаний и ремонтов. Подробнее эти предложения будут обоснованы в гл. 7 и 8. Наконец, назрела необходимость разработать специализиро- ванные положения электробезопасности, прежде всего для строительства, электрохимической промышленности, сельского хозяйства, бытового и коммунального электропользования. Не- отложным делом представляется также издание массовым тира- жом общедоступной литературы, разъясняющей опасность элек- трического тока, объясняющей сущность и смысл применения защитных Мероприятий. 10»
ГЛАВА ПЯТАЯ МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОТРАВМЫ 5-1. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ИЗУЧЕНИЮ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Механизм электротравмы весьма сложен, так как электриче- ство воздействует не только на отдельные органы и ткани по- страдавшего, но и на его организм в целом. Первым — еще в конце XVI века — исследовал действие электричества на человека замечательный ученый, английский врач Джнльберт. Опублико- вав в 1602 г. результаты своих наблюдений, он указал на многообразие яв- лений, возникающих при взаимодействии электричества с телом человека. Опасность этого взаимодействия для жизни человека первым установил, как уже упоминалось в § 2-1, наш соотечественник — профессор петербург- ской Медико-хирургической академии В. В. Петров. Налаживая в 1802 г. нм же созданную «гальвани-вольтовскую батарею», напряжение которой до- стигало 1800 В, Петров случайно коснулся токоведущих частей этого источ- ника электрической энергии, получил сильный электрический удар и потерял сознание. Энергичными мерами удалось избежать трагического исхода. Оце- нив огромное значение происшедшего, Петров в своей книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах с жидкостью» (СПБ, 1803) не только подроб- нейшим образом описал этот случай, но и сделал попытку оценить численное значение напряжения, могущего вызвать тяжелый исход. Работа В. В. Пет- рова по достоинству была оценена учеными мира: она имеется в националь- ных библиотеках Англии, Франции, Италии; на нее ссылаются до сих пор в исследованиях, посвященных действию электрического тока на живой ор- ганизм. Не осталась она без внимания н в самой Медико-хирургической академии. Сава-Большнй и другие ее профессора продолжали исследования, начатые В. В. Петровым. Идея Джильберта об «электрическом флюиде» как универсальном терапевтическом средстве получила предметное воплощение во многих работах, выполненных в стенах названной академии. В середине XIX века началось применение лекарственных соединений в «электролитическом виде», т. е. введение их в организм через поверхность кожи (иоиофорез, ионная терапия). Совершенно иную направленность получили исследования действия элек- тричества на живой организм после того, как в 1862 г. был зарегистрирован первый несчастный случай, вызванный электричеством, и особенно после того, как в 1882 г. в США была введена казнь на электрическом стуле. Решение о применении электрического стула обосновывалось описаниями производственных н бытовых электротравм с тяжелым исходом. Считалось, что если несчастные случаи от электричества приводят к мгновенной и, стало быть, безболезненной смерти, то безусловно мгновенной и безболезненной будет электрическая казнь, осуществляемая при напряжении, в 8—10 раз превышающем то, которое вызывало летальный исход электротравм. Но, как вскоре выяснилось, смерть на электрическом стуле, как правило, не была ни мгновенной, ни безболезненной. «Наоборот,— сообщали врачи, присутствовавшие при казнях,— это наиболее мучительная и страшная смерть». Подобное неожиданное известие побудило заняться изучением меха- низма поражения живого организма электрическим током. Появились публикации, свидетельствовавшие о желании глубоко разо- браться в действии электрического тока на человека. Из первых зарубежных работ на эту тему следует отметить исследование Вебера (1899 г.), посвя- щенное обстоятельному изучению электрического сопротивления живого орга- низма, труд Дарсонваля (1894 г.) и работу Краттера «О значениях пора- жающего тока» (1896 г.). 104
Электротравма, представляя собой социальное зло, естест- венно, привлекла к себе внимание отечественных ученых уже в первые годы советской власти. Электропатология стала одним из направлений исследовательской работы в Институте профес- сиональных заболеваний им. В. А. Обуха в Москве. Несколько позже действием электрического тока на организм заинтере- совались исследователи в Ленинградском институте охраны труда ВЦСПС. К работам теоретического плана следует отне- сти исследования И. Р. Петрова. При всей их фундаментально- сти они страдают, однако, недостаточной обоснованностью в вы- боре животных и условий, моделирующих в эксперименте элек- трическое поражение человека при несчастном случае. Поистине классическими стали разносторонние исследования, проведенные в 30-х годах Феррисом, Кингом, Спенсом и Уильям- сом [150]. Полученные ими на очень большом числе животных данные о значениях поражающих параметров электрического тока убедительно свидетельствовали об огромном значении экс- перимента для развития электропатологии. Результаты серии интересных исследований опубликовали вслед за тем Даль- зиель [140], Кёппен [166, 167], Ковенховен [168, 169] и дру- гие [179]. Казалось, споры о том, что именно поражает — ток, напря- жение или энергия — и в какой момент сердечной деятельности наиболее опасно включение человека в электрическую цепь, за- кончены. Тем более, что полученные численные значения не только не противоречили оценке поражающих параметров элек- трического стула, но и в значительной степени совпадали с ней. Результаты названных исследований были обобщены, а затем использованы в директивных документах СССР и многих зару- бежных стран. Одпако дальнейший, более тщательный анализ поражений электрическим током при несчастных случаях выявил наличие противоречий в оценке критериев опасности примени- тельно к человеку. Это заставило продолжить исследования дей- ствия электрического тока на животных. Великая Отечественная война прервала изучение экспери- ментальной электротравмы, начатое в Ленинградском филиале Всесоюзного института экспериментальной медицины Г. Л. Френ- келем, К- Н. Голышевой и А. Ф. Крейном. Но еще в годы войны эта работа возобновилась на кафедре нормальной физиологии Военно-морской медицинской академии. Исследованиями руко- водил Г. Л. Френкель. Результаты их были опубликованы в 1944 г. в интересной монографии А. А. Акопяна и Н. А. Подко- паева. После войны экспериментальной электротравмой на животных занимались в специализированных направлениях А. Ф. Пахомов, Г. С. Солодовников, О. Ф. Ушинская, А. П. Ки- селев. Работы этих авторов помогли отбору наиболее подхо- дящих видов экспериментальных животных. Осипка [180], на- пример, проводил опыты только на овцах, козах и свиньях. 105
Большинство упомянутых исследований носило довольно уз- кий характер. Важной заслугой Г. Л. Френкеля было то, что он, создав в 1951 г. во Фрунзе на кафедре патологической физиоло- гии медицинского института, а с 1955 г. в Институте краевой медицины специализированную лабораторию электропатологии, сумел развернуть в ней комплексное изучение электротравмы, в котором приняли участие медики, биологи, биофизики и инже- неры. В Киргизской ССР возникла, по существу, первая оте- чественная школа электропатологов. В числе ее представителей прежде всего следует назвать К. А. Ажибаева, А. Д. Алымку- лова, К. А. Карасеву, А. С. Султаналиева, М. Г. Туркменова и В. Я. Эскина. Интереснейшим обобщением результатов работ этой школы является исследование, проведенное К. А. Ажиба- евым и др [2]. Комплексное изучение экспериментальной электротравмы советскими и зарубежными (Дальзиель, Кёппен, Осипка) иссле- дователями обогатило наши представления о действии электри- ческого тока на животных, ио в то же время выявило недопу- стимость безоговорочного распространения на человека числен- ных значений поражающих параметров, полученных в опытах на животных. Попытки устранить это противоречие делались неоднократно. Еще в прошлом столетии Вебер сопоставлял воздействие элек- трического тока на животных в эксперименте с наблюдениями за действием малых токов, вызывающих раздражение у чело- века. Достаточно обстоятельные исследования в том же плане были проведены Дальзиелем и Осипка, результатом которых явилось солидное обоснование значений плотностей токов, вы- зывающих раздражение и неотпускающую судорогу. Однако основные вопросы — «Каковы те параметры электри- ческой цепи, которые «убивают» человека?» и «Какие из усло- вий, сопутствующих образованию этой цепи, особенно опас- ны?»— остаются без ответа. Лишь вооружившись новейшими достижениями молекулярной биологии и биофизики, можно при- близиться к правильному пониманию механизма поражения че- ловека электрическим током. 5-2. ЭЛЕКТРОТРАВМА В БИОФИЗИЧЕСКОМ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯХ Исход всякого поражения обусловливается комплексом фи- зических и биологических явлений, взаимосвязанных и взаимо- обусловленных. Что касается электротравмы, то ее исход с фи- зической точки зрения является следствием непосредственного теплового, электрохимического и электродинамического воздей- ствия, подобного тому воздействию, которое электрический ток оказывает на металлические проводники, обладающие электрон- ной проводимостью, на электролиты, обладающие ионной про- водимостью, наконец, на полупроводники с их проводимостью 106
«электрон — дырка». С биологической точки зрения исход элек- тротравмы может быть следствием тех физиологических реак- ций, которыми ткани отвечают на протекание через них элект- рической энергии. Иными словами, электротравму надо рассматривать как биофизическое явление, заключающееся в том, что живой орга- низм, которому присущи электрические поля малой напряжен- ности * и который, следовательно, обладает относительно малой поглощенной энергией, оказывается перед необходимостью вне- запно поглотить энергию полей большой напряженности. В физиологическом отношении электротравма является экзо- генным, т. е. обусловленным факторами внешней среды, повреж- дением. Реакции, происходящие при возникновении электриче- ской цепи через тело человека, бывают различными, начиная от легкого раздражения и локальной судороги, стимулирую- щей отдергивание конечности, попавшей в электрическую цепь (выше мы называли это «электрическим ударом без каких-либо последствий»), и кончая ожогом и смертельным исходом. Подобно любому другому физическому раздражителю—на- гретому телу, звуку, световой вспышке, механическому удару, электрический ток (точнее, электрическая энергия, непосредст- венно поглощенная телом) действует не только местно, повреж- дая ткани, но и рефлекторно. Рефлекторное действие электрического тока выражается быстро, резко. Поглощенная телом электрическая энергия раз- дражает организм, вызывая реакцию огромного числа перифе- рических окончаний нервной системы — рецепторов, этих свое- образных «датчиков первичной информации». Сталкиваясь друг с другом, подобно струям воды, образующим стремнины и во- довороты, потоки физиологических реакций дезорганизуют си- стему автоматического регулирования организма, вызывая на- рушения жизненноважных процессов, причем не только обрати- мые, но подчас и необратимые. Однако и непосредственное действие электрической энергии на мышцы, и особенно на сердечную мышцу, играет при элект- ротравме существенную роль. Так, при достаточной плотности тока или, точнее, в случае поглощения сердечной мышцей до- статочно большой энергии может возникнуть фибрилляция **, * Это, конечно, не исключает того, что биологическая активность на кле- точном и молекулярном уровнях может быть связана с поглощением отно- сительно больших энергий. ** Фибрилляцией сердца называется такое его состояние, когда оно пе- рестает сокращаться как единое целое, а происходят отдельные некоорди- нированные «подергивания» многочисленных волокон сердечной мышцы. Число таких сокращений, регистрируемое на электрокардиографе, достигает сотен в минуту (Л. И. Фогельсон). Естественно, что с точки зрения передвижения крови такое фибриллирующее сердце равнозначно сердцу останавливающе- муся: насосная функция органа прекращается, п если не осуществить меро- приятий, именуемых дефибрилляцией, то наступит моментальная смерть, или, как говорят немецкие авторы, Sekundenherztod (Ред.). 107
являющаяся одной из причин необратимого изменения сердеч- пой мышцы. Весьма интересно проследить за попытками объяснить с био- физических и физиологических позиций различия в исходах электротравм. В первую очередь нас интересуют, естественно, причины тяжелых исходов, под которыми понимают: а) смерть; б) ожоги значительной части тела, вызывающие постоянную или временную потерю трудоспособности; в) те или иные забо- левания с постоянной или временной потерей трудоспособности. Начнем с электротравм, приведших к летальному исходу. 5-3. ПЕРВИЧНО ПОРАЖАЕМАЯ СИСТЕМА — ДЫХАНИЕ ИЛИ КРОВООБРАЩЕНИЕ? Установление «системы», с которой начинает развиваться по- ражение при летальной электротравме, имеет ие только медико- биологическое значение. Узнав, с чего начинается (или, скажем осторожнее, с чего чаще всего начинается) поражение — с си- стемы кровообращения, с системы дыхания или с какой-либо иной системы, мы сделаем эффективнее борьбу за сохранение здоровья пострадавшего. Поясним сказанное примером. Острое нарушение сердечной деятельности у человека, управляющего производственным аг- регатом и пораженного электрическим током, грозит тяжелыми последствиями, причем не только для пострадавшего. Автома- тический перевод управления на другое лицо или автоматиче- ская сигнализация о происшествии могут локализировать развитие возможной катастрофы. А автоматический ввод в дей- ствие средств реанимации (например, электрическая стимуля- ция сердца) может дать спасительный для пострадавшего выиг- рыш времени. Но прежде чем разрабатывать конкретные меры по предот- вращению несчастий, необходимо знать, как эти несчастия воз- никают и развиваются и чем они заканчиваются. Действительно ли первым поражается сердце? Или же прежде всего выходят из строя органы дыхания? А может быть, беда подстерегает человека в результате поражения каких-либо других систем? К истории вопроса. Скажем сразу, что однозначных ответов на поставленные вопросы до сих пор еще нет. Вот почему це- лесообразно дать хотя бы краткий обзор взглядов, высказанных на интересующую нас тему за те десятилетия, в течение кото- рых ведется борьба с электроопасностью. Многочисленные случаи оживления пострадавших с помо- щью одного лишь ручного искусственного дыхания, а также не- которые патологоанатомические данные заставляли прежде по- лагать, что дыхательные нарушения первичны. На этой точке ярения стояли такие старые последователи, как Дарсонваль, Еллинек [162] и Холштейн [159]. 108
Но мнение о первичном поражении органов дыхания при закончившихся летально электротравмах, на первом этапе изу- чения вопроса казавшееся неоспоримым, затем было поколеб- лено. На VII Медународном конгрессе по промышленному трав- матизму (1935 г.) Стассен предложил делить электропоражен- ных на «синих» (с первичной остановкой дыхания) и «белых» (с первичной остановкой сердца) [187]. Возможность у чело- века одновременного выключения обеих систем долгое время рассматривалась скептически, в-лучшем случае — с осторож- ностью, хотя уже в 30-х годах в экспериментах, проведенных И. Р. Петровым на собаках, упомянутая альтернатива (дыхание или кровообращение?) нашла свой ответ в том смысле, что смерть может наступить либо от первичного прекращения кро- вообращения, либо от первичной остановки дыхания, либо от одновременного прекращения работы обеих систем [НО]. В одной из обстоятельных работ И. Р. Петрова даны следую- щие соотношения: при поражениях, не приведших к смерти, сердце реагировало в 2% случаев раньше дыхания, в 2%— позже пего, а в 96%—реакции со стороны кровообращения и дыхания наступали одновременно. При поражениях, закончив- шихся летально, сердце в 44% случаев «останавливалось» раньше дыхания, в 44%—позже него, а в 12% случаев оста- новка происходила одновременно. В дальнейшем, по мере развития исследований по экспери- ментальной электротравме стали накапливаться данные о том, что опасные электрические поражения начинаются с фибрилля- ции, заканчивающейся необратимой остановкой сердца. Экспе- рименты В. А. Неговского и руководимого им коллектива (в первую очередь надо назвать Н. Л. Гурвича [26]) были в этом плане достаточно убедительны. Их данные не противо- речили результатам опытов Дальзиеля, Ферриса и др. Попутно заметим, что вследствие этого оказалась отодвинутой на второй план гипотеза о так называемой мнимой смерти как глубокой фазе электрического шока. При мнимой смерти организм еще живет, но функционирует замедленно, и человек кажется мерт- вым.* Итак, "na втором этапе изучения вопроса все перечисленные авторы, а также и многие другие, экспериментировавшие на животных разных видов и в разных условиях, пришли к вы- воду, что электротравмы, закончившиеся летально, имеют на своей начальной стадии развития фибрилляцию. Этот взгляд * В высказываниях В. А. Неговского и его сотрудников возможность смерти от электрического шока без фибрилляции никогда не отрицалась. Но в литературе были опубликованы высказывания, ставившие под сомнение существование состояния мнимой смерти при электротравме в том смысле, что смерть возможна или от прекращения дыхания, или от электрического шока, нли от фибрилляции, или от той или иной комбинации втих расстройств, причем наиболее частым и максимально опасным вариантом является все же фибрилляция (Ред.) 109
коррелировался с наблюдениями за людьми, пораженными электрическим током. Однако использование нейрогистологических и других сов- ременных методов оценки причин летальных исходов электро- травм все чаще позволяло опытным судебно-медицинским экс- пертам и патологоанатомам диагностировать в качестве при- чины поражения «остановку дыхания». Подобные суждения находили подтверждение и в результатах расследования элек- тротравм, возникших в сетях напряжением ниже 1000 В, и осо- бенно в сетях малого напряжения (36 и 65 В). Действительно, ток через тело пострадавшего не мог в этих случаях превышать нескольких миллиампер, а такой ток даже при непосредствен- ном наложении электродов на сердечную мышцу вызвать фиб- рилляцию не способен. Таким образом, на третьем этапе изучения вопроса домини- рующее значение фибрилляции в исходе поражения было по- ставлено под сомнение. В этом отношении заслуживает внима- ния работа И. К. Мищенко [73], показавшего, что среднее значение полного минимального тока электрической цепи, вы- зывающего фибрилляцию, составляет около 250 мА для мужчин и около 220 мА для женщин. Эти значения не противоречат дан- ным, приводимым Кёппеном и Пансом [167]. Но если это так, то в сетях напряжением 220 В при однополюсном касании (когда поражающим является фазное напряжение 127 В и ниже) смертельных поражений из-за первичной остановки сердца вообще быть не может. Ведь получить подобные токи при этих напряжениях невозможно даже при отсутствии сопро- тивлений, включенных в цепь последовательно с телом чело- века. К сожалению, интереснейшая работа И. К. Мищенко не вызвала соответствующей реакции сторонников «фибрилляци- онного» механизма. Ограниченная ценность экспериментальных электротравм. Позиции «фибрилляционистов» существенно поколеблены и все- сторонним анализом результатов, получаемых при эксперимен- тальных электротравмах. В частности, неоспоримым представ- ляется сомнение в возможности непосредственной экстраполя- ции экспериментальных данных на человека. Ведь утверждение о преобладании смерти от фибрилляции основано больше всего на экспериментах с собаками, характеристики же электриче- ского сопротивления у собаки и у человека существенно раз- личны. Действительно, у собаки электротравма в условиях, когда ток идет через передние и задние лапы, всегда приводит к смерти от фибрилляции.* Больше того, чтобы добиться смерти • Дело ие столько в разных значениях сопротивления, сколько в том, что сердце собаки самостоятельно не выходит из состояния фибрилляции (Н. Л. Гурвич), тогда как сердце человека (по мнению Л. И. Фогельсона) к этому способно (Ред.). 110
собаки не от фибрилляции, надо применять совершенно неадек- ватное практике расположение электродов. Так, Г. Л. Любан воссоздал картину экспериментального электрического шока, расположив электроды на обоих ушах подопытного животного. М. Г. Туркменов воспроизвел модель мнимой смерти в еще бо- лее сложных условиях эксперимента. Лишь в крайне редких случаях К. А. Ажибаев и другие [2] наблюдали у собак при подаче тока по полной или косой петлям * смерть без фибрил- ляции. Таким образом, вопрос о том, какой механизм смерти преобладает при несчастных случаях от электричества — фиб- рилляционный или дыхательный, сводится к вопросу о том. столь ли обязательна фибрилляция при электротравме чело- века, как она обязательна у собак в вышеуказанных условиях прохождения тока. Некоторые экспериментаторы отмечают близкое сходство картин электротравмы у собак и кошек; считается даже, что такая же картина свойственна белым мышам при их моменталь- ной гибели от электрического тока [2]. Однако последний вывод опровергнут В. Я. Эскиным [120]. Работа с белыми мышами, во- обще широко используемыми в электропатологическом экспери- менте ввиду возможности ставить на них массовые опыты с при- мерно уравненными переходными сопротивлениями, упомянутый автор установил на основе электрокардиографических исследо- ваний, что даже при полной петле у белых мышей моменталь- ная смерть никогда не сопровождается фибрилляцией, а всегда обусловлена первичной остановкой дыхания. Это делает мышь очень удобным объектом для изучения дыхательных реакций при электротравме и совершенно непригодным объектом для изучения поражения по механизму «первичная остановка сердца». У таких животных, как мыши и крысы, фибрилляция либо не возникает вовсе, либо, возникнув, прекращается не- медленно после разрыва электрической цепи. В пользу первичного поражения дыхания свидетельствует и то, что человек, попавший под напряжение, даже при сохране- нии сознания не может позвать на помощь [67]. Молчание гиб- нущего объясняется, по-видимому, ненормальным состоянием голосовой щели — ее зиянием или, наоборот, спазмом. А. В. Грин- берг, специально исследовавший этот вопрос, утверждает, что при электротравме голосовая щель зияет. Но М. Т. Туркменов [2, 67], экспериментируя на животных, этого вывода не подтвер- дил. Последнее лишний раз указывает на то, насколько сложно и опасно результаты экспериментов с животными экстраполиро- вать на человека. Кардиоцикл и момент включения электрической цепи. Отме- чая весомость аргументов, выдвигаемых учеными, которые пер- * «Полная петля» — передние конечности — задние конечности; «косая» — левая передняя йога — правая задняя нога или наоборот. 111
вопричину летального исхода электротравмы видят в пораже- нии дыхательной системы, мы не вправе сегодня отрицать и возможность прямого поражения сердца. Такая возможность не- оспорима, особенно если учесть, что сердце реагирует даже на кратковременные электрические удары. Замечено, что сердцу далеко не безразлично, на какую именно из фаз его деятельности пришлась электротравма. Эта деятельность циклична, причем полный цикл носит название кардиоцикла. Он может быть определен различными спосо- бами. В настоящее время для этого используются биотоки, раз- виваемые сердцем во время его сокращения; их регистрация на- трокардиограмма показана на рис. 5-1. Дадим несколько пояс- нений: зубец Р отображает сокращение предсердий; зубцы Q, R, S и Т отображают сокращение желудочков и поэтому назы- ваются желудочковым комплексом. Во время, соответ- ствующее комплексу Q—R—S—Т, сердечная мышца невозбу- дима. В состоянии, соответствующем зубцу Т (конечная часть желудочкового комплекса), возбудимость уже частично восста- навливается. Доказано, что электрический ток наименее опасен для сердца в период R и что фибрилляция чаще всего возникает, если момент электротравмы совпадает с нарастающей частью зубца Т [150]. Опасность тяжелого исхода в результате необратимой фиб- рилляции реальна не только тогда, когда время протекания тока перекрывает время кардиоцикла, но и тогда, когда оно значительно меньше его. Рассмотрим механизм возникновения фибрилляции при очень коротких воздействиях в пределах од- ного кардиоцикла. С достижением определенного значения тока, протекающего через сердце, возникает преждевременное его возбуждение, называемое экстрасистолой. Чем больше ве- личина тока, тем раньше в кардиоцикле возникает экстравоз- буждение. По мере увеличения амплитуды тока, действующего на сердце, последнее отвечает на это возбуждение все раньше и раньше, в результате чего общая длительность кардиоцикла укорачивается. Соответственно возрастает темп сердечных со- кращений. Наконец, амплитуда тока достигает такой величины, которая и вызывает фибрилляцию. 112
При общем токе в сети, измеряемом миллиамперами, фиб- рилляция возникает только в том случае, если удар током при- шелся на нарастающую часть зубца Т. Такие же удары током, приходящиеся на зубцы Р, Q, R и S, т. е. возникающие в тече- ние диастолы, фибрилляцию, как правило, пе вызывают. Современное состояние вопроса: спор не решен. Итак, спор о том, что является наиболее грозной реакцией человека на электрический ток — поражение системы дыхания или оста- новка сердца — не ослабевает. Одни из новейших исследовате- лей, вспоминая высказывания первых электропатологов, обра- щают внимание на то, что многие лица не погибали, хотя ника- ких мер по снятию фибрилляции у них не предпринималось, а производилось лишь самое элементарное искусственное дыха- ние. Это рассматривается крупным советским кардиологом Л. И. Фогельсоном как доказательство способности человече- ского сердца спонтанно выходить из состояния фибрилляции. Его мнение разделяют многие отечественные и зарубежные уче- ные, сомневающиеся в возможности экстраполировать законы «собачьей фибрилляции» на человека и считающие, что угроза «человеческой фибрилляции» преувеличена. Другие исследователи отрицают способность человеческого сердца спонтанно выходить из состояния фибрилляции. Такого мнения придерживается, в частности, Н. Л. Гурвич. Разделяют эту позицию и многие зарубежные авторы, такие, как Лее, Фер- рис с сотрудниками и др. Они утверждают, что тяжелые исходы при поражениях электрическим током являются результатом первичной фибрилляции желудочков в случае непосредствен- ного воздействия тока на них. Смерть от электрического тока, резюмируют они,— всегда смерть сердечная. И напоминают старый постулат немецких медиков: «Смерть к человеку прихо- дит из сердца». Третьи, не отрицая опасности для человека, попавшего в электрическую цепь, первичного воздействия тока непосред- ственно на сердечную мышцу, полагают, что механизм смер- тельного поражения при электротравме заключается чаще всего в первичном нарушении системы дыхания, конечной же фазой процесса является остановка сердца. Как ни противоречивы мнения представителей различных течений, в одном ученые согласны друг с другом: до тех пор, пока механизм смертельной электротравмы однозначно не рас- шифрован, рекомендации по доврачебной и врачебной помощи должны базироваться на возможности первичного поражения как дыхания, так и сердца. Человек — саморегулирующаяся система. Разрешить на этих страницах столь затянувшийся спор о «синей» или «белой» при- роде смертельной электротравмы мы, естественно, не беремся. Но все же считаем нужным указать на известную условность самой постановки вопроса: «что доминирует при смертельном 113
поражении человека электрическим током — остановка крово- обращения или прекращение дыхания?». Ведь системы дыха- ния и кровообращения являются в норме (подчеркиваем — в норме) единым функциональным блоком, замкнутой автома- тической системой регулирования. Достаточно сослаться на то, что сердце получает стимулирующие его импульсы опосредо- ванно через дыхательный центр, а последний, как и вся система дыхания в целом, может работать, выполняя свою сложней- шую функцию, только в условиях нормального кровоснабже- ния. Когда же наступает поражение, вызванное возникновением электрической цепи через тело человека, и последнее поглощает значительное количество электрической энергии, то этот обычно четко действующий функциональный блок выходит из строя. При этом прежде всего нарушается система автоматического ре- гулирования важнейшей из жизнеобеспечивающих систем — кровообращения. Мы сталкиваемся здесь со своеобразным «по- рочным кругом»: в каком бы из звеньев упомянутого единого функционального блока ни произошел разрыв, «замыкание» осуществляется обязательно на сердце. Прекращением сердце- биения заканчивается процесс воздействия поражающих факто- ров— наступает смерть. Автору книги, как инженеру, позволительна тут аналогия с энергосистемой, состоящей из десятков электростанций с сот- нями генераторов, из тысяч километров высоковольтных линий электропередачи, раскинувших свою сеть по огромной террито- рии. Вся эта сложнейшая система объединяется общим рит- мом— частотой 50 Гц, т. е. 50 периодов в секунду. Если в од- ном из звеньев системы происходит серьезное повреждение, то оно больше всего сказывается на ближайшей станции, на ее генераторах. Число их оборотов может «сесть», частота умень- шится, и тогда станция «выпадет» из ритма, из синхронизма; «рассыпется» вся система, и снабжение электроэнергией потре- бителей прекратится. Но возможен и другой исход — остальные электростанции системы автоматически дадут в сеть дополнительную энергию для возбуждения генераторов пострадавшей станции и тем по- могут системе «перенести» повреждение, продолжить электро- снабжение потребителей. Подобно этому любая травма, нанесенная человеку, в том числе и электротравма, вызывает нарушение ритма физиологи- ческих процессов. Последние характеризуются строгой взаимо- связанностью во времени. В условиях нормальной жизнедея- тельности некоторые из них синхронны, некоторые синфазны, некоторые находятся в противофазе или же протекает с опре- деленной последовательностью фаз. При этом органы и ткани, в которых происходят эти процессы, так же как и составные части энергосистемы, жестко взаиморегулируются. 114
«Вся саморегуляция, читаем мы у К. А. Лжибаева и др. [2], заключа- ется в том, чтобы все этн соотношения были соблюдены (т. е. не было бы хаоса), причем в оптимальных для нормальной жизнедеятельности времен- ных (добавим, «амплитудных) — В. М.) соотношениях... Сердце является идеальным примером н того, что физиологические процессы ритмичны и строго сфазированы. Предсердие сокращается до желудочка (что обеспечивается задержкой проведения возбуждения в антри-вентрикулярном узле). Если бы этого сдвига по фазе не существовало, то верхняя половина не смогла бы перекачивать свое содержимое (подразумевается кровь—В. Л4.) в нижнюю половину, а последняя не смогла продвигать его дальше» (т. е. в сосудистую систему — В. М.). Допустим, что нарушается ритм — предсердие и желудочек начинают сокращаться одновременно. Наступает тяжелое нару- шение динамики кровообращения, которое носит название з а - купорки предсердия. В этом случае обычен тяжелый ис- ход. Но возможно и другое нарушение ритма — фибрилляция (с.м. примечание на стр. 107), также влекущая за собой тяже- лый исход. Этот исход может быть следствием поражения дыха- тельных или сосудосократительных центров, оказавшихся не- подготовленными к поглощению электрической энергии и к за- хлестнувшей их «лавине возбуждения». Наконец, летальный исход может явиться следствием электрошокового состояния. Правда, существование электрической разновидности шока счи- тается недоказанным, но нам представляется, что доводов в его пользу больше чем достаточно, особенно если в понятие элект- рошока включить и электрический удар. Не будем перечислять других форм нарушения системы ав- томатического регулирования сердечной деятельности, поскольку это завело бы нас слишком далеко. Подчеркнем лишь, что сердце должно сокращаться как целое и обязательно в той последовательности и с теми фазовыми, временными и ампли- тудными характеристиками, которые обеспечивают четкость автоматического регулирования. В ином случае — «выход из строя» сердца, этого определяющего звена жизнедеятельно- сти. При возникновении электрической цепи через тело человека в его органах, тканях, системах происходит поглощение элект- рической энергии. Объем, характер и динамика поглощения обусловлены множеством взаимосвязанных причин. Имеет зна- чение то, через какие участки тела возникла цепь (а она может возникнуть через любые участки тела), важно и то, как произо- шел «ввод электрической энергии» в тело, каковы электриче- ские параметры цепи (ток, напряжение и т. д.). Все это вызы- вает нарушение тех или иных систем регулирования и объяс- няет, почему в одних случаях поражается прежде всего дыхание, в других — непосредственно сердце, в третьих — сосуды, в чет- вертых— нервы, обеспечивающие регулирование, и т. п. Но так или иначе, в конечном счете саморегулирование нарушается — сердце останавливается. 115
Из сказанного можно сделать вывод, весьма важный для формулирования задач электробезопасности: многообразие при- чин нарушения работы сердца показывает, что нет и не может быть прямой линейной зависимости исхода поражения от пара- метров электрической цепи. Зависимости тут сложны: они опре- деляются огромным числом факторов, находящихся к тому же во взаимосвязи и взаимообусловленности. Они подробно рас- сматриваются в следующей главе. Здесь же заметим, что в только что высказанном суждении автор полностью солидари- зируется с Еллинеком [162], идеи которого он развивает, и су- щественно расходится с мнением таких, вообще говоря, весьма авторитетных исследователей, как Кёппен [167] и Осипка [180], которые в своих трудах допускают, хотя и с оговорками, ли- нейную зависимость исхода поражения от тока. 5-4. ФАКТОР ВНИМАНИЯ Нерешенность вопроса о том, что же первично при смертель- ной электротравме — поражение системы дыхания или оста- новка сердца, во многом объясняется огромной ролью централь- ной нервной системы, неожиданно «путающей» наши представ- ления о механизме действия электрического тока. В одних слу- чаях центральная нервная система форсирует необратимое развитие патологических изменений, в других, наоборот, создает оборонительные (защитные) рубежи против них. Экспериментальная электротравма не может обеспечить од- нозначную расшифровку этих загадочных обстоятельств. Слиш- ком сложен основной объект изучения — человек, а поэтому слишком условен перенос на него данных, полученных в ходе экспериментальной электротравмы, причиненной модели, т. е. животному. Условен прежде всего потому, что такой перенос не учитывает состояния центральной нервной системы человека, важнейшая роль которой в исходе поражения электрическим током не подлежит сомнению. Уже из работ одного из основопо- ложников электробезопасности Еллинека [161], выполненных в двадцатых годах текущего столетия, следовало, что различия между центральными нервными системами человека и живот- ного не позволяют полноценно и всесторонне моделировать электротравму человека на животном. Еллинек, пожалуй, наи- более близко подошел к пониманию причин, затрудняющих со- гласование данных эксперимента с данными, получаемыми при статистическом и инструментальном анализах производственных и бытовых электротравм. Достаточно сослаться иа неодно- кратно развиваемую в его работах идею о роли в исходе по- ражения «фактора внимания», т. е. о главенствующем значении центральной нервной системы. Красноречиво его утверждение: «Не всякий ток убивает, но всякий ток может убить», которое в несколько измененном виде звучит так: «Случайно погибнуть 116
от электрического тока легко, намеренно же убить человека током крайне трудно». Еллинеку удалось выявить значение фактора внимания в ходе производившихся им расследований несчастных случаев от электричества. Он писал: «Главная особенность электротравмы в том, что напряжение нашего вни- мания, наша твердая воля в состоянии ие только ослабить действие электри- ческого тока, но иногда совершенно его уничтожить... Сокрушительную силу падающей балки или взрыва нельзя ослабить мужеством и героической вы- держкой, но это вполне возможно по отношению к действию электрического удара, если он наступает в период напряженного внимания... Действительно, тот, кто слышит выстрел, не видя стреляющего, может погибнуть от внезапно наступившего шока, тот же, кто смотрит на стреляющего или сам стреляет, шоку не подвержен» [161]. Здесь имеется в виду не так называемое непроизвольное внимание, которое вызывается каким-нибудь неожиданным со- бытием, а то внимание, которое усилием воли направляется нами на ожидаемые явления, события н раздражения. «Фактор внимания,— писал Еллинск,— играет чрезвычайно большую, мо- жет быть решающую роль...», н далее: «с тем, кто находится в состоянии сосредоточенного внимания, обыкновенно ничего не случается... Он противо- поставляет свое внимание, как щит, страшному моменту, который может произойти». Англичане говорят: «А man, whose mind is prepared, is worth two» («Человек, ум которого подготовлен, стоит двух»). Эту же мысль они выражают и другими словами: «Forewarned is fore- armed» («Заранее предупрежденный — заранее вооруженный»). Аналогичное выражение имеется и у французов: «Un homme averti vaut deux» («Предупрежденный человек стоит двух»). Значение фактора внимания Еллинек показал не только на материалах, полученных при изучении несчастных случаев, но и экспериментально. Опыты производились над кошками. Те из животных, которые находились в спокойном состоянии, поги- бали от напряжения 220 В, а те, которых дразнили палкой и при этом подавали такое же напряжение, воспринимали этот удар электрического тока как удар палкой и бросались на экспериментатора. Весьма интересные данные о воздействии фактора внимания на исход электротравм получены Р. А. Ведентьевой [13], экспе- риментировавшей под руководством Г. Ю. Белицкого. Опыты проводились на собаках. Замыкание электрической цепи вызы- вало судороги, а вслед за тем и патологическую реакцию в виде повышения проницаемости сосудов. Особенностью эксперимен- тов было то, что замыканию цепи предшествовала подача ус- ловного сигнала, предупреждавшего подопытных животных о предстоящем воздействии. В результате опытов было с несом- ненностью установлено, что предупреждение изменяло упомяну- тую выше патологическую реакцию, причем характер этого 117
изменения зависел от значения тока: при подаче тока 1—2 Д реакция заметно ослаблялась, а при подаче тока 1- 2 мА, что лишь незначительно превышало порог физиологического дейст- вия, реакция усиливалась. А это означает, что предупреждение как бы «сглаживает» разницу в силе реакций: ослабляет силь- ную и усиливает более слабую. Значение фактора внимания находило и продолжает нахо- дить все большее подтверждение в результатах расследования несчастных случаев [13, 67, 158, 159]. В своих исследованиях действия электрического тока на жи- вотных Кёппен и Осипка почему-то не учитывали роли фактора внимания. Именно этим можно объяснить полученную Кёппе- ном линейную зависимость исхода поражения от значения тока, на основе которой им была предложена четырехстепенная клас- сификация исходов поражения по признаку тока. Но пи линей- ная зависимость, ни предложенная Кёппеном классификация не объясняют большого числа летальных исходов при поражениях малым напряжением. Конечно, «фактор внимания» — не единственная причина, объясняющая наличие существенных противоречий между экс- периментами на животных и наблюдениями за действием элект- рического тока при электротравмах. Но это — важная причина. Вот почему изучение фактора внимания должно быть усилено. Надо полагать, что результаты такого изучения позволят уст- ранить существующие противоречия в оценке опасных для чело- века значений тока и напряжения. Следует заметить, что представители школы В. А. Неговского выразили свое несогласие с мыслью Еллинека и его последователей об отсутствии линейной зависимости между значением поражающего тока и исходом пора- жения. Они критиковали это утверждение за его неопределенность, делаю- щую, по их мнению, невозможным нормирование основ защитных мероприя- тий. Но эта критика несостоятельна, поскольку исходные значения опасных или неопасных токов вовсе не предопределяют комплекса эффективных за- щитных мероприятий. И проведение профилактических испытаний изоляции, н повышение надежности аппаратуры — меры, которые можно осуществлять при любой неопределенности в исходных поражающих параметрах. Больше того, именно «неопределенность» утверждения Еллинека нацеливает иа осу- ществление организационных и технических мероприятий, устраняющих усло- вия поражения. Решающая роль, которую центральная нервная система, столь различная у человека и животного, играет в исходе элект- ротравмы,— отнюдь не единственное препятствие к переносу на людей результатов экспериментов, проведенных на кошках и овцах, козах и свиньях. Весьма существенны и различия, свя- занные с топографией «ввода» электрической энергии в живые организмы человека и животного или, условно говоря, с пу- тями тока через тело живого существа. К рассмотрению этого вопроса мы теперь и переходим. HR
5-5. ПУТЬ ТОКА «Ввод» электричества в тело осуществляется посредством контакта между токоведущей поверхностью и поверхностью кожи. Но физические и биофизические параметры поверхности кожи у человека и животного отнюдь не сходны. Серьезное значение этому обстоятельству придается в работах Г. Л. Френ- келя и его учеников. На том же фиксирует свое внимание А. Д. Троицкая [105], исследовавшая электротравматизм кожи. Биофизические составляющие электрического сопротивления кожи изменяют форму временной зависимости тока в переход- ном режиме. А этот режим в том или ином виде наблюдается при любой электротравме. Рис. 5-2. Стандартные петли тока Наименование петель: Л — полная; Л —правая полная; /> — левая полная; /4— правая косая; /<—левая косая; /в —правая; h — левая; /»— верхняя; /«—нижняя; /{в — попе- речная Классификация «петель тока». Г. Л. Френкель [109] предпо- читал вместо термина «путь тока» применять другой — «петля тока». Предложенная Г. Л. Френкелем классификация «петель тока» показана на рис. 5-2. Позднее эти петли стали называться стандартными. Нельзя сказать, чтобы эта классификация нашла массовое применение при расследовании несчастных слу- чаев, но она сыграла определенную роль в упорядочении экс- периментальной электротравмы, так как способствовала едино- образию оценок результатов изучения поражения током животных и тем самым позволила выявить ряд феноменальных явле- ний, значительно расширивших наши представления о меха- низме поражения и о возможности экстраполировать на чело- века данные, полученные на животных. Кёппен предложил трехстепенную классификацию: рука — туловище—нога (правая, левая); рука—туловище—рука [167], но и эта классификация не нашла достаточного распростра- нения. Существенным недостатком обеих классификаций при экст- раполяции данных экспериментальной электротравмы на чело- века является неопределенность мест «ввода тока». Так, из рис. 5-2 видно, что в девяти случаях из десяти «включение» человека в электрическую цепь происходит при участии руки Н9
(или обеих рук). Но «включение» может происходить по-раз- ному— через ладонь или тыльную часть руки, выше или ниже ладони, через палец или через всю поверхность руки и т. д., а эти детали имеют существеннейшее значение, поскольку строе- ние кожи, через которую возникает электрическая цепь, неод- нородно. Различно, стало быть, и распространение физиологи- ческого раздражителя по жизнеопределяющим системам. В экс- периментальной электротравме на эти «тонкости» внимания не обращают. Там единообразие достигается самой логикой созда- ния экспериментальной цепи — приданием всем подопытным жи- вотным одного и того же положения путем закрепления их в станке, одинаковым наложением электродов и т. п. Такая стандартизация условий проведения опытов на живот- ных обеспечила сопоставимость экспериментальных результа- тов между собой, но затруднила распространение их на человека. Надо заметить, что установление «путей тока» задним чис- лом— при расследовании несчастных случаев — задача не из легких. Но когда эту задачу удается решить, то сплошь и ря- дом оказывается, что ток «пошел» по нестандартной петле. По нашим наблюдениям, нестандартные петли (главным образом, замыкание электрической цепи не через ступню и не через ладонь) значительно опаснее стандартных петель (замыкание цепи через ступню и ладонь). Поражение через нестандартные петли мало изучено в отношении его опасности, и, возможно, в этом кроется одна из причин противоречий в оценке вели- чины поражающего тока. Правда, Н. А. Вигдорчик [14] предусмотрел схему поражения через голову, учтя результаты исследований М. П. Бресткина, А. В. Лебединского, Л. А. Орбели и В. В. Стрельцова, а А. Д. Каплан [39] описал случаи, когда весь путь тока ограни- чивался участками одной конечности. Однако эти сообщения не привлекли к себе должного внимания. Особо уязвимые места. При электротравме существенную роль играет рефлекторное действие тока, а поскольку в разных местах тела находится различное количество окончаний чув- ствительных нервов, то вопрос о петле тока имеет не только теоретическое значение. Ведь патологам уже давно известно, что в организме существуют рефлексогенные зоны, раздражение которых особенно опасно. Такой рефлексогенной зоной явля- ется, например, корень легкого, н поэтому при операциях иа легких, даже осуществляемых под глубоким наркозом, в об- ласть корня легкого дополнительно вводят местноанестезирую- щее вещество (новокаин). В электропатологии такая «роль места» не была замечена экспериментаторами и поэтому осталась неизученной. По на- шему мнению, роль участка тела, через который возникла элект- рическая цепь, чрезвычайно велика. 120
Ранее было показано, что смертельные поражения насту- пают преимущественно не по наиболее вероятным схемам каса- ния токоведущих частей (ладонь — ладонь и ладонь —ступня), а по нестандартным схемам, во многие из которых входит только тыльная часть рукн. Эти наиболее опасные пути тока, выяв- ленные путем анализа несчастных случаев, были исследованы нами в лабораторных условиях с участием добровольцев при напряжениях 0,5—10 В. Исследования проводились на постоян- ном и переменном токе, в установившемся и переходном режи- мах, при электродах разной формы и при различных условиях окружающей среды. Оказалось, что на теле человека имеются особо уязвимые места, каждое площадью 2—3 мм2, расположенные иа тыльных сторонах руки, на шее н на голени. Они строго очерчены: пере- мещение электрода всего лишь на 1,5—2 мм от уязвимой точки приводит к резкому изменению характеристики электрической цепи через тело человека. Изменение выражается как в воз- растании на два-три порядка значений сопротивления, так и в увеличении нелинейности зависимости сопротивления от на- пряжения. Участки кожи с повышенной электропроводностью отлича- ются друг от друга (иногда значительно) также своими элект- рическими характеристиками и болевыми ощущениями. Обна- ружено, что если хотя бы одни из электродов расположен на участке с повышенной электропроводностью, то повышение на- пряжения электрической цепи до 4—8 В (у разных людей), как правило, приводит к резкому усилению болевого ощуще- ния с радиацией боли в голову. Иногда появлению боли в го- лове предшествует «световой эффект» в глазах. Если на уязвимых участках расположены оба электрода, то эти явления наступают и при меньших напряжениях. Ток при этом находится в пределах 20—70 мкА. Следует подчеркнуть, что такой ток в несколько раз меньше порогового раздражаю- щего тока, который, по данным автора, находится в пределах от 0,8 до 3,0 мА, что практически согласуется с данными Даль- зиеля [138] и других исследователей. Дело, стало быть, не в том, что более низкое значение электрического сопротивления соз- дает больший ток и тем делает эти участки особо уязвимыми. Нет, совершенно отчетливо выявлено, что на уязвимых участках тела пороговое (начальное) значение тока меньше, чем на других участках, и характер ощущения также отличен. Несомненный интерес имеет вопрос о том, что представляют собой в биологическом отношении точки, уязвимые к току, и связаны ли они с точками, используемыми в лечебном методе иглотерапии. В последнее время у нас и за рубежом появились сообщения о возможности отыскивать точки для иглоукалыва- ния по значению электрического сопротивления, которое в точке меньше, чем на соседних участках тела. Об этом, в частности, 121
указано в обстоятельном исследовании В. Г. Вогралика и Э. С. Вязьменского [18]. Высказано также предположение, что уязвимые точки со- ответствуют чувствительным зонам Геда, но с этим согла- ситься нельзя. Дело не только в том, что с точками иглотера- пии совпадают далеко не все уязвимые точки [65]. Главное в том, что существо явлений различно. Оболочка нервного ствола в зонах Геда обладает очень большим сопротивлением, тогда как электропроводность уязвимых точек резко повы- шена. Видимо, эти точки надо рассматривать как особую группу рецепторов, чувствительных к току (их можно назвать элект- рорецепторами). В пользу этой гипотезы говорят ре- зультаты интересных исследований Ю. Г. Антомонова и Л. В. Решодько [6]. Эти авторы, занимаясь некоторыми практи- ческими применениями микроимпульсной стимуляции, разрабо- тали метод, позволяющий отыскивать чувствительные точки с помощью импульсов тока длительностью около 10 мкс. Полу- ченные ими данные совпадают с данными автора, эксперимен- тировавшего в несколько отличных условиях. Обнаружилось, что точки, уязвимые к току, как бы «гуляют», перемещаясь около какого-то среднего места. Сегодня они выявлены в точке А, через 10—12 дней — в нескольких миллиметрах от нее — в точке Б. По-видимому, если электрорецепторы существуют, то они обладают резко пониженной электрической прочностью, в связи с чем напряжения, применяемые при измерениях элект- рического сопротивления и при импульсной стимуляции, уже достаточны для того, чтобы вызвать нарушения внутримолеку- лярных связей и обусловить болевое ощущение от тока. Повы- шенная электропроводность уязвимых точек вторична: она воз- никает, как видно, уже после этих нарушений. Изменение элек- трической прочности, надо думать, и является детектирующим свойством электрорецептора. По все это подлежит дальней- шему изучению, которое даст очень многое, и не только в плане решения проблемы электробезопасности. 5-6. СОСТОЯНИЕ ПОРАЖЕННОГО ОРГАНИЗМА На исход электротравмы существенное влияние оказывает также состояние пораженного организма. Начнем с того, что утомление, возникающее к концу рабочего дня, снимая внима- тельность, не только увеличивает вероятность поражения, но и может усугубить его тяжесть. Несомненно, отягощают электро- травму болезненные состояния, приводящие к истощению нерв- ной системы. В том же направлении действует алкогольное опьянение [71, 175]. Фармакологическими фонами можно, как это показали К. А. Ажибаев и Э. С. Саалиев [3], искусственно изменять чувствительность организма к току. 122
Из заболеваний, специфически увеличивающих опасность электротравмы, надо назвать повышение функции щитовидной железы. К той же категории заболеваний относится стенокар- дия. Последнее не ново, поскольку стенокардия уже числится в списке заболевании, препятствующих приему на работу, свя- занную с возможностью электропоражений, но сформулировано это ограничение недостаточно жестко. Указано, что приему на такую работу препятствуют частые приступы стенокардии. Но сердце у человека — наиболее ранимый для электрического тока орган, и даже легкие электротравмы могут вызвать спазм коронарных артерий сердца, т. е. как раз те нарушения, которые характерны для стенокардии. К сожалению, высказывание о повышенной чувствительности людей к электрическому току при некоторых заболеваниях ос- нованы, как правило, на единичных наблюдениях и поэтому не- редко противоречивы. В работах Вольтера [192] указано, что при больном сердце смерть от электрического тока наступает внезапно, а при здоровом — нет. Н. А. Вигдорчук [14] приводит противоположное суждение. Он пишет: «Мы знаем случай, когда соприкосновение с токоведущими частями под напряжением в несколько тысяч вольт прошло благополучно у человека, страдавшего тяжелой аневризмой аорты, которая имела такие размеры, что пульсация аневризмального мешка была отчетливо видна через истонченную грудную кость». Еллинек, основываясь на своих наблюдениях [162], равным образом приводит случаи, когда при наличии порока сердца электрические травмы, вызванные высоким напряжением, не усугубляли заболевания сердца. Собственные наблюдения дают и нам основание отрицать повышенную опасность электротравмы при некоторых заболе- ваниях сердца. Например, дважды удавалось наблюдать благо- получные исходы несчастных случаев у людей с больным серд- цем. В одном из этих случаев пострадавший незадолго до про- исшествия перенес инфаркт миокарда. Все это показывает, что вопрос о влиянии болезненных состо- яний организма на исход электротравмы еще требует глубокого изучения. Но сейчас, до завершения таких исследований, сле- дует принять за правило, что любое заболевание сердца, и в особенности питающих его сосудов, является противопоказа- нием для приема на работу, связанную с возможностью элек- тропоражений. Не установлен еще и полный перечень заболеваний нерв- ной системы, препятствующих приему на работу по эксплуата- ции электрооборудования. Одно несомненно — по мере изучения проблемы этот список будет расширяться и включит в себя, конечно, не только те три-четыре наименования, которые фигу- рируют в нем в настоящее время. 123
Проведенное выше рассмотрение вопроса о том, как состоя- ние пораженного организма сказывается на исходе электро- травм, следует дополнить рассмотрением обратной зависимости, а именно того, как электротравмы, не закончившиеся смертью пораженных, отражаются на состоянии их здоровья. Описание таких электротравм представляет самостоятельную тему медицинского профиля. Она подробно разработана, напри- мер, в работе К. А. Ажибаева и др. [2]. Здесь мы укажем лишь на некоторые общие положения. Восстановление саморегулирующейся системы дыхание — сердце в ряде случаев нс проходит бесследно. Так, Кеппен [162] и Осипка [180] одним из серьезных последствий электротравмы считают сердечное заболевание, именуемое стенокардией. Кёп- пен классифицирует ее по двум группам — органической и функциональной. К первой он относит нарушения нормальной деятельности сердца, точнее, его желудочков, в результате чего происходит нарушение обменных процессов сердца. Ко второй, точно не определяемой, он относит разные иные нарушения, подпадающие под общую классификацию стенокардического за- болевания. Все эти нарушения очень четко фиксируются изме- нениями на электрокардиограммах. В отдельных случаях через месяц и более у пострадавшего, как пишет Кёппен, наблюда- ются явления, аналогичные инфаркту миокарда с тяжелыми по- вреждениями задней стенки желудочков. Наблюдаются сильней- шие боли в предплечье, мучительный кашель, головокружение, увеличение сердечной мышцы и т. п., причем все это на фоне ха- рактерных стенокардических болей. Некоторые из пострадав- ших становятся полностью инвалидами, другие восстанавли- вают свою работоспособность через ряд месяцев. Приведем опи- сание одного из примеров электротравмы, отнесенной Кёппе- ном к функциональной группе. Пример 5-1. 20-летнпй Ц. прикоснулся к изолирующей трубе, которая вследствие сильного увлажнения стала проводящей и оказалась под напря- жением 220 В. Ток возник в цепи: правая рука — нога, причем эффективное напряжение составило лишь часть линейного напряжения. Снять напряжение с пораженного удаюсь только после отключения разъединителей, т. е. через многие секунды. На протяжении целого часа после травмы Ц. продолжал работу как ни в чем ие бывало, затем почувствовал себя очень усталым и начал жаловаться на все возрастающие колющие и сжимающие боли в левой половине груди. Поэтому Ц. через два часа после поражения должен был прекратить работу и обратиться к врачу. Последний установил только тахи- кардию. Пятидневное лечение валидолом при строгом постельном режиме сняло эти боли, и Ц. приступил к работе, в результате чего болн в области сердца вновь появились. Клиническое обследование (в том числе и электро- кардиографическое), предпринятое через три дня после возобновления ра- боты, т. е. через 8 дней после несчастного случая, не выявило никакой пато- логии. В течение последующих недель болезненные ощущения уменьшились и появлялись лишь при физическом напряжении, например при езде на вело- сипеде и взбегании по лестнице. Лечение продолжалось 50 дней, после чего Ц. полностью восстановил свою трудоспособность. 124
функциональная электротравматическая стенокардия при- водит, по данным Кёппена, к потере трудоспособности на месяц и более. Обращает на себя внимание тот факт, что практиче- ски все случаи стенокардии, наблюдавшиеся этим автором, вызывались напряжением, не превышавшим 220 В. В одном случае напряжение установки составляло 85 В, а поражающее напряжение с учетом сопротивления всех элементов цепи, воз- никшей через тело человека, было еще меньше. Сведения Кёппена не противоречат данным О. М. Крынской и Л. С. Муснхина. Перескажем один из описанных нми слу- чаев. Пример 5-2. Стоя на «проводящем полу», Л. правой рукой (по-видимому, ее тыльной стороной) коснулся токопроводящей части, находившейся под на- пряжением. Возникла общая судорога, и Л. потерял на 10—15 мин созна- ние, но затем был приведен в чувство. Казалось, что электротравма не дала последствий. Однако спустя несколько дней Л. стал жаловаться на одышку при ходьбе и на болн в области сердца. После лечения покоем н пирамидо- ном состояние Л. улучшилось, но болн в сердце и одышка при ходьбе давали знать о себе еще на протяжении 1,5—2 месяцев после электротравмы. Сня- тая сразу же после происшествия электрокардиограмма четко выявила на- рушение кровоснабжения и коронарную недостаточность. Эти болезненные проявления, судя по последующим электрокардиограммам, продолжались в течение полутора лет, причем улучшение здоровья не раз сменялось его резким ухудшением. Одним из последствий электротравм, подчас весьма тяже- лым, являются ожоги. По своему характеру ожоги при электро- травме (если только они не вызваны другой без «прохождения тока») значительно отличаются от обычных термических ожо- гов, поскольку представляют собой, по существу, два наложен- ных друг на друга поражения: «термическое» н «электрическое». Сказанное служит показанием к расширенному обследованию этой категории пострадавших, в первую очередь к обследова- нию их сердечно-сосудистой системы, а в необходимых случаях и к соответствующему лечению. К сожалению, нередки случаи, когда в подобных ситуациях все силы и средства направлялись на лечение обожженных поверхностей, специфические же пора- жения сердечно-сосудистой системы оставлялись без внима- ния. Попутно заметим, что анализ актов о несчастных случаях выявил значительное число поражений напряжением выше 1000 В, не закончившихся смертельным исходом в момент, когда человек оказывался под напряжением. Иногда смерть наступала позже, и тогда ее связывали с последствиями ожо- гов. А иногда пострадавший оставался жить, и тогда благопо- лучный исход связывали с... недостаточностью ожога. Вслед за Г. Л. Френкелем [108] мы убеждены, что лица, не погибшие от напряжения выше 1000 В, выжили именно «благодаря» ожогам. 125
5-7. НАРУШЕНИЕ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ В предыдущих параграфах этой главы весьма подробно рас- сматривалась роль нервной системы в летальных исходах элек- тротравм человека (подчеркнем — именно человека). Теперь, пожалуй, ни у одного серьезного исследователя не вызывает со- мнений тот факт, что нарушениями нервной системы сопровож- даются многие смертельные электротравмы, причем не только те, которые характеризуются прекращением дыхания, но в ряде случаев и те, которые протекают по механизму фибрилляции сердечной мышцы. Не перечеркивая всего сказанного выше, мы хотели бы фик- сировать внимание читателя на таких электротравмах, меха- низм которых не укладывается в описанные ранее явления. Пример 5-3. Инженер высоковольтной подстанции оказался в электрической цепи высокого напряжения. Он находился в ней 0,2 с (время срабатывания защитного устройства). Пострадавший ие потерял сознания, но получил срав- нительно небольшой ожог правой стороны лица. К тому же наступил полный паралич левой руки, от которого пострадавший так и ие смог избавиться до самой смерти. Она наступила через 7 лет после происшествия и была вы- звана нарушением мозгового кровообращения. Пример 5-4. Электротравма произошла в сети напряжением 380/220 В. В электрической цепи пострадавший находился доли секунды. По его словам, он на мгновение потерял сознание. Никаких электрометок на его теле об- наружено не было. Спустя некоторое время возник паралич левой руки. Ее подвижность частично восстановилась лишь спустя 2,5 года, но к работе пострадавший приступил уже через несколько месяцев после травмы. Даль- нейшая судьба его не прослежена. Известны и многие другие случаи, когда лица, пострадавшие от электричества, жаловались на ограниченную подвижность верхней или нижней конечности, что, впрочем, не мешало им возвращаться на работу. Естественно, что в тех случаях, когда электротравма закан- чивалась смертью, паралич конечности же не выявлялся. Тем не менее при любом исходе невольно напрашивается вывод о «родстве» ряда электротравм с инсультами и инфарктами ми- окарда, возникающими под воздействием какого-либо стрессо- вого события, а подчас и без ясно установленной причины. Во время судебно-медицинского вскрытия пострадавших от электрического тока обычно не удается гистологически четко указать на нарушение мозгового кровообращения как на при- чину смерти. Но в этом плане крайне интересна работа Ше- фера [183], который, проделав множество вскрытий погибших от электричества, буквально ни разу не обнаружил гистологиче- ских изменений в сердечной мышце. Это позволило ему вы- двинуть предположение, что причиной смертей были те или иные нарушения нервной системы. Нами эта же мысль была высказана, по существу, еще в 1936 г. [61]. Но теперь в свете новейших исследований по элек- тропроводности биополимеров (см. § 6-3) ее можно перерабо- 126
тать в гипотезу о нарушении мозгового кровообращения как причине многих летальных исходов при электротравмах. Согласно этой гипотезе смерть наступает вследствие наруше- ния мозгового кровообращения, возникающего из-за резкого снижения электропроводности клеток мозговой ткани, в част- ности полной потери ими свойств электронной проводимости, и вызванного этим кислородного голодания. Причиной нарушения электрофизических свойств мозговой ткани является электриче- ский «импульс» или, проще говоря, электрический ток, распро- странившийся по всей нервной системе от кожных рецепторов до головного мозга. Уподобив нервную ткань, в том числе и мозговую, сложным органическим веществам, имеющим симметричные внутримо- лекулярные связи и обладающим электронами с малыми энер- гиями связи, мы вправе допустить, что необратимые нарушения сложной электронно-ионной и электроиио-дырочной (полупро- водниковой) проводимости, присущей таким органическим ве- ществам, могут вызываться даже очень малыми по величине электрическими токами. Пусть косвенным, но зато весьма убе- дительным доказательством этой гипотезы является исследова- ние [98], утверждающее, что смертельные исходы наблюдаются при токе всего в 10 мкА. Автор данной книги ясно представляет себе, что от гипотезы, пусть даже самой заманчивой и убедительной, перейти к обос- нованной теории нелегко. Но ему кажется, что исследования, предпринятые в этом плане, могут открыть неисчерпаемые воз- можности для познания процессов, происходящих в живом ор- ганизме, и, в частности, указать пути к устранению противоре- чий, еще существующих в понимании механизма поражения че- ловека электрическим током. Автор книги с сожалением отмечает, что свою гипотезу, объясняющую летальный исход ряда электротравм нарушением мозгового кровообращения, ему удалось сформулировать уже в том возрасте, в котором сложно осваивать требующиеся для ее дальнейшего развития прикладную математику и физику взаимодействия элементарных частиц. Однако он берет на себя смелость заявить, что интуиция и многолетний опыт изучения электротравм, равно как и смежных областей знания, подска- зывают ему: превращение высказанной гипотезы в красивую ясную теорию совершится уже в ближайшие годы. 5-8. ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ Выше мы говорили о зависимости исхода электротравмы от внутренних факторов, характеризующих состояние человека. Теперь перейдем к вопросу о том, в какой мере исход электро- травмы зависит от факторов внешней среды, в которой нахо- дился пострадавший. Конечно, влияние среды сказывается и на 127
состоянии организма. Однако из дидактических соображений рассматривать эти факторы следует раздельно. Атмосферные параметры. Роль окружающей среды в исходе поражения электрическим током доказана как результатами экспериментов на животных, так и расследованием несчастных случаев. Повышенная влажность и повышенная температура увеличивают электроопасность. Наличие этих признаков дает основания уточнить классификацию производственных помеще- ний по степени электроопасности, а значит, и ужесточить тех- нические требования к электрооборудованию и его эксплуа- тации. Повышение температуры опасно не только тем, что у рабо- тающего начинается потоотделение, в результате чего падает электрическое сопротивление его тела. Видимо, перегревание вообще повышает чувствительность к току. Во всяком случае И. Р. Петров обнаружил это явление у собак, как известно, не имеющих потовых желез. Перегревание можно считать поэ- тому одной из причин повышенного электротравматизма в странах с жарким климатом, например в Средней Азии [110]. Примерно также обстоит дело с повышенной влажностью. И здесь не только снижение электрического сопротивления приводит к повышению чувствительности к току. Надо пола- гать, что сама повышенная влажность вдыхаемого воздуха сни- жает общую сопротивляемость организма электрическому току. Влияние двух рассмотренных выше параметров среды — температуры и влажности — уже нашло отражение в норматив- ных документах. Но бесспорным представляется влияние на чувствительность к электрическому току и третьего атмосфер- ного фактора — давления окружающего воздуха. На эту тему в послевоенные годы было проведено немало исследований. На- чалось с того, что морские врачи заметили парадоксальный, на первый взгляд, факт: ни одной не только смертельной, но даже тяжелой электротравмы не было зарегистрировано при под- водной электросварке и электрорезке, хотя случаи соприкосно- вения лиц, работавших под водой, с токоведущими частями и контактами отмечались неоднократно [101]. Поскольку нами позднее было показано, что разгадка этого феномена не в шун- тирующем влиянии воды, пришлось искать ему другое объяс- нение. Оно было найдено в действии повышенного атмосфер- ного давления, под которым работают водолазы [4, 101]. Обратная картина была установлена для пониженного ат- мосферного давления, что особенно существенно в связи с элек- трификацией горных районов. Экспериментально доказано, что понижение атмосферного давления увеличивает опасность электрического тока для живых организмов. Опыты, поставлен- ные при различных частотах тока, выявили, что с ростом ча- стоты опасность тока при пониженном атмосферном давлении заметно возрастает. И. К- Мищенко [73] показал, что это спра- 128
ведлпво только в случае смерти, вызванной остановкой дыха- ния; если раздражитель не обладает асфиктической длитель- ностью, то на пороговых токах фибрилляции «фактор высоты» не сказывается. Связь между парциальным составом воздуха и силой воз- действия электрического тока на человека можно показать на результатах исследования изменений начальных значений раз- дражающих токов при изменении давления окружающей среды. Выяснено, что в условиях как повышенного, так и понижен- ного атмосферного давления величина этих токов сильно зави- сит от содержания в воздухе кислорода. Исследование было проведено в специально приспособленной барокамере, предна- значенной для тренировки водолазов. Вместе с испытуемым в барокамере на- ходился врач. Включающее устройство и измерительные приборы были распо- ложены вне камеры. Оказалось, что ве- личина раздражающего тока у одних и тех же испытуемых с изменением усло- вий внешней среды заметно изменяется: с уменьшением сопротивления в контак- тах уменьшается относительная вели- чина напряжения, приходящегося на кожу, в которой находятся воспринима- ющие раздражение кожные рецепторы; при сухой коже увеличивается общая на- пряженность поля в тканях. Следова- тельно, здесь при относительно малом падении напряжения ток может дости- гать пороговых значений. Эти изменения наступают уже па пятнадцатой-двадцатой минуте пребыва- ния в камере. При этом увеличенное парциальное содержание кислорода Рис. 5-3. Изменение раз- дражающего тока (в про- центах) в зависимости от продолжительности пре- бывания человека при различных давлениях 1 — при повышенном давле- нии (0,6 МПа-6 ат); 2 — при пониженном давлении (0.05 МПа=0.5 ат); 100%-ное значение раздражающего то- ка —• при нормальном дав- лении в воздухе понижает чувствительность организма к электриче- скому току, и, наоборот, уменьшенное парциальное содержание кислорода увеличивает эту чувствительность (рис. 5-3). Чувствительность к току изменяется также с изменением со- держания в воздухе углекислого газа, но зависимость носит здесь противоположный характер; с увеличением содержания этого газа в воздухе чувствительность к току возрастает; сред- нее значение раздражающего тока при этом уменьшается на 30—40%. Если парциальное содержание углекислого газа пре- вышает значение, допустимое по санитарно-гигиеническим нор- мам (1%), то чувствительность к току возрастает в два раза. Возвращение испытуемого в условия нормального состава воздуха во всех случаях восстанавливает значение раздража- ющего тока. 5 В Е М’поПлов 129
В работе [4J приведены результаты аналогичных опытов на животных. Обнаружено, что изменение содержания кисло- рода в воздухе резко изменяет и значение поражающих токов. Увеличение патогенности электрического тока технической ча- стоты в условиях пониженного атмосферного давления было обнаружено также другими исследователями. Парциальное содержание азота в воздухе заметного влия- ния на реакцию организма не оказывает [4]. Изменение значений раздражающих токов при изменении условий среды, бесспорно, связано с соответствующими физио- логическими сдвигами. По нашим данным [67], увеличение парциального содержания кислорода в воздухе повышает элек- тропроводность тела человека. Электрическое поле. На человека постоянно действует элек- трическое поле напряженностью 120—150 В/м, а в предгрозо- вой и грозовой периоды — еще более сильное. По мнению Д. А. Бирюкова, изучение влияния электрических полей в по- токе зарядоносителей-ионов представляет интерес как с точки зрения патогенной (нарушение здоровья), так и с точки зрения биотической стимулирующей роли. Советские ученые А. Н. Сб- росов, А. К- Булатов, А. М. Скоробогатова, Ф. Г. Портнов и дру- гие доказали, что физиологическое воздействие электрических полей на живой организм объясняется контактом электроаэро- систем с тканями организма. Активные вещества, образующиеся при этом в процессе биоэлектрохимических реакций в тканях, воздействуют на нервные рецепторные зоны и рефлекторным путем вызывают те или иные сдвиги систем организма, а это сказывается и на изменении его чувствительности к электриче- скому току. Результаты, полученные разными исследователями в нашей стране (А. М. Скоробогатова, 3. И. Барбашова, Л. В. Серов, А. Г. Картушенко) и за рубежом (Мосс и Шван), показывают, что воздействие ионных потоков при длительном (15—20 суток) нахождении живого организма в электрическом поле повышает сопротивляемость этого организма к кислородному голоданию. А. Г. Картушенко опытами, проведенными над животными, до- казал, что ионизация значительно повышает сопротивляемость организма по отношению к лучевым воздействиям. Аналогич- ное влияние оказывает ионизация и на сопротивляемость орга- низма электрическому току. Замечено, например, что персо- нал, обслуживающий высоковольтные подстанции, практически «не ощущает тока», когда прикасается пальцами рук к токо- ведущим частям, находящимся под напряжением ниже 100 В. О том же свидетельствует и личное наблюдение автора, кото- рый, проводя измерения на подстанции ПО кВ, случайно кос- нулся однажды токоведущей части, находившейся под напря- жением 380 В, и ощутил удар, по силе не превышавший удары, ощущавшиеся им ранее при малом напряжении. 130
Магнитное поле. Связь между изменениями магнитного поля Земли (магнитные бури) и характером заболеваний человека обнаружена давно. В этом плане интересен обзор, выпол- ненный А. С. Пресман [94]. В 30-х годах, говорится в этом обзоре, почти одновременно появились работы советских ученых А. Л. Чижевского и С. Т. Вольховера и японского исследова- теля Токата, посвященные установлению связи между скоростью протекания физиологических процессов, с одной стороны, и солнечной активностью — с другой. В период прохождения пятен через центральный меридиан Солнца показатель скорости реакций возрастал более чем в два раза. Этот эффект кор- релируется с периодом вращения Солнца, а также с 27-дневной и 11-летией цикличностью солнечной активности. Работами отечественных и зарубежных ученых установлена связь между распространенностью и тяжестью таких инфекци- онных заболеваний, как чума, холера и грипп, и солнечной ак- тивностью: вспышки этих заболеваний совпадали с периодами повышенной солнечной активности. Альверес (Австрия) и Дул (Англия), изучив 68000 случаев психических заболеваний за время с июля 1957 г. по май 1962 г., вывели корреляцию между ними и 67 магнитными бурями. Берг (Дания) привел данные о 4899 смертельных случаях, совпавших с 62 магнит- ными бурями [94]. Подобные же результаты получены А. К. Подшебякиным. Кроме того, им же выявлена связь между изменениями солнечной активности и такими явлениями, как нарушение условных рефлексов у собак, стенокардические заболевания и т. д. В 1966 г. Н. Л. Чернышев обнаружил влия- ние магнитных бурь на активность насекомых — в период маг- нитных бурь прилет насекомых на свет увеличивался в 10— 50 раз. Это влияние оказалось более сильным, чем влияние та- кого общепризнанного биостимулятора, как температура. Г. И. Евтушенко, Ф. А. Колобуд и Л. Н. Яшина подвер- гали животных действию прерывистого магнитного поля (про- должительность импульса — около 50—70 мкс, скважность — такая же, экспозиция—1,5—3 ч в сутки, напряженность поля — от 3,78, до 37,8 А/м). Через 3—4 месяца это вызывало полную деструкцию тканей. Многодневное же пребывание в поле по- стоянных магнитов значительно повышало сопротивляемость животных воздействию проникающей радиации и к лучевым заболеваниям. В этом плане интересен и следующий факт. В одном из промышленных городов напряженность земного магнетизма из- менилась на протяжении суток примерно в три раза. Смертель- ные исходы, вызванные сердечно-сосудистыми заболеваниями, увеличились за эти сутки в 1,8 раза. Заслуживает упоминания и интересная работа, выполнен- ная И. И. Илипаевым [35] под руководством Г. Л. Френкеля и К. А. Ажибаева. В хроническом эксперименте установлены
значения минимального фибрилляционного тока для зимы (ян- варь—февраль) и лета (июнь—июль). Оказывается, что этот ток зимой составляет 83,2 мА, а летом 61,8 мА. Значения ми- нимального фибрилляционного тока коррелируют с измене- нием температуры, но в еще большей степени с изменением напряженности геомагнитного поля. Полученные нами данные [71] показывают четко выраженную зависимость между элек- трофизическими характеристиками тела человека и комплек- сом метеорологических параметров. Итоги наших исследований позволяют сделать крайне важ- ный вывод о том, что само по себе магнитное поле не вызы- вает патологии. Нарушения здоровья обусловливаются токами, возникающими в теле организма в процессе изменения числен- ных значений напряженности поля. А отсюда легко перекинуть логический мостик к электротравмам и их последствиям. Микрофлора. Влияние микрофлоры на сопротивляемость ор- ганизма воздействию физических факторов, в том числе электрического тока, с бесспорностью выявляется рядом наблю- дений и исследований. Однако установление численной корре- ляции между изменением состава микрофлоры и поражаю- щим действием электрического тока только начинается. Поэтому приходится ограничиться некоторыми общими сообра- жениями. В 1966—1967 гг. американская фирма «Бекмеи индустрей- шен» исследовала наличие микрофлоры и химических приме- сей в замкнутых помещениях, в которых эксплуатируется ра- диоэлектронная аппаратура. Оказалось, что только в резуль- тате легочного дыхания обслуживающего персонала в воздухе появляется до 130, а кожного дыхания — до 210 различных ви- дов соединений. Сочетание этих продуктов жизнедеятельности персонала с зольными и газообразными выделениями разных элементов создает уже до 400 видов химических соединений, относящихся к 22 химическим группам. В числе этих групп, как показывают работы Мандельгофа (ФРГ), крайне токсич- ны индол, метан и креотин. Увеличение токсичности, утвер- ждает Легерсфер (США), происходит и под влиянием прони- кающего излучения, возникающего от вакуумных приборов, находящихся в помещении. Резко изменяется и бактериальный состав воздуха. Даже хорошо действующие вентиляционные си- стемы не в состоянии полностью очистить среду. Доказано, что изменение микрофлоры и появление в воздухе химических примесей снижают сопротивляемость организма воздействию физических факторов, включая и действие электрического тока [69]. В заключение укажем, что мы рассмотрели далеко не все физические параметры окружающей среды, в той или иной сте- пени влияющие на состояние работающего организма. Упомя- нем хотя бы еще запыленность и ультрафиолетовую радиацию. 132
При повышенных численных значениях и в определенных соче- таниях они могут отяготить исход электротравмы. Ясно, что снижение тяжести исхода, а тем более полное изжитие элект- ротравматизма требуют прежде всего строгого соблюдения са- нитарно-гигиенических требований, создания на рабочих местах среды, обеспечивающей оптимальные условия труда и макси- мальную сопротивляемость организма неблагоприятным воз- действиям, в том числе и электрическому току. Не исключено, что дальнейшие исследования позволят рекомендовать цехам и жилым помещениям (в особенности, первым) среду с осо- бым, не совсем привычным для нас искусственным газовым составом. Огромное количество взаимосвязанных факторов внешней среды и состояния человека, определяющих развитие и исход электротравм, в свою очередь, обусловливается распределе- нием и поглощением электрической энергии в теле человека в зависимости от параметров его электрического сопротив- ления. Рассмотрению этого важнейшего вопроса электробезопас- ности посвящена следующая глава. ГЛАВА ШЕСТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ЧЕРЕЗ ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА 6-1. «ЭЛЕКТРОДЫ» И «СОПРОТИВЛЕНИЯ», ОБРАЗУЮЩИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЦЕПЬ ЧЕРЕЗ ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА Условимся под электрической цепью через тело человека понимать цепь последовательно н параллельно соединенных со- противлений, образовавшуюся в момент появления на человеке напряжения и находящуюся между двумя «электродами». Под «электродами» мы понимаем здесь, во-первых, какую-нибудь поверхность, находящуюся под напряжением (например, по- верхность детали машины, оголенную поверхность провода и т. д.) и, во-вторых, какую-либо заземленную поверхность (на- пример, заземляющую шину, заземленную часть оборудования, сооружения, пола и т. д.). Если между этими двумя «электродами» оказываются вклю- ченными, помимо человека, еще и предметы, обладающие электрическим сопротивлением (например, одежда, обувь, пол, краска, которой покрыто оборудование, и т. д.), то касание по- лучается однополюсным, и человек подвергается действию 133
неполного напряжения. Если же оба «электрода» прикасаются непосредственно к телу человека, то касание получается двух- полюсным, электрическая цепь состоит лишь из одного сопро- тивления— сопротивления тела человека, в результате чего че- ловек оказывается под линейным, фазным или полным напря- жением сети или под напряжением какого-либо автономного источника электроэнергии. На рис. 6-1 показаны наиболее типичные схемы электриче- ской цепи при поражении человека электрическим током. Из рисунка видно, что в цепи последовательно с телом пострадав- шего могут оказаться самые различные «наборы» сопротивле- ний. Как указывалось в § 4-1, значение сопротивлений, ока- Рис. 6-1. Схемы поражения электрическим током: а, б, в — одно- полюсное касание; г — двухполюсное касание 2Чел—сопротивление тела человека; Z\— сопротивление обуви или одеж- ды; 2»— сопротивление пола или площадки, на которой находился че- ловек; Z$ — сопротивление земли и сопротивление заземления заземлите' лей; 2<— сопротивление заземляющего провода; Z$ — сопротивление эле- ментов оборудования, оказавшихся в электрической цепи с телом человека завшихся в одной цепи с телом человека, лучше всего опре- делять опытным путем, а затем корректировать. Но можно в целях ускорения и облегчения расследования пользоваться го- товыми данными, полученными нами на основе результатов из- мерения электропроводности обуви с подошвами из различных материалов. Измерения производились следующим образом: внутрь обуви закладывался электрод, своими размерами и фор- мой соответствовавший ступне человека; вторым электродом служила металлическая пластинка; на обувь накладывался груз 25—30 кг, после чего измерялось сопротивление между двумя электродами. Данные были получены для влажной и су- хой подошвы методом вольтметра—амперметра, позволяющим оценить сопротивление обуви в функции напряжения. Резуль- таты изучения приведены в табл. 6-1, они согласуются с дан- ными, полученными позднее Осипка [180]. Подобному изучению подверглись и другие«сопротивления», обычно оказывающиеся включенными в электрическую цепь Через тело человека. Методы измерения электрического сопро- тивления полов, земли и изолирующих площадок описаны в ра- КЦ
боте [67]. Там же приведены численные значения, полученные в ходе этих измерений. Электрическое сопротивление лоскута влажной хлопчатобумажной ткани оказалось равным 0,5— 1,0 кОм, сухой — 10—15 кОм (при площади электрода 100 см2). Таблица 6-1 Ориентировочные значения сопротивления обуви, полученные по результатам измерений (рекомендуются для предварительных расчетов) Помеще нне Материал подошвы Сопротивление, кОм при напряжении сети, В до 65 127 220 выше 220 Влажное Кожа 1,6 0,8 0,5 0,2 н сырое Кожимит 2,0 1,0 0,7 0,5 Резина 2,0 1.8 1,5 1,0 Сухое Кожа 200 150 100 50 Кожимит 150 100 50 25 Резина 500 500 500 500 Остается определить электрическое сопротивление наиболее важного и основного элемента рассматриваемой электрической цепи, а именно тела человека. Задача осложняется тем, что яв- ления, возникающие в этой цепи, обусловлены совокупностью многих свойств тела человека, таких, как электропроводность, диэлектрическая проницаемость н поляризация, и притом не только тела в целом, но и отдельных его тканей и органов в ча- стности. Реакция человека на возникшую через его тело электриче- скую цепь зависит от величины приложенного напряжения и соответственно от тока в цепи, определяемого полным электри- ческим сопротивлением; от соотношения между активной и ре- активной составляющими тока, от величины сопротивлений, от времени существования электрической цепи, от общей величины поглощенной энергии и от слагаемых этой величины, т. е. от величин энергий, поглощенных отдельными звеньями цепи; от максимальной и минимальной напряженности электриче- ского поля, от плотности тока на отдельных участках тела и в жизнеопределяющих системах, от особенностей тех участков тела, через которые непосредственно возникла цепь. Электрическая цепь через тело человека относится к цепям с активными параметрами. Всякой живой ткани, будь то слож- нейшая жизнеопределяющая система или отдельная клетка, присуща электрическая активность. Величина характеризующих ее биопотенциалов свидетельствует о нормальном или ненор- 135
мальйом состоянии ткани (клетка, система или организм че- ловека в целом). Подавление или усиление электрической ак- тивности в результате возникновения электрической цепи через тело человека может само по себе предопределить тяжесть ис- хода. Приведем пример, касающийся важнейшего фермента кровн,— гемогло- бина, функция которого — транспортировать кислород из легких в ткани, а углекислый газ — из организма во внешнюю среду. Гемоглобин содержится в эритроцитах, число и состояние которых предопределяют нормальное кро- вообращение. Эритроциты обладают постоянно меняющейся поляризацией, а следовательно, и постоянно меняющейся величиной электрических зарядов. Поляризация и определенная величина зарядов свидетельствуют о выполне- нии эритроцитами их функций. Электрический ток, распространяясь по си- стеме кровеносных сосудов, (а такое распространение происходит практиче- ски при каждой электротравме), может привести к изменению электрической активности эритроцитов, нарушить их деятельность. В ряде исследований допускается, что раздражающим, болевым дейст- вием можно изменить кривую э. д. с. сердечной мышцы. Так, из работы А. И. Ильиной н С. И. Теплова [36] следует, что биотоки «взаимодействуют! с током в электрической цепи, возникающей через тело человека. Это взаимо- действие может оказать специфическое влияние на физиологические функции человека и на величину его полного электрического сопротивления. Таких специфических примеров, характеризующих электри- ческую цепь через тело человека, можно привести множество. Но эта цепь подчиняется и общим электрофизическим законо- мерностям, свойственным любой электрической цепи с нелиней- ными параметрами. Эти закономерности описывают тепловые, электролитические, электродинамические и любые иные явле- ния, возникающие при том или ином перемещении электриче- ских зарядов. Непростыми по природе и по происходящим в них Явлениям могут быть и другие элементы, оказавшиеся в цепи, возникшей через тело человека. Изучать электрическую цепь можно по-разному, с разных позиций. В данной работе это изучение подчинено необходимо- сти развить понимание основ электробезопасности. Достижения биофизики, биохимии, физиологии и патофизиологии в изуче- нии электротравмы, представляющих собой самостоятельные научные направления, используются только в той степени, в ко- торой они могут помочь формированию правильных взглядов при оценке электробезопасности. 6-2. ВЛИЯНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ нервной системы человека НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЕГО ТЕЛА Примерно в 30-х годах нашего столетия отечественные ав- торы начинают интенсивно изучать влияние нервной системы на электрическое сопротивление живого организма. В своих ис- следованиях Ю. С. Сергеева, Л. Б. Минор, Ф. М Лисица и 136
X. С. Ривлина показали, что значение электрического сопротив- ления между двумя электродами, соприкасающимися с телом, во многом зависит от состояния нервной системы. Эти исследования, далеко еще не доведенные до конца, уже сильно обогатили наши представления о сопротивлении тела человека. Ю. С. Сергеева нашла, что электрическое сопро- тивление организма связано с состоянием зрительного бугра и вегетативных образований продолговатого мозга, а также с состоянием спинного мозга. Л. Б. Минор констатировал у больных с раздражением шейного симпатическго нерва по- ниженное сопротивление кожи постоянному току. В работах других авторов отмечалось, что каждое кожное раздражение, вызывающее болевое ощущение, сопровождается строго лока- лизованным снижением сопротивления. Кертис обнаружил из- менение емкостей в изолированном нервном волокне при рас- пространении по нему первого импульса; он объяснил это из- менением кожной проницаемости клеточной оболочки [42]. Кервраи [163] показывает, что лица с симпатикотонической вегетативной конституцией обладают значительно меньшим со- противлением, чем лица с ваготонической вегетативной консти- туцией. Электрическое сопротивление тела симпатнкотоника,из- меренное переменным током напряжением 3,5 В п0и 50 Гц, со- ставило около 2 кОм, а емкость оказалась равной 1,2 мкФ. У ваготоника такие же измерения показали 16 кОм и 0,15 мкФ. Исходя из прямой зависимости опасности электрического тока от его величины, Кервран делает вывод о том, что симпатико- тоники значительно более чувствительны к току, чем вагото- ники. Но действительные зависимости значительно более сло- жны, и поэтому с подобным обоснованием опасности тока со- гласиться нельзя. Очень продуктивным оказалось открытие так называемого психогальванического рефлекса, который заключается в возник- новении колебаний электрического сопротивления кожи чело- века и животного под влиянием всякого рода эмоциональных состояний и, в частности, болевых раздражителей. На рис. 6-2 приведены полученные нами кривые изменения электрического сопротивления тела человека под влиянием внешних раздражителей. Как показывает рассмотрение кривых, изменение электрического сопротивления, возникшее рефлекто- рно, сохраняется длительное время. Исходное значение сопро- тивления восстанавливается в некоторых случаях не ранее чем через 10 мин. Коль и Кертис [134] также установили, что элек- трическое сопротивление тела человека резко уменьшается при различных физических раздражениях. Ко всему сказанному следует добавить, что перечисленные изменения электрического сопротивления обусловлены главным образом биофизическими и биохимическими, а не физико-хими- ческими факторами. Однако значение последних полностью 137
отвергать нельзя. Сошлемся на результаты исследований, про- веденных группой сотрудников ЛИАП под руководством И. Н. Сыромятниковой в широком плане изучения энергозатрат человека путем теплообмена. Одной из составляющих тепло- обмена является испарение влаги. Исследования проводились на велоэргометре при разных значениях дозированной физиче- ской нагрузки. Установлено, что с увеличением нагрузки или с удлинением ее действия суммарная теплопродукция растет. Если одновременно с нагрузкой включить светильник или дать звуковой сигнал, то преобразователи первичной информации, Рис. 6-2 Зависимость электрического сопротивления тела человека от вида раздражителя / — укол; 2 — неожиданный звук; 3 — легкий удар по руке. Моменты раздражения обозначены точками измеряющие испарение, покажут резкое возрастание влаж- ности. В связи с этим по-иному можно представить или истолко- вать явление, относимое к кожно-гальваническому эффекту- Полностью отрицать его наличие пока еще нет достаточных данных, но уменьшение электрического сопротивления (его по- казывают кривые иа рис. 6-2), по-видимому, объясняется глав- ным образом уменьшением подэлектродного сопротивления в результате увлажнения контакта электрод—кожа. Это крайне важное наблюдение подлежит учету при оценке состояния че- ловека и его энергоресурса, при профотборе лиц электропро- фессий, и конечно, при трактовке биофизики электротравм, осо- бенно вызванных малыми напряжениями. 6-3. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ЖИВОП ТКАНИ Природа электропроводности и ее виды. Электропроводность вещества определяется как его увлажненностью, так и интен- сивностью происходящего в нем под влиянием электрического 138
поля перемещения зарядов и зарядоносителей. Это перемеще- ние вызывается причинами, которые условно можно подразде- лить иа внешние (в виде напряжения любого источника элек- трохимических процессов, происходящих в веществе, среде и т. д.). Перемещение электрических зарядов в веществе осущест- вляется: а) свободными или слабо связанными электронами в случае, если атомы расположены достаточно плотно и их электронные орбиты - оболочки взаимно перекрываются (как это наблюдается, например, в металлах); б) слабо связанными электронами, если атомы, условно говоря, расположены менее плотно и в определенном взаимноструктурном порядке (как, например, в некоторых полимерах); в) свободно перемещаю- щимися ионами; г) заряженными частицами — моллионами и аэроионами. Существует и особый вид движения электрических зарядов, присущий веществам, обладающим полупроводнико- выми свойствами. Соответственно электропроводность подраз- деляют на электронную, ионную, моллнонную, аэроиоиную [2, 3] и полупроводниковую. Каждый из этих видов электропроводности характеризуется своими особенностями. Здесь укажем лишь на то, что при элек- тронной и полупроводниковой электропроводности перенос ве- щества, по существу, незначителен, тогда как при всех остальных видах электропроводности перемещение зарядов вызывает пе- ренос вещества, сопровождающийся изменением его химиче- ского состава и даже структуры. Специфика электропроводности биологических объектов. Электропроводность живой ткани отличается большим своеоб- разием. Основная особенность живой ткани, как и организма в целом, состоит в непрерывно совершающемся обмене ве- ществ, подчиненном определенным биофизическим и биохимиче- ским закономерностям. Организм человека можно отнести к группе своеобразных полимеров — биополимеров. Под поли- мерами вообще и биополимерами, в частности, понимаются хи- мические соединения, молекулы которых состоят из большого числа структурных единиц. В состав каждой такой полимерной макромолекулы входят тысячи атомов, причем для биополиме- ров характерно наличие среди них атомов железа. И хотя же- леза в биополимерах содержится немного (один его атом при- ходится на миллион других атомов), роль его в жизни человека огромна. Переход железа из двухвалентного состояния в трех- валентное и наоборот предопределяет энергозатраты — эту ос- нову жизнедеятельности. Электропроводность живой ткани в плане решения проблем электробезопасности изучается давно, но до последнего времени еще публикуются работы, авторы которых исходят из линей- ной зависимости тока от напряжения, аналогичной зависимости электропроводности металлических проводников от электронной 139
проводимости. Такие представления находят отражение и в ди- рективных документах, издаваемых как в СССР, так и за ру- бежом. Имеются и сторонники иного мнения. Исходя из того, что любой процесс обмена веществ, несомненно, связан с ново- образованием и рекомбинацией ионов, предопределяющей био- энергетику, они относят электропроводность тела человека к ионной [13, 14]. Опираясь на свои исследования, а также на работу Гельфериха [21], Г. Ю. Белицкий утверждает, напри- мер, что «особенность электропроводности биологических объ- ектов (нелинейность, полупроводниковый эффект) определяется наличием в мембранах клеток живой ткани, в отличие от син- тетических ионитовых мембран, поперечного градиента концент- рации фиксированных ионов» [67, 68, дискуссия]. Не отрицая ценности экспериментальных данных Белицкого, мы полагаем, однако, что вывод о наличии в теле человека только ионной электропроводности ошибочен. В 60-х годах выяснилось [30, 118], что в органических поли- мерах «нет свободных электронов» (по терминологии Я. И. Френ- келя). Нет их, по-видимому, и в живых тканях, многие из которых по праву относятся к сложнейшим органическим поли- мерам, составляя особую их группу — группу биополимеров. У некоторых из органических полимеров, а именно у полимеров, имеющих двойные или тройные симметричные внутримолекуляр- ные атомные связи, энергии связи электронов крайне малы. При внешних энергетических воздействиях такие электроны могут «покинуть» свои атомы и блуждать по сложной молекуле, в ка- кой-то степени уподобляясь свободным электронам, перемеща- ющимся в металле. Характерно, что в металле, находящемся в газообразной фазе, подобное перемещение электронов отсут- ствует. Оно возникает лишь при сильном «уплотнении» веще- ства, например в металле, находящемся в твердом состоянии. Вот почему электропроводность металла (количество зарядо- носителей-электронов) зависит от ряда внешних воздействий, например от температуры. С повышением последней электропро- водность металла ухудшается. Существенной особенностью полимеров с их «электронами слабых связей» является иная зависимость электропроводности от температуры. Поглощаемая полимерами с симметричными связями тепловая энергия приводит к увеличению числа «отор- вавшихся» от атома и блуждающих по молекуле электронов. Нарастание их числа и обусловливает увеличение общей элект- ропроводности полимера. Подобное явление электронной прово- димости обнаружено, например, у нафталина [2]. Оно рушит ста- рые представления об отсутствии электронной проводимости у органических веществ. Есть все основания полагать, что ряд органических биополимеров, и в частности вещество нервной ткани (в том числе и мозга), может быть отнесено к биополи- мерам с симметричными связями, т. е. к веществам, которые, 140
по-видимому, обладают помимо ионной еще и электронной проводимостью. Последняя, надо полагать, активно содействует диффузной передаче кислорода от гемоглобина непосредственно к клетке, в которой кислород и расходуется в процессе обмена веществ. Вместе с тем вряд ли допустимо отрицать наличие в живой ткани и электронно-дырочной проводимости, поскольку именно ею можно объяснить межклеточную миграцию энергии. Таким образом, живая ткань, и прежде всего «ткань» нерв- ной системы, обладает сложнейшей электропроводностью, толь- ко этой ткаии и присущей. В пользу высказанного взгляда гово- рит, например, наличие внутриклеточных потенциалов, вели- чина которых достигает 50—70 мВ. Об этом же свидетельствует динамика электрической активности сердца, регистрируемая электрокардиограммой, и еще более убедительно — динамика электрической активности мозга, регистрируемая энцефалограм- мой. Дело в том, что скорость нарастания потенциала, показы- ваемая этими кривыми, вряд ли может быть объяснена ион- ным перемещением. Высказанные положения находят и другие косвенные доказа- тельства. Во всяком случае отрицать их, не опираясь на убеди- тельные экспериментальные или теоретические исследования, нельзя. В то же время накопление фактов, свидетельствующих о сложнейшей природе электропроводности живой ткани — ион- ной, электронной и электронно-дырочной — крайне важно. При- знание этой сложности объяснит многие явления, присущие жи- вому организму и отдельным его тканям. Биофизика электро- травмы приобретет фундамент, опираясь на который, удастся объяснить биологические ритмы, свойственные человеку, вскрыть причину изменения его полного электрического сопротивления под влиянием внешних раздражителей, о которых упоминалось, в частности, в § 6-2, и, наконец, дать научное доказательство выдвинутой нами гипотезе о поражении центральной нервной системы, сопровождающемся нарушением мозгового кровообра- щения, как причине смертельного исхода многих электротравм (см. § 5-7). Комплекс факторов, определяющих электропроводность тела человека. Исследования природы электропроводности живой ткани в разных странах продолжаются. Но уже сейчас можно в первом приближении считать, что, оказавшись в электриче- ской цепи под напряжением, молекулы живой ткани возбуж- даются; это нарушает обмен веществ и изменяет электрические характеристики ткани. Одним из обстоятельств, говорящих в пользу подобного объяснения, служит влияние напряженности поля на реакцию организма. Таким образом, электрическое сопротивление живой ткани обусловлено в первую очередь ие тепловыми и электрохимиче- скими процессами, как об этом часто пишут, а сложнейшими биохимическими и биофизическими явлениями. Немаловажная 141
особенность этих явлений состоит в том,что они могут возникать как под непосредственным действием тока, так и через нервную систему. На это обращал внимание еще в 1935 г. Еллинек [162], показавший, что «...электрофизические характеристики живой ткани являются результатом действия двух компонентов — дина- мического (проведение электричества) и психогенного (прове- дение возбуждения)». Электрическое сопротивление тела чело- века тем и отличается от электрического сопротивления неживой ткани, что является параметром переменным, существенно ме- няющимся при изменении не только свойств объекта, но и его состояния, причем последнее легко поддается изменению и по желанию экспериментатора. Ошибка таких исследователей-электриков, как Л. П. Подоль- ский, Гильдемейстер и Фрайбергер, изучавших действие элект- рического тока на человека, состоит в том, что они рассматри- вали сопротивление человеческого тела без достаточного учета биологических влияний. Иными словами, исследовали не био- физику, а только физику явлений. В свою очередь, физиологи и патофизиологи Н. А. Впгдор- чик [14], И. Р. Петров [НО], занимавшиеся этими вопросами, допускали другую ошибку, оставляя без рассмотрения такие сложные физические явления, как нелинейные зависимости па- раметров элементов, составляющих электрическую цепь через тело человека. Только в конце 30-х годов у пас и за рубежом стали появ- ляться исследования, в которых делается попытка рассмотреть электрическое сопротивление тела человека как многообразный комплекс биофизических, биохимических, физических и физио- логических явлений. К таким исследованиям следует прежде всего отнести самобытные труды Н. Д. Познанской, убедительно раскрывшей природу электрического сопротивления тела чело- века, особенно его кожи (см. § 6-4). В известной степени эти закономерности описываются и в настоящей главе, хотя ее задача намного уже — рассмотреть электрическое сопротивление тела человека между двумя на- ложенными на него электродами, определить составляющие этого сопротивления и, наконец, выяснить его зависимость от некоторых физических и физиологических факторов. Эту задачу автор сознательно ограничил кругом вопросов, связанных с оценкой параметров электрической цепи, вызывающих электри- ческие поражения, и с разработкой соответствующих профилак- тических мероприятий. 6-4. ТОПОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Приступив к изучению электрического сопротивления тканей и органов, И. М. Сеченов особое внимание уделил коже. Благо- даря его работам, а также трудам позднейших авторов так на- 142
зываемые кожные потенциалы стали предметом тщательных клинических исследований. Разница в значениях сопротивления кожи на различных ее участках неоднократно отмечалась в физиологической литера- туре (И. Р. Тарханов, Рихтер и др.). Эти наблюдения, интерес- ные как в теоретическом, так и в практическом отношении, побудили Н. Б. Познанскую заняться выявлением топографиче- ского распределения численных значений электрического сопро- тивления тела человека. Уже первые ее поисковые опыты пока- зали, что внимания заслуживают не столько численные значе- ния электрического сопротивления на различных участках кожи, сколько их соотношения. Проведя обширное число измерений, Н. Б. Познанская [87] установила эти относительные величины и в соотношении с ними выявила так называемое контроль- ное сопротивление (контрольный участок) кожи. В качестве такого контрольного участка ею выбрана треть вентральной поверхности бедра. Измерения показали, что этот участок характеризуется стабильным электрическим сопротив- лением, что, впрочем, можно было предугадать, поскольку он почти не имеет потовых желез, защищен одеждой от воздей- ствия окружающей среды и сравнительно редко подвергается механическим раздражениям. Электрическое сопротивление этого участка было принято за 100%, и относительно него стало оцениваться электрическое сопротивление всех остальных участ- ков и определяться так называемый топографический коэффициент. Полученные результаты измерений позволили установить на- личие весьма значительных топографических изменений элект- рического сопротивления. Численные значения сопротивлений варьировались как у различных субъектов, так и у одних и тех же субъектов в зависимости от таких условий, как окружаю- щая температура, влажность, время года и время суток. Соот- ношения же между сопротивлениями различных участков оста- вались при этом почти постоянными. Полученные в результате измерений топографические коэффициенты для различных испы- туемых достаточно хорошо совпали друг с другом. На основе этих исследований Н. Б. Познанская предложила топографиче- скую схему распределения значений электрического сопротивле- ния, представленную на рис. 6-3 и с некоторыми отклонениями действительную как для женщин, так и для мужчин. Исследования показали, что наименьшим сопротивлением об- ладают поверхности лица (особенно лба), ладоней, подошв и подмышечных впадин. Прежде считалось, что различия в элект- рическом сопротивлении отдельных участков кожи обусловлены тремя факторами: 1) ороговением кожи (на ладонях и подош- вах); 2) неравномерным распределением потовых желез на по- верхности тела; 3) локальными особенностями психогальвани- ческого рефлекса, обусловленными деятельностью определенных 143
Рис. 6-3. Топографическая схема распределения значений электрического сопротивления тела человека / —0—20%; 2 — 20—40%; 5-40-60%; 4-60-80%; 5-85-100%; 6- 110—140%; 7 — 140—180%; 8 — 180—230%. Цифры характеризуют чув- ствительность человеческого тела к электрическому току (за 100% принята чувствительность поверхности бедра). Светлые кружки — точки тела, уязвимые для тока по данным 167); черные кружка — точки тела, уязвимые для тока, совпадающие с данными [87]; за- штрихованные кружки — то же ио не совпадающие с данными (871 желез внутренней секреции. Н. Б. Познанская показала, что это не так. Составленная ею топографическая схема весьма мало совпадает с топографией потовых желез и со схемой распреде- ления психогальванического рефлекса. Электрическое сопротив- ление, по-видимому, обусловлено и рядом других факторов. Од- ним из них, несомненно, является васкуляризация (степень на- полнения сосудов кровью). Лишь различной васкуляризацией можно объяснить дифференциацию сопротивлений в области спины: большое сопротивление на нижней поверхности лопаток, под лопатками и на пояснице, несколько меньшее сопротивление в верхнем углу лопаток и между лопатками и, наконец, весьма малое сопротивление на ягодицах. Все без исключения указан- ные участки спины скудно снабжены потовыми железами, и, следовательно, не это обстоятельство может быть причиной на- 144
званных различий. Некоторые повторяющиеся от испытуемого к испытуемому топографические особенности не находят еще объяснения. Так, еще не выяснено, почему электрическое сопро- тивление кожи нижней конечности увеличивается сверху вниз (от бедра к голени и далее к щиколотке). Н. Б. Познапская обнаружила и другое очень интересное яв- ление, показывающее, насколько перспективна работа исследо- вателя, занятого поисками новых путей информации о жизнеде- ятельности человека. Она установила, что проницаемость кожи различна для катионов и анионов и не находится в прямой зави- симости от значения электрического сопротивления, как это на первый взгляд должно было бы быть. Например, через кожу ладони, несмотря на сравнительно небольшое значение ее элект- рического сопротивления, ионы диффундируют плохо. Это на- блюдается и на коже лба. В то же время на других участках кожи избирательная проницаемость выражается отчетливо. Да- лее было показано, что нарушение типовых топографических коэффициентов распределения электрического сопротивления свидетельствует об отклонении физиологических процессов че- ловека от нормы и даже может служить симптомом тех или иных заболеваний. Применение топографических коэффициен- тов, по-видимому, поможет диагностированию некоторых нерв- но-сосудистых заболеваний, в первую очередь при профессио- нальном отборе. 6-5. НЕЛИНЕЙНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖИВОЙ ТКАНИ Даже если отвлечься от биофизических явлений, то и тогда тело человека надо рассматривать как сложнейший проводник. Попав в электрическую цепь, оно становится ее элементом, об- ладающим, во-первых, объемом н, во-вторых, неоднородной по- лупроводящей структурой. Поэтому позицию исследователей [43, 54], рассматривающих тело человека как некое линейное сопро- тивление, следует считать ошибочной. Ведь уже давно появи- лись указания [60, 153] на то, что это электрическое сопротивле- ние нелинейно. Так, Альвенслебен подсчитал, что электрическое сопротивление тела человека изменяется в зависимости от на- пряжения более чем в 20 раз. Однако численных закономерно- стей, по которым можно было бы рассчитать цепь, он не полу- чил. К сожалению, наблюдения, сделанные Альвенслебеном около 50 лет назад, не привлекли к себе внимания специалистов по электробезопасности. Каких-либо практических выводов из этих наблюдений сделано не было. Зависимость комплексного электрического сопротивления тела человека от напряжения, полученная Фрайбергером [153] и нами, приведена на рис. 6-4. Как видно из рисунка, при напря- жении 12 и 36 В поражение может произойти, если сопротивление 145
между двумя электродами, расположенными на теле, находится в пределах (84-10) • 103 Ом. Нелинейность электрического сопротивления присуща раз- личным тканям и органам человеческого тела. Осипка [180] го- ворит о нелинейном сопротивлении одной лишь кожи. Но это же следует сказать и о внутренних тканях, особенно о нервной си- стеме и крови. На зависимость электрической проницаемости различных органов от частоты указывают, в частности, работы Швана [188], Н. Н. Малова и С. Н. Ржевкина [60]. Рис. 6-4. Зависимость электрического сопротив- ления Z тела человека от напряжения U 1 и 2 —по Фрайбергеру (153]; 3 — по нашим данным; круж- ками обозначены данные, установленные по записям осциллографа в момент не- счастного случая Широкое применение высокочастотного разогрева диэлектри- ков в настоящее время заставило взяться за изучение сред, об- ладающих различными значениями диэлектрической проницае- мости, например пластикатов, высокомолекулярных полимеров и других материалов, имеющих прослойки и включения из разно- родных веществ. Винеру удалось получить некоторые расчетные выражения для систем с комплексной диэлектрической прони- цаемостью. Сюда же примыкают труды Г. И. Сканави [99]. И. Н. Бурак и И. В. Жиленков сделали попытку рассчитать комплекс диэлектрической проницаемости двухфазной системы различных структур, исходя из предположения, что один из ком- понентов обладает диэлектрической проницаемостью дебаев- ского типа, а другой является идеальным диэлектриком. Полу- ченные ими закономерности расширяют наше представление об этих системах. Е. Н. Чистякова рассмотрела соответственно че- тырехфазную систему. Но как бы эти системы нн были сложны, все же они элементарны по сравнению с тем, что представляет собой с этой точки зрения тело человека. Даже зная электри- ческую проницаемость отдельных его тканей, рассчитать всю систему в целом пока еще не представляется возможным. 146
Изучение электрического сопротивления тела человека сильно продвинулось вперед, когда в исследовательский обиход были внедрены измерения сопротивлений на высоких частотах. Эти измерения впервые показали, что электрическое сопротив- ление внутренних органов является преимущественно активным сопротивлением, а емкостная составляющая полного сопротив- ления обусловлена в основном сопротивлением кожи. Вызванное физическими раздражителями изменение емкост- ной составляющей полного сопротивления живого организма отличается от изменения активной составляющей того же со- противления. При некоторых раздражителях это емкостное "со- противление уменьшается, активное сопротивление растет. Из наших работ следует, что емкостной составляющей обладает и электрическое сопротивление мышцы. На высоких частотах угол сдвига между током и напряже- нием становится особенно заметным. Мы видим, какое огромное число факторов влияет на зна- чение электрического сопротивления живого организма. Это со- противление принципиально отлично от любого электрического сопротивления (линейного и нелинейнзго) в неживой природе. Но от чего бы оно ни зависело, каким бы колебаниям оно ни подвергалось, при анализе электротравм и разработке защит- ных мероприятий необходимо знать и уметь оценивать хотя бы порядок численных значений этого параметра в электрической цепи между двумя электродами, наложенными на тело. 6-6. ЧИСЛЕННЫЕ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Условность общих оценок. Попытки определить численное значение электрического сопротивления тела человека нача- лись еще в конце прошлого века. И. П. Тишков указывал, что электрическое сопротивление между двумя электродами, нало- женными на тело умершего человека, находится в пределах от 2-Ю7 до 1-Ю8 Ом, при соскабливании эпидермиса оно падает на несколько порядков. Хитцинг в опытах на живом человеке нашел, что при аналогичных обстоятельствах сопротивление уменьшается с ЫО4 до 0,6-Ю4 Ом. Смачивание кожи раствором поваренной соли уменьшает, по Еллинеку [162], сопротивление более чем в три раза. Гильдемейстер [155] указывает, что сопротивление тела че- ловека колеблется от 4-103 до 2*10в Ом. В некоторых источниках называются уже не пределы, а точные значения. Американские нормы оценивают значение сопротивления тела человека в ЫО3 Ом, что встречает поддержку Болла [130], говорящего о 0,9-103 Ом. Но существуют и другие мнения. Вот крайние слу- чаи: Буртон [132] рекомендует сопротивление тела человека 147
принимать равным 0,5-103 Ом, тогда как Лоран [171] называет З-Ю3 Ом. К сожалению, ни одни из этих авторов не связывает приводимых значений электрического сопротивления с напряже- нием, и только Фрайбергер [153] делает это с исчерпывающей ясностью. В нашей стране численные определения электрического со- противления тела человека выполнили Э. И. Александров, М. И. Бараш, А. Н. Каганович, В. И. Шуцкий, А. П. Киселев. Подытоживая мнения названных отечественных авторов, по- следний из них называет [43] в качестве минимального значе- ния сопротивления тела человека 1-Ю30м (для промышленной частоты переменного тока). Измерения электрического сопротивления тела человека обычно проводятся обстоятельно, но противоречия не сглажива- ются. Называется общее значение сопротивления в омах, но не указываются ни поверхности электродов, ни силы, с которыми они давили на кожу. Если сообщается о сопротивлении при пет- ле «рука—рука», то не уточняется, в какой части руки — тыль- ной или ладонной — произошел контакт. Справедливы слова Н. А. Вигдорчика [14], который, подчер- кивая еще 35 лет назад недостатки в оценке значения электри- ческого сопротивления тела человека, указывал, что: «... изучавшие этот вопрос всегда говорят просто о сопротивлении, не пояс- няя, к какой поверхности или какому объему изучаемой ткани относятся полученные цифры». Пожалуй, тело человека в электрической цепи остается те- перь уже единственным проводником, сопротивление которого исследователи считают возможным оценивать столь условно. В какой-то мере подобная условность оправдывалась в прошлом множественностью обстоятельств, обусловливающих значение сопротивления. Но теперь имеются основания ожидать более точных численных определений. Уже первые исследования показали, что общее электрическое сопротивление между двумя электродами, наложенными на те- ло, следует разделить на две части: на сопротивление кожи и на сопротивление внутренних тканей. Кожа. Электрическое сопротивление кожи неодинаково у раз- ных людей и даже на различных частях поверхности тела одного и того же человека; оно так же, как и полное сопротивление, за- висит от физических параметров и состояния живого орга- низма. Установлено, например, что выделение пота, сопровож- дающееся увлажнением кожи, сильно уменьшает ее электри- ческое сопротивление. Вагнер обнаружил, что сопротивление кожи людей с врожденным недостатком потовых желез не изме- няется даже при значительной тепловой нагрузке [181]. Под- черкнем лишний раз в связи с этим условность переноса на че- ловека данных, полученных в эксперименте над собаками, кожа которых вообще лишена потовых желез. 148
Данные литературы однозначно свидетельствуют о том, что сопротивление кожи больше сопротивления внутренних тканей. Для того чтобы понять причину этого, рассмотрим, что же пред- ставляет собой кожа человека. Кожа является важнейшим ор- ганом человека. Через нее вводится в организм огромный объем Рис. 6-5. Структура кожи человека / — эпидермис; // — дерма; /// — клетчатка; /У —мышечная ткань; / — роговой слой; 2—ростковый слой; 3 —сетчатый слой; 4 — во- лос; б —потовая железа; 6 — сальная железа; 7 — артериальный со- суд; 3— венозный сосуд; 9 — рецептор холода; 10— рецептор тепла; // — осязательный рецептор; 12 — нервные сплетения информации о состоянии окружающей среды, осуществляются автотерморегуляция, дыхание. На поверхности кожи находятся миллионы микроорганизмов, осуществляющих также связь че- ловека со средой. В литературе по электробезопасности эти об- стоятельства замалчиваются, хотя они имеют огромнейшее зна- чение для моделирования электротравмы экспериментом на жи- вотных и для расследования несчастных случаев. На рис. 6-5 показана структура кожи человека. Из рисунка видно, что кожа заполняет область от наружной защитной 149
поверхности (эпидермиса) до мышечной ткапи. Общая толщина ее составляет 2—3 мм. Структурно кожа состоит из разнообраз- ных слоев, пронизанных периферическими нервами, окончания которых легко классифицируются как датчики различных физи- ческих явлений. Помимо того, слои кожи заполнены капилляр- ными кровеносными сосудами, обеспечивающими ее кислоро- дом и осуществляющими тканевое дыхание. На границе дермы и клетчатки расположены потовые железы. Выделение пота, со- провождающееся увлажнением эпидермиса, сильно изменяет электрическое сопротивление кожи. Нервы. Кожа богато снабжена нервами. Толстые нервные стволы, выходя из подкожной клетчатки, образуют в дерме густую сеть нервных стволов, каждый из которых разветвля- ется на 4—5 нервов, от которых, в свою очередь, отходят еще более тонкие нервные ветви. Проникнув в сосочки, топкие нерв- ные ветви распадаются на концевые веточки, состоящие из од- ного нерва. Часть этих веточек, попав в эпидермис, заканчива- ется там между клетками шиповидного слоя. Знание этих подробностей поможет читателю оценить крайне важные исследования А. Д. Троицкой [105], в которых изменения в коже морских свинок, подвергнутых электро- травме, сопоставлены с наблюдениями за людьми, поражен- ными электрическим током. А. Д. Троицкая следующим обра- зом формулирует результаты этого сопоставления: «Проведенные мною исследования нервов кожи при поражениях ее элек- трическим током как при экспериментальных (опыты с морскими свинками — В. М.), так и случайных электротравмах кожи человека показали, что изме- нения выявляются сразу же после прохождения электрического тока... Эти изменения имеются не только в области знака тока (электрометки — В. М.), где иервы представляются резко утолщенными, гомогенизированными, причем отдельные волокна становятся неразличимыми, как бы слившимися в одну общую массу, ио и в чистой соединительной ткани, окружающей некротизи- рованный участок, где никаких видимых изменений соединительной ткани и соответствующего участка эпидермиса нет. Нервы даже в отдаленных уча- стках резко изменены — осевые цилиндры утолщены с четко видными вере- тенообразными утолщениями... Дегенеративный процесс в нервах нарастает с каждым днем. Осевые цилиндры (речь идет о нервах — В. М.)... еще более деформируются, еще больше утолщаются как диффузно, так и четковидно, веретенообразно, пока, наконец, распавшиеся нервные ветви не исчезают совсем. Этот процесс протекает быстрее в области знака тока и вокруг него. Но и в отдаленных участках дегенеративные изменения осевых цилиндров с каждым днем усиливаются, доходя до пылевидного распада. Особенно сильные изменения и полный распад наблюдаются в нервных ветвях, иду- щих к сосочкам... Сильной дегенерации подвергаются нервы, идущие в стей- ках кровеносных сосудов, осевые цилиндры достигают полного распада. Тол- стые нервные стволы, идущие из подкожной клетчатки в дерму, разветвления нервов около фолликулов также подвергаются сильнейшей дегенерации». А. Д. Троицкая отмечает особенно сильное перерождение нервных окончаний, но пишет, что у некоторых животных изме- нения, вызванные электричеством, наблюдаются по всему «тракту» нервной системы, включая и спинной мозг. 150
Прежде чем обсуждать выводы, сделанные А. Д. Троицкой, сошлемся на некоторые из наблюдений, приведшие ее к этим выводам. Пример 8*1. Ремонтируя аппарат УКВ, монтер Е., 35 лет, средним и безы- мянным пальцами левой руки коснулся обнаженного провода предохранителя, а бедром — трубы водопровода. Напряжение сети составляло 380/220 В. В результате касаиня монтер оказался под напряжением 220 В. Травма произошла в медицинском учреждении, и пострадавшему была оказана ква- лифицированная медицинская помощь. Но она не увенчалась успехом. Су- дебно-медицинским исследованием установлено: «Под микроскопом в срезах ткаии даже иа некотором расстоянии от электрометки (цитируется по [105]) видны распавшиеся на мелкие зерна нервы... Толстый нервный ствол, иду- Рис. 6-6. Нервный ствол в подсосочковом слое в зоне «знака тока» (монтер Е., погибший от электротравмы) щий нз подкожной клетчатки и состоящий из девяти нервов, представляет большие изменения». Те или иные разрушения нервов, не сопровождающие обычную смерть, обнаружены и в ряде других мест. Один нз увеличенных срезов под микроскопом показан на рис. 6-6. Стрелка 1 показывает распав- шийся на мелкие пылеобразные зерна осевой нервный цилиндр, стрелки 2 и 3 — другие осевые цилиндры, подвергшиеся меньшим разрушениям, но все же получившие разрывы, вздутия и веретенообразные закручивания. Для сравнения иа рис. 6-7 показано повреждение нервов кожи в эксперименте с морской свинкой, погибшей от напряже- ния, примерно равного напряжению, от которого погиб мон- тер Е. Повреждения во многом сходны. Совпадает и то, что при- легающие к нервам ткани в обоих случаях оказались практи- чески неповрежденными. Подобное А. Д. Троицкая наблюдала во всех случаях гибели людей. Данные, приведенные А. Д. Троицкой, согласуются с наб- людениями В. А. Шедрикова, который в своей докторской дис- сертации «О морфологических изменениях в организме при смерти от переменного электрического тока малого напряжения и силы» указывал еще в 1940 г. иа деформацию нервных окон- чаний в коже пострадавших от электрического тока, в том числе и при малых его значениях и малых напряжениях. 151
Все описанное является несомненным доказательством того, что нервы, служащие как бы «путями тока» по телу, подвер- гаются таким разрушениям, которые больше разрушений, про- изводимых электричеством во всех других окружающих тканях. Для читателя, внимательно ознакомившегося с предшест- вующими материалами книги, этот вывод не должен быть не- ожиданным. Расследование несчастных случаев и изучениедей- ствия электрического тока показывают, что исход электротрав- мы во многом определяется поражением нервной системы, наи- более чувствительной к электрическому току. Проявляется это, 1 2 3 4 Рис. 6-7. Нервный ствол в зоне «знака тока» (морская свинка № 24, биопсия через 5 дней после экспериментальной травмы) / — осевой цилиндр, веретенообразно утолщенный; 2 — утолщенный осевой ци« лнндр; 3 — волокна, входящие в состав нервного ствола н подвергшиеся нзме* нениям (особенно сильно изменены миэлииовые волокна, местами распавшиеся на сегменты); 4*— осевой цилиндр, распавшийся на продолговатые глыбкн н зерна в частности, в резком изменении электрического сопротивления под влиянием некоторых раздражителей (вспомним рис. 6-2). Определяющая роль электропроводности нервной системы человека в его системах регулирования была отмечена Метью- сом [176], пытавшимся оценить численные значения электро- проводности нерва в целом, его оболочки и ствола в отдель- ности. Если оболочка обладает достаточно высоким удельным сопротивлением, то у «сердцевины» — ствола нерва — оно крайне мало. Определение удельных сопротивлений нерва, да еще по отдельным структурным составляющим,— дело непростое. Сложность его в том, что результаты посмертных измерений трудно экстраполировать иа живой организм, а при экспери- ментальном определении на живом нерве включение его в изме- рительную схему, как бы мал ток ни был, отражается на ре- зультатах, поскольку изменяет электрофизические свойства нерва. Все же такая попытка определения удельного сопротив- ления нерва была вслед за Метьюсом предпринята и нами. Ис- пользованный метод вольтметра — амперметра прост по реше- нию, но труден в реализации, так как связан с применением 152
микроэлектродов слабых и сверхслабых токов (10-10—10-12 А). Удалось количественно оценить удельное сопротивление нерв- ного ствола. Выяснилось, что опо лежит в пределах 0,02— 0,06 Ом-м, что согласуется с данными работы Метьюса. Удель- ное сопротивление нервного ствола почти на два порядка мень- ше удельного сопротивления крови, которое достоверно оцени- вается значениями 1,5—2,0 Ом-м, и почти на четыре порядка меньше удельного сопротивления тела человека в целом, условно оцениваемого значением (1,5—2,0)-102 Омм. О том, что нервная ткань имеет самое низкое значение удельного сопротивления, свидетельствуют и данные Н. М. Ли- венцева [56], показывающие, что спинномозговая жидкость, ко- торую можно считать в какой-то мере аналогом нервов, имеет удельное сопротивление около 0,5 Ом-м, что меньше удельного сопротивления сыворотки крови, обычно относимого к мини- мальным сопротивлениям. Все это служит основанием для пересмотра.вопроса об ос- новном «канале тока» в живом организме. Обычно таким основным каналом считают кровеносную систему и мышцы. Ко- нечно, их суммарное сечение намного больше суммарного сече- ния нервов, но малое удельное сопротивление последних застав- ляет полагать, что именно они играют наиболее существенную роль в канализации тока, а стало быть, и в исходе электро- травмы. Возвращаясь вновь к рис. 6-2, отметим, что все явления кожно-гальванического рефлекса (а кривые рисунка его и ха- рактеризуют), несомненно, являются косвенным доказатель- ством высказанного положения. Это лишний раз показывает, насколько важно сосредоточить внимание электропатологов и лиц, расследующих причины электротравм, на самом внима- тельном изучении кожных и подкожных подэлектродных «сле- дов тока». Есть основания полагать, что изучение «входа», «хода» и «выхода» тока поможет более полному раскрытию биофизики механизма поражения и тем, без сомнения, расширит наши представления об основах электробезопасности. Конкретизация оценок. Множество факторов влияет иа зна- чение электрического сопротивления тела человека, но это ие освобождает нас от обязанности назвать совершенно необходи- мые для практического использования минимальные численные значения его. Накопленные нами во время расследования электротравм обширные данные о сопротивлении тела человека достаточно хорошо согласуются с результатами, полученными французскими исследователями (табл. 6-2). Осипка [180] на основе собственных измерений рекомендует трн значения: 1360 Ом для «петли» рука—тело—рука; 970 Ом для «петли» рука—тело—ноги и 670 Ом для «петли» руки— тело—ноги. Существенного различия с данными табл. 6-2 нет. 1S3
Таблица 6-2 Рекомендуемые расчетные значения электрического сопротивления тела человека (по «Bull. Soc. franc, des electr., 1952, № 7 и по результатам собственных измерений) Схема цепи Сопротивление, кОм. при напряжении сети. В до 65 127 220 выше 220 От ладони к тыльной части руки или к плечу 3,2 2,5 0,8 0,65 От тыльной части руки или плеча к ноге 3,6 2,8 1,2 0,8 От ладони к йогам, от ладони к ла- ДОНИ 4,4 3,4 1.6 1,2 Особенность электрического сопротивления живого орга- низма заключается, помимо всего прочего, еще и в изменении численных значений при утере жизнеспособности. Электриче- ское сопротивление при утере жизнеспособности исследовано Б. Н. Тарусовым, Ковенховеном [168, 169] и Е. В. Френкель [111]. Последний автор называет число 1,6 в качестве коэф- фициента, учитывающего увеличение сопротивления тотчас после смерти. Возрастание значения сопротивления сразу после утери жиз- неспособности, по-видимому, можно объяснить прекращением биоэлектрической активности, поддерживающей электронно- ионную проводимость ткани; уменьшение сопротивления сле- дует объяснить разрушением межклеточных изолирующих обо- лочек, наступающим спустя определенное время после утери тканью жизнеспособности. Предложенный Е. В. Френкель коэф- фициент не встречает возражений: он подтверждается нашими наблюдениями. Электрическая прочность тканей тела. Характеристика чис- ленного значения электрического сопротивления тела человека, даже самая дифференцированная, была бы неполной, если бы отсутствовали сведения об электрической прочности тканей. Из всех органов и тканей человека, представляющих непо- средственный интерес с точки зрения электротравматизма, наи- более заметной электрической прочностью обладает кожа, точ- нее, верхний ее слой. Фрайбергер [153] обнаруженную им не- линейность электрического сопротивления пытался объяснить установленным им «гистологическим пробоем». Эту же точку зрения разделяют Г. Л. Френкель [НО] и другие авторы. В. И. Королькова [50] отмечает, что пробой кожи наблю- дается уже при 10—50 В. Л. П. Подольский считает, что он на- 154
ступает при еще меньшем напряжении. Наши данные не под- тверждают этого. Исследование кожных лоскутов, приготовлен- ных для пересадки, показывает, что их электрическая прочность достаточно велика и находится в пределах 280—480 В/мм. В то же время пробы иа людях, добровольно подвергшихся этим не опасным для жизни испытаниям, показали, что при расстоянии между электродами в несколько сантиметров и определенном их расположении на теле можно наблюдать резкое изменение кривой тока по амплитуде и форме, начиная с 15—20 В. Самый тщательный осмотр поверхности кожи сразу после испытаний нн разу не обнаружил следов пробоя. По-видимому, относи- тельно высокую напряженность электрического поля внутри тканей и их разную электрическую прочность следует объяснить своеобразным «внутримолекулярным пробоем», сопровождаю- щимся разрывом «связей» в молекуле. Доказательством пос- леднего предположения служит то, что указанное явление со- провождается очень болезненными ощущениями. Сама же кожа прн этих напряжениях не «пробивается» и «пробиться» не мо- жет вследствие ее высокой электрической прочности. Одним из доказательств внутримолекулярного пробоя слу- жит то, что через некоторое время после измерения (от 2 до 36 ч) иа коже появляется покраснение, переходящее в долго не заживающие язвы. В случае если электроды наложены на запястья, эти язвы появляются уже при напряжении от 6 до 15 В. Врачи отмечают своеобразие этого покраснения, его не- сходство с обычными воспалительными покраснениями, возни- кающими после порезов и уколов, оставленных без должной обработки. Как показали результаты наших измерений, «пробой», даже приводящий к появлению «следов» на коже, ие снижает сколько- нибудь заметно величины общего сопротивления и поэтому на порядке рекомендуемых значений сопротивления не сказы- вается. В дополнение к сказанному относительно определения чис- ленных значений электрического сопротивления тела человека между двумя наложенными иа него электродами заметим, что значение этого сопротивления зависит и от химического состава окружающей человека среды. Точнее, оно зависит от пар- циального содержания в ней кислорода и углекислого газа (см. §5-7). Таким образом, можно сделать заключение, что повышение содержания кислорода в воздухе не только укрепляет организм, но и создает своеобразную «электрическую блокаду», понижая чувствительность к току. Подводя итог анализу численных значений электрического сопротивления тела человека, подчеркнем еще раз, что оно су- щественно отлично от любых «сопротивлений» неживой при- роды. Поэтому никак нельзя согаситься с Оснпка [180], который 15S
пишет, что «человеческое тело можно рассматривать как комплексную систему различных электролитов и полупроница- емых мембран». 6-7. ПОЛНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Эквивалентные схемы. В § 6-5 говорилось о том, что полное электрическое сопротивление тела человека включает в себя активную и емкостную составляющие, но не было показано, как обе эти составляющие взаимно связаны. Рис. 6-8. Эквивалентные схемы по Рубинштейну Сделать это непросто. Электрическое сопротивление тела человека нелинейно. Эта нелинейность чрезвычайно сложна: как уже указывалось, она зависит от физических, биофизиче- ских и биохимических факторов, и о ней мало что достоверно известно. Поэтому приходится делать ряд допущений и прежде всего считать при первом рассмотрении, что электрическое со- противление тела человека линейно, а затем уже по мере накоп- ления экспериментального материала вносить необходимые уточнения. Основанием для такого допущения служит то, что большая часть биохимических и биофизических процессов про- является не в первое же мгновение после электротравмы, а по истечении некоторого времени. Об этом свидетельствуют хотя бы кривые рис. 6-2, показывающие изменение электрического сопротивления тела человека под влиянием физических раздра- жителей. Из этих кривых видно, что изменение наступает в те- чение минут, тогда как нам при оценке электрической цени в процессе расследования несчастных случаев приходится ре- шать вопрос о переходных процессах, длительность которых не превышает миллисекунд. Еще сложнее обстоит дело с нелинейностью напряжения, ко- торая может влиять на переходный процесс. Характер нелиней- ности напряжения был показан на рис. 6-4. Поэтому, пренеб- 156
регая ею, мы должны отдавать себе отчет в том, что переход- ный процесс в цепи с исследуемым сопротивлением может быть оценен только с качественной, но не с количественной стороны. По и такая оценка представляет определенный интерес. Впервые расчетная схема эквивалентного сопротивления жи- вой ткани была предложена Фрике; затем Коль и Кертис [134] предложили ее для нервных и мышечных волокон. На рис. 6-8 показаны некоторые схемы эквивалентного сопротивления клетки в любой живой ткани и организма в це- лом, предложенные еще в 1928 г, Д. Л. Рубинштейном. Оии представляют собой различные сочетания параллельно и по- следовательно соединенных сопротивлений. Некоторые из этих вариантов хорошо воспроизводят зависимость полного сопро- О сг г3 ъ п —Ч~1 —II— г1——М г1——1 г*——1~ Рис. 6-9. Полная эквивалентная схема но Манойлову тивления от частоты. Вариантов эквивалентных электрических схем можно привести множество, и каждый из них в той или иной степени поддается обоснованию. Рассмотрим, например, вариант, представленный на рис. 6-9 и отличающийся от предыдущих тем, что «сопротивление внут- ренних органов» заменено эквивалентом, имеющим три отдель- ных последовательно и параллельно соединенных сопротивле- ния. Этот вариант показывает наличие существеииого различия в удельных сопротивлениях «систем», участвующих в канали- зации электрического тока (мышцы, кровеносные сосуды, нер- вы). Каждая из «систем» неравноценна другим с точки зрения жизнеобеспечения человека, неравноценна она и по изменению электропроводности. Представленная на рис. 6-9 схема способ- ствует дифференцированному подходу к изучению электропро- водности тела человека. По ней можно четко указать, что опре- деляющими в изменении сопротивления являются rt и Cj — параметры эпидермиса, величины которых зависят как от влаж- ности, газового состава, температуры окружающей среды и т. д., так и от состояния человека. Изменением г2 объясня- ется, по-видимому, и изменение сопротивления, характеризую- щее кожно-гальванический эффект и другие явления. Очевидно, происходят изменения и в «факторе внимания» с2. Предложен- ную эквивалентную схему можно использовать при изучении электропроводности в диагностическом и познавательном пла- нах. 157
Но поскольку численных данных, характеризующих каждый элемент рассмотренной схемы, еще нет, то для выявления ка- чественных изменений в электрической цепи через тело чело- века в первом приближении пригодна упрощенная схема, пока- занная иа рис. 6-10. Она и была принята нами для изучения переходных процессов при электротравмах. Считалось, что fl — активное сопротивление кожи; гч— активное суммарное сопротивление внутренних органов; с — емкость кожи между поверхностью электрода и мышечной тканью. Переходный процесс. Учитывая возможность качественной оценки роли переходных процессов в электрической цепи через Рис. 6-10. Упрощенная эквивалентная схема тело человека, мы сделали следующие допущения: а) эквивалентную схему рассматривали как электри- ческую цепь с сосредото- ченными параметрами; б) пренебрегли емкост- ной составляющей электри- ческого сопротивления внут- ренних органов; в) при выводе расчетных выражений параметры эквива- лентной схемы приняли в первом приближении линейными; г) не учли влияния биопотенциалов, ибо последние представ- ляют собой явления, протекающие сравнительно медленно (ско- рость распространения биотоков не превышает 10—12 м/с), а переходный процесс, как будет показано ниже, целиком за- канчивается в миллионные доли секунды; иными словами, изменения биопотенциалов под влиянием данного раздражения достигнут существенной величины лишь тогда, когда переход- ный процесс уже закончится. При этих допущениях и при условии включения цепи на напряжение вида м (/) = sin (со/-Ь а) ток цепи в переходный период определится выражением [(п) = 1 и <-Рг sin « + cos а) (per, + 1) _ 1 у М (р) W Р т + + Р т N (Р) ’ откуда «(/) = lm sin (со/ + а—ф) + —(Р1)- ер‘‘ PN (Pi) где £m Z = z 2rfcoc r I 2fl 1 + (^wc)2 2rfoc 2 . 1 + (rjCDc)2 tgm=--------U21_________ _ 2'х + '« . M'iU+W’I ’ 158
Для получения численной зависимости тока в переходном режиме от времени необходимо знать величины, входящие в расчетные выражения. Чтобы определить электрическое сопротивление г2 (сопро- тивление внутренних органов), были проведены опыты на жи- вотных и иа трупах людей. Опыты сводились к определению осцнллографироваиием угла сдвига между приложенным к электродам напряжением и током цепи, когда электроды при- ложены непосредственно к мышечной ткани. При частоте 50 Гц напряжение доходило до 200 В. В этих опытах, как и во всех последующих, поверхность электродов составляла 20—100 см2. Результаты опытов показали отсутствие иа осциллограммах сдвига между током и напряжением. Выяснилось, далее, что численное значение полного электрического сопротивления внутренних органов обусловлено его активным сопротивлением, которое для электродов площадью 100 см2 равно в среднем около 500 Ом. Эти опыты показали допустимость пренебреже- ния емкостной составляющей полного сопротивления для «внут- реннего сопротивления». Последующие экспериментальные исследования дали воз- можность оценить численные значения г и с. Опыты состояли в определении значения тока и угла сдвига между током и при- ложенным к электродам напряжением, которое в опытах с людьми не превышало 2—3 В. Электроды накладывались не- посредственно на тело. Измерения проводились при синусои- дальном напряжении промышленной частоты. Следует заме- тить, что при измерениях на таком напряжении полученное зна- чение оказывается заведомо больше значения, соответствую- щего напряжению 120 и 220 В. Но с этим приходится ми- риться, поскольку другого метода оценки величин г и с до сих пор нет. Проведенные измерения показали, что угол ср находится в пределах от 18 до 45°. Это позволило для оценки с, пред- ставляющей собой некоторую величину, эквивалентную емко- сти, применить выражение с _ 2т (1 —шт ctg у) ^[1 +(Л — ctg <Р)2] где 4 = wxe-l-ctgq>; т — постоянная времени затухания. Переходный процесс в электрической цепи через тело чело- века удалось проверить для малых значений напряжений осцнллографироваиием (схема опыта показана на рис. 6-11). Если же напряжения велики, то экспериментальные кривые пе- реходных процессов, как показано в работах [Ивана и Пирсоля [185, 188], резко отличаются от расчетных кривых. Причина состоит в том, что на переходные процессы накладываются яв- ления, сходные с пробоем изоляции. 159
В ходе эксперимента установившиеся значения раздражаю- щего напряжения и раздражающего тока, полученные при по- степенном подъеме напряжения в безопасных пределах, были сравнены с установившимися значениями напряжения и тока переходного процесса, вызывающего пороговое раздражение, после чего для этих реальных условий была проверена эквива- лентная схема. Оказалось, что последние значения значительно меньше первых и зависят от индуктивного сопротивления, по- следовательно включенного в цепь с человеком. Численное значение т получено из осциллограммы переход- ного процесса (рис. 6-12). Среднее значение т = 42-10 6 с. От- сюда с=0,0425-10-6 Ф, что соответствует е=95ео- Зкбибментная схем Рис. 6-11. Схема измерений переходного процесса Установленные нами численные значения е совпадают с дан- ными Швана и Пирсоля и ряда других отечественных и зару- бежных авторов, опубликованными уже после завершения нами описываемой работы. Зная т, можно определить и: г — ^2 [1 + (Л — Ctg ф)2] . 1 2(от4 ’ в среднем г1 = 4,38-104 Ом. Полученные численные значения параметров эквивалентной схемы дали возможность рассчитать ток переходного режима при напряжении и(/)= 12 /2 -sin(w/+ а). Для получения наибольшего броска тока угол а принят равным 90°. Численное значение тока можно получить из расчетного вы- ражения i (/) = 0,23- IO-3 sin (со/ + 120°) + 34-10"3е~931W, экспериментальное же исследование дало i (/) = 2,6- 1СГ3 sin (to/ + 120°) + 40-10-3 е-23500'. Сопоставление приведенных выражений показывает доста- точное совпадение свободных членов и почти десятикратное расхождение «вынужденных» составляющих. 160
Такого расхождения и следовало ожидать в связи с приня- тым допущением о линейности системы. Нелинейность системы проявилась не в переходный период (об этом свидетельствует совпадение численных значений свободных членов), а за его пределами. Рассмотрим цепь иа переменном токе, когда последователь- но с телом человека включено сопротивление, обладающее са- моиндукцией L. Рис. 6-12. Осциллограмма переходного процесса полное время (затухание) переходного процесса Начальные условия (при прежних обозначениях) можно записать так: ... ,, , . , , , it со cos а + р sin а и (0 = Uт sm (со/ + а); и (р) = Uт------- — -----------; р‘ 4- со* г<«=2-«’) + 77тЙ1^; г2 (Р) + Z3 (Р> Z (Р) - . .___у __________р (р sin а + со cos «) (prtc 4- 1)_ р т(рг+ со2) [р|Г|1с + P2(rj/?c 4-L) 4-/, + /?] Решая, находим: i (0 = sin (со/ + а— ф) + Ае”*1 4- Be?'1, где = Z = mod ; Z \ г9 + г3 / Z\ R И- / 1J =। В. Е, Манойлов 6 161
tg<p = — ; a — Rc (?агз + гагЛ . /?iz2 + г2г3 + гЛ\ a ' га + *з 1 к га + г3 ) ’ Д __________________Цт (Рз sin а + о) cos а) (Рцгс 4- 1) p3-2[p|rLc+ P3(rRc+ L) + г + R] + (р|+®2) (p3.2rLc+rRc+L) 1 В _________________(р< sin « + <о cos g) (ptrc -Ь 1)________ p4-2[p2rLc + p4(r/?c+ L) + r+ fl] + (P4+®2)(p4-2rLc+r/?c+L) ’ Pi= —/«; Рг ’> Рз, 4 — rRc-^-L / / rRc -f- L \2 г -f- R 2rLc V \ 2rLc / rLc Полученные аналитические выражения полного электричес- кого сопротивления тела человека расширяют возможности изу- чения электрической цепи через тело человека. По мере накоп- ления данных появится возможность использовать и более сложную схему рис. 6-9. Но тогда потребуются иные выражения для расчета, вывести которые несложно. ГЛАВА СЕДЬМАЯ ПАРАМЕТРЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ИСХОД ЭЛЕКТРОТРАВМЫ 7-1. НАПРЯЖЕНИЕ Исходные позиции. По сложившейся традиции в книгах, по- священных электробезопасности, сначала характеризуются фи- зические параметры, обусловливающие исход поражения, а уже затем описывается сама электротравма, излагаются сведения о природе электрического сопротивления тела человека и при- водятся данные о других сопротивлениях, оказавшихся вклю- ченными в цепь последовательно с телом человека. Мы же построили эту книгу, как, вероятно, уже заметил чи- татель, совершенно по-иному: прежде всего попытались всесто- ронне охарактеризовать электротравму, а потом описали осо- бенности электрического сопротивления тела человека. Проде- лав все это и благодаря этому твердо став на позиции понимания электротравмы как многообразного явления, мы приступаем теперь к оценке значений главных физических па- раметров поражающей электрической цепи, тем самым как бы делая заявку на пересмотр распространенного в мировой лите- ратуре одностороннего подхода к оценке этих параметров. Начнем с напряжения, поскольку для обсуждаемого вопроса этот параметр является важнейшим. Ведь именно напряжение, 162
приложенное к любой электрической цепи, приводит к преоб- разованию электрических явлений в другие явления, воздейст- вие которых на организм человека и вызывает непосредственно тот нлн иной исход поражения. К тому же напряжение — весь- ма удобный параметр для нормирования требований электро- безопасиости. Поражающее напряжение. На протяжении десятилетий счита- лось, что исход поражения электрическим током зависит от напряжения сети (установки): чем выше это напряжение, тем тяжелее последствия электротравмы. Учет электротравм ве- дется с подразделением по значениям напряжения сети (уста- новки). По этому же признаку строится классификация элек- тротравм, анализируются статистические данные о них и про- водятся эксперименты на животных. Между тем такое изучение электротравм далеко не всегда дает правильное представление об этом поражающем факторе. Приведенное в § 3-1 распреде- ление электротравм по напряжению установок, на которых онн произошли, доказало наличие смертельных поражений при ма- лом напряжении сети (установки) и несмертельных — при вы- соком. Напомним, что, по нашим данным, согласующимся с данными Ленинградского института охраны труда ВЦСПС, ежегодно происходит 26—38 поражений в сетях (установках) напряжением 65 В и ниже. Далее, в § 4-1 было показано, что только путем специального инструментального расследования можно оценить значение поражающего напряжения, а оно лишь в относительно редких случаях двухполюсного касания равно напряжению сети (установки). Во всех иных случаях оно меньше, а иногда и значительно меньше его. Нечего гово- рить о том, насколько это затрудняет проведение эксперимен- тов на моделях. Эти и другие вопросы, касающиеся напря- жения как одного из параметров, определяющих исход элек- тротравм, и будут подробно рассмотрены в настоящем пара- графе. Начиная с 1936 г. [61], нами систематически проводились инструментальные определения поражающего напряжения при расследовании причин несчастных случаев и составлении экс- пертных заключений. Методика расследования и сопутствую- щих измерений описана в § 4-1 и в работах [23, 61, 65, 67]. Основные результаты определения поражающего напряжения приведены в табл. 7-1, охватывающей период до 1 января 1964 г. На протяжении последующих пяти лет было дополнительно изучено 26 случаев со смертельным исходом и 43 с временной потерей трудоспособности. 2% этих несчастных случаев произо- шли в сетях напряжением ниже 127 В, 22%—в сетях напря- жением 127 В, 58%—в сетях напряжением 220 В и 18% — в сетях напряжением выше 220 В. Это распределение, отличаю- щееся от данных табл. 7-1, объясняется тем, что в последние 6‘ 163
Таблица 7-1 Распределение несчастных случаев по значению поражающего напряжения Пределы поражаю щ го напряж* ini я В Электротрпвмы со смсрт льным исходом Элсктротравмы с временной поте- рей трудоспособ- ности Электрические удары Число % Число % Число % До 25 13 6,6 __ __ 25—50 21 10,7 34 5,1 101 7,7 51—100 27 13,7 73 11.1 182 13,9 101 — 150 57 28,9 190 28,8 490 37,5 151—200 42 21.3 230 34,9 320 24,5 201—250 13 6,6 86 13,0 189 14,4 251—350 4 2,0 20 3,0 13 1,0 351—500 8 4,1 7 1,1 6 0,5 501 и выше 12 6,1 20 3,0 6 0,5 Итого: 197 100,0 660 100,0 1307 100,0 годы в Советском Союзе происходил интенсивный перевод се- тей с напряжения 220/127 В на напряжение 380/220 В. Обратимся к последним столбцам табл. 7-1, т. е. к элек- трическим ударам. О них подробно говорилось в § 4-4. Здесь же мы сопоставим лишь вызвавшие их напряжения с напря- жениями, приведшими к летальным исходам. Если на пора- жающее напряжение ниже 100 В (подчеркнем — именно пора- жающее напряжение, а не напряжение сети) пришелся 31 % всех смертельных поражений, то процент электрических ударов при этом напряжении составил лишь 21,6%, т. е. оказался не только не большим, но даже на треть меньшим. Объяснить этот парадокс можно лишь тем, что электрические удары при на- пряжении ниже 50 В весьма незначительны по эффекту, и по- этому сплошь и рядом не регистрировались рабочими даже при специальном изучении. Если сделать поправку на этот «психо- логический фактор», то можно с достаточным основанием счи- тать, что процент поражений со смертельным исходом при на- пряжении 100 В и ниже равен проценту электрических ударов, возникших при напряжениях, лежащих в тех же границах Важное обстоятельство! Одно и то же напряжение (и притом малое) в одних случаях вызывает тяжелый исход, в других приводит лишь к электрическому удару, или, как правильнее называет его Осипка [180], к электрическому раздражению (электризации). Материал двух предыдущих глав подготавли- вает читателя к такому выводу. Электрическая цепь, возникшая через уязвимые к току ме- ста на теле человека, вызывает также при напряжениях всего в несколько вольт болезненные ощущения, а иногда и потерю 164
сознания. Для понимания механизма поражающего действия существенны результаты наших опытов, во время которых испытуемые держали в руках электроды с поверхностью 60— 100 см2. Было установлено, что напряжение, вызывающее по- явление раздражающего тока (при частоте 50 Гц), находится в пределах от 3 до 30 В. Испытуемые безошибочно отличали раздражение, вызванное переменным током, от раздражения, вызванного постоянным током. Таким образом, напряжения, вызывающие раздражение, практически совпадают с напряжениями, при которых возни- кают болезненные ощущения в теле человека, когда проходит цепь через уязвимые к току места иа теле, как указывалось в § 5-5. Приведенные в § 3-1 данные статистического анализа элек- тротравматизма показали, что непосредственно в сетях напря- жением 65 В и ниже ежегодно регистрируются лишь в нашей стране десятки несчастных случаев со смертельным исходом. Эти данные имеют весьма важное значение для установления критерия опасности. Вот почему на определение поражающих напряжений в сетях напряжением 65 В и ниже было обращено особое внимание. В каждом отдельном случае полученные ре- зультаты весьма подробно и тщательно изучались комиссией специалистов. Проводились многочисленные измерения, причем в первую очередь выяснялась возможность перехода напряже- ния с сети выше 1000 В в сеть ниже 1000 В (пробой обмоток понижающего трансформатора), и только тогда, когда факт 1ибели людей при малом напряжении оказывался бесспорным, давалось соответствующее заключение. Примеры того, как это делалось, были даны в § 4-2. Несомненный интерес представляют результаты определения поражающих напряжений в сетях ниже 1000 В при однополюс- ных замыканиях. Оказалось, что 24 несчастных случая со смертельным исходом (из общего числа 223 изученных) прои- зошли при поражающем напряжении ниже 50 В, в том числе 19 — при напряжении 36 В и 5 —при напряжении ниже 36 В. Заслуживают внимания и данные прямо противоположного характера, а именно благополучные исходы при поражении электрическим током напряжением выше 1000 В. Установлено, что в момент поражения напряжениями 6, 10, 35 и 68 кВ смерть иногда ие наступала; больше того, в ряде случаев к постра- давшему даже возвращалась полная трудоспособность. Это же утверждают и другие авторы, в том числе Осипка [180]. Объ- ективности ради заметим, однако, что бывали случаи, когда лица, казалось бы, благополучно перенесшие электротравму при напряжении в несколько киловольт, через 1—2 года после происшествия умирали. Диагноз гласил: «сердечная недоста- точность», хотя причина ее оставалась неясной врачам. 165
Но даже эти случаи не опровергают того факта, что смер- тельным исходам при малом напряжении противостоят случаи выживания при поражениях напряжением в несколько кило- вольт. Эту противоречивость исходов можно в известной сте- пени объяснить, если при анализе параметров электрической цепи, вызвавшей ту или иную реакцию, исходить из состояния электрического (точнее, электромагнитного) поля. В этом слу- чае наиболее характерным параметром становится не напряже- ние между электродами, а максимальная напряженность поля. Рис. 7-1. Зависимость раздражающего напряжения и от расстояния L между электродами, наложенными иа тело человека Напряженность поля. Если сформулированное выше положе- ние справедливо, то при постоянном значении напряжения иа электродах или при постоянном значении тока раздражающее действие должно изменяться с изменением расстояния между электродами, наложенными на тело, и зависеть от их конфигу- рации. Напряжение и ток сохраняют постоянные значения по- тому, что сопротивление электрической цепи обусловлено со- противлением контактных соединений электрод—поверхность кожи, которое при одинаковой поверхности электродов практи- чески не меняется. Что касается сопротивлений мышечной ткани, кровеносной системы и т. п., то они меняются с измене- нием расстояния между электродами, но численные значения их относительно невелики, и эти изменения на общее сопро- тивление цепи влияют мало. Для проверки того, зависит ли реакция организма на элек- трический ток от напряженности поля, были измерены значе- ния пороговых раздражающих токов при плоских и круглых браслетообразных электродах, наложенных на руку исиытуе- 166
мого. К электродам подводили провода от источника тока про- мышленной частоты и определяли значения напряжения и то- ка, при которых наблюдалось начальное раздражающее дей- ствие. Затем расстояние между электродами менялось, н опыт повторялся. Зависимость напряжения, подведенного к электро- дам, от расстояния между ними приведена на рис. 7-1, из кото- рого видно, что с уменьшением расстояния между электродами уменьшается и значение напряжения, вызывающего раздра- жение. Испытаниям подверглись 22 человека, причем с каждым из ннх было проделано иа протяжении 5—10 дней от 10 до 25 се- рий измерений. Такое большое число измерений позволяет считать, что результаты их достаточ- но верно отражают зави- симость u = f(L), где L — расстояние меж- Рис. 7-2. Расчетная модель руки ду электродами. Изменение напряженности поля при изменении расстояния между электродами можно в первом приближении определить теоретически. В самом общем виде электрическое поле будет в данном случае полем между двумя кольцевыми электродами, расположенными на многослойном цилиндре общим диаметром D с толщиной внешней стенки ДД. Цилиндр обладает разной степенью анизотропии по слоям (рис. 7-2). Наружный слой — этой слой кожи, проводимость которой по мере приближе- ния к мышце увеличивается. Внутренний цилиндр — костная ткань. Напряженность электрического поля такой системы, даже если считать все составляющие постоянными, пока еще не под- дается точному расчету, так как не представляется возможным определить толщину слоев разной проводимости и степень ани- зотропии, учитывая к тому же влияние физиологических фак- торов. Впрочем, особой точности расчетов в данном случае и не требуется. Мы вправе рассматривать задачу лишь в первом приближении, ставя единственной целью выяснить качествен- ную зависимость напряженности поля от расстояния между электродами, т. е. подчинить эти исследования доказательству обоснованности подхода к определению исходных параметров с точки зрения теории поля. В первом приближении имеющееся сложное поле можно заменить в одном случае полем парал- лельных цилиндрических проводников одинакового диаметра, в другом — полем с плоскими проводниками. Эти поля подда- ются расчету. С изменением расстояния между электродами на- пряженность поля между ними изменяется и по длине, и в пер- 167
пенднкуляриом направлении. Пользуясь данными А. А. Сму- рова [100], можно определить зависимость напряжения, прило- женного к этим электродам, от расстояния между ними в плос- кости, перпендикулярной линии, соединяющей их центры: 4,6£р tg f-LV u=---------i—-— , 2r, a I 2r2 2r, Рис. 7-3. Расчетная схема где Ep — напряженность поля, вызывающая раздражение; L — расстояние между электродами; г — радиус провода. Допустимо предполо- жить, что напряженность поля Ср, вызывающая раздражение, является при прочих условиях ве- личиной постоянной. То- гда для цилиндрических электродов можно найти численную зависимость х Распределение напря- —жеиности поля, а следо- ’1^~вательно, и максималь- ное значение ее при пло- ских электродах, имею- щих ту же поверхность соприкосновения, будут иными. Чтобы найти опять-таки в пер- вом приближении зависимость u=f(L), можно воспользоваться решением, которое предложили А. В. Нетушил и К. К. Табанос для расчета высокочастотного поля между двумя кольцами прямоугольного сечеиия, наложенными на цилиндр из изоли- рующего материала. Если диаметр цилиндра (в рассматривае- мом случае — руки) значительно превышает толщину стеиок (в рассматриваемом случае — кожи), то электрическое поле в цилиндре (руке) можно считать, как и ранее, условно плоско- параллельным. Электрическое поле двух разноименных пластин можно опи- сать аналитической формулой Z = r sh р£-') = х + /</, где (1) = тр + /сд; при этом потенциал электродов Ф1=<р2 + А (К), где К — модуль эллиптического интеграла, равный rjr2-, значе- ния Г1 и Г2 показаны на рис. 7-3. Расстояние между точками а и б на этом же рисунке составляет толщину стенок цилиндра. Учитывая, что в данном случае напряженность поля непо- средственно Под электродами практически не поддается рас- 168
чету, сделаем допущение, что опа будет изменяться по тому же закону, что и в плоскости, перпендикулярной оси руки и нахо- дящейся на одинаковом расстоянии от обоих электродов. Для расчета распределения напряженности поля вдоль оси положим х=0 и тр = О. Тогда /(/-rxsh а напряженность поля, вызывающая раздражение, с с р — . • sh (^г) Учитывая, что А связано с отношениями: shR=Chm ch W = V 1-ch2 W = 1/ 1 + -§-; \ А / У \ А ) V г* th = 1 + № ch2 = 1/ 1+4-. г \ А ) г В следующей серии опытов сопоставлялись значения раз- дражающих токов при расположении электродов как на двух руках, так и на одной руке. Измерения по-прежнему производились при токе частотой 50 Гц. Как и ранее, угол сдвига между током и напряжением при одинаковой поверхности электродов находился в пределах 14—20°. Результаты исследования показаны в табл. 7-2. Таблица 7-2 Раздражающая реакция в зависимости от расположения электродов Раздражающий фактор Расположение электродов на одной левой руке на обеих руках Пределы значений Среднее значение Пределы значений Среднее значение Напряжение, В 7,1—15,0 10,3 7,0—19,1 12,5 Ток, мА 0,20—0,95 0,54 0,60—1,08 0,78 Мощность, мВт 2,4—6,0 4,5 1,7—9,6 6,9 169
Данные этой таблицы показывают, что если путь тока пред- ставляет собой «петлю» ладонь—тело—ладонь, то раздражаю- щая реакция вызывается большим напряжением и большим током, и для того чтобы вызвать ее, требуется большая мощ- ность. Объяснить это можно тем, что раздражающее действие обусловлено, по-видимому, значением напряженности и энер- гией электромагнитного поля, поглощенной в тканях, непосред- ственно прилегающих к электродам. В данном случае мы имеем дело с электромагнитным полем, ибо рассматривается цепь, в которой начал циркулировать ток. Рис. 7-4. Сопоставление опытных и расчетных кривых / и 2 — цилиндрические электроды; 3 и 4 — плоские электро- ды; сплошные линии — опытные данные; штриховые ли- мцы*» данные расчета Форма электродов. Сравним численные значения кривых полученных опытным и расчетным путем для цилин- дрических и плоских электродов, обладающих одинаковой по- верхностью (рис. 7-4). Чтобы облегчить сопоставление данных, полученных при испытании разных субъектов, иа оси ординат этого рисунка отложим напряжение в процентах от максималь- ного напряжения, вызывающего раздражение прн расстоянии между электродами L = 20 см. Наблюдения, произведенные на 16 испытуемых, показали, что картина поля зависит от формы электродов, причем напря- женность поля при плоских электродах (под их гранями) боль- ше напряженности поля при цилиндрических электродах. Но если реакция организма обусловлена напряженностью поля, то не должно ли напряжение, вызывающее раздражение, быть меньше при плоских электродах, чем при цилиндриче- ских? Это предположение нашло свое экспериментальное под- тверждение (рис. 7-5). Как в расчете, так и в эксперименте, напряжение, вызываю- щее раздражение, менялось при изменении расстояния между 170
электродами. С уменьшением расстояния раздражение насту- пало при меиьших напряжениях. Полученная зависимость u=f(L) согласуется с данными экспериментальных исследований Д. Н. Насонова и Д. Л. Ро- зенталь [78], Шривера и Брухнера [184] и других по изучению возбудимости одиночных нервов. Открытие зависимости пороговой возбудимости нерва, выз- ванной электрическом током, от расстояния между электродами принадлежит Кордо и Ложье, которые обнаружили ее еще родами на отдельном нер- ве животного и пришел к убеждению, что «реша- Рнс. 7-5. Сопоставление опытных кривых u = t(L) для цилиндрических (/) и плоских (2) браслетообразных электродов, наложен- ющим фактором при воз- них на РУКУ человека никновенин возбуждения в нерве является не пороговая сила тока, как это обычно пола- гают, а пороговое количество энергии, выделяемой током в дан- ный интервал времени». Отсюда он сделал вывод, что само по себе значение тока не характерно для реакции нерва на него. Исследуя роль энергии при раздражении, Д. Н. Насонов наиболее близко подошел к убедительному объяснению влия- ния напряжения на реакцию живой ткани. Это объяснение за- ключается в том, что исход поражения при прочих равных условиях определяется энергией электромагнитного поля, по- глощенной живой тканью; однако раздражителем, обусловлива- ющим силу этой реакции, служит, по-видимому, не вся погло- щенная энергия, а лишь та ее часть, которая поглощена нерв- ной тканью, прилегающей к электродам. Значение этой части энергии может изменяться в широких пределах. Состояние кожи. Доказательством влияния напряженности поля иа реакцию организма могут служить результаты наших исследований о зависимости между значением раздражающего напряжения и состоянием поверхности кожи. Общеизвестно и не подлежит никакому сомнению, что ув- лажнение кожи резко увеличивает опасность поражения элек- трическим током. У человека с сухой кожей рук чувствитель- ность к напряжению 127 и даже 220 В иногда полностью отсут- ствует, но достаточно увлажнить кожу, и болезненным стано- вится прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением всего в несколько вольт. 171
Как оценить этот феномен с точки зрения теории поля? Правильное объяснение заключается, на наш взгляд, в том, что увлажнение кожи уменьшает сопротивление контакта между ней и электродом. Сравнительная опасность поражения элек- трическим током человека при влажной и сухой коже в лите- ратуре не освещена, поэтому здесь приводятся результаты та- кого изучения, выполненного автором данной книги. Эти ре- зультаты служат лишним доказательством роли напряженности электрического поля при электротравме. Опыты производились при электродах, зажатых в ладонях или наложенных на руки. Разное состояние кожи позволило получить раздражающую реакцию при разных напряжениях. Рис. 7-6. Кривые напряжения н тока в цепи через тело человека при синусоидальном (а) и несинусоидальном (6) напряжении В опытах, проведенных при сухой коже рук, для получения раздражающей реакции требовались большие напряжения, но реакция наступала при удельных значениях токов, которые были почти в 10 раз меньше, чем во время опытов с влажными руками. Аналогичные факты наблюдал еще Вебер, однако он не придал им должного значения. Чтобы разобраться в причинах описываемого явления, вер- немся к той части § 6-6, которая посвящена строению кожи — этого весьма сложного органа. При увлажнении кожи влага проникает через капилляры эпидермиса. Происходит как бы шунтирование верхнего слоя, в результате чего уменьшается емкость и перераспределяются напряжения. В поверхностном слое кожи отмечается большой перепад последних, и перифери- ческая нервная система оказывается под значительным напря- жением. При этом меняется и микрофлора кожи. Форма кривой. Если реакция организма при электротравме зависит от напряженности электромагнитного поля, то сила этой реакции должна зависеть прежде всего от амплитудного, а не от действующего значения напряжения. Наши исследова- ния раздражающего действия электрического тока при несину- соидальном напряжении, проводившиеся по уже описанной схеме (см. рис. 6-11), подтверждают сказанное. Это видно из 172
рис. 7-6, на котором представлены кривые для синусоидального и несинусоидального напряжений. В табл. 7-3 приведено сравнение опытных данных, получен- ных при синусоидальном и несинусоидальном напряжениях. Таблица показывает, что раздражающие реакции определяются ие действующими, а амплитудными значениями напряжения. Таблица 7-3 Характеристика раздражающих параметров Раздражающий параметр Пределы значений Средне- взвешенное значение Численные значения (действующие) раздражающего напряжения, В: синусоидального 14—27 17 несинусоидального 7,5—11,2 9,4 Численные значения (действующие) раздражающего тока, мА, при на- пряжении: синусоидальном 0,76—2,4 1,2 несинусоидальном 0,24—0,76 0,55 Численные значения раздражающей мощности, мВт, при напряжении: синусоидальном 13,3—16,8 15,8 несинусоидальном 3.7—6,4 5,1 Отношение несинусондального и сину- соидального напряжений при равен- стве их действующих значений . . . 2,0—2,5 2,28 Отношение раздражающих токов при несинусоидальном и синусоидальном напряжениях 1,9—2,4 2,23 Отношение раздражающих мощностей при несинусоидальном и синусои- дальном напряжениях 2,4—3,9 3,1 Аналогичные результаты получены и для других несинусои- дальных напряжений. Эти наблюдения были проведены на группе испытуемых из 22 человек, причем каждый из них на- ходился под наблюдением в течение нескольких дней. При не- изменности основных условий испытания — площади электродов и состояния кожи — значения раздражающих напряжений н то- ков у каждого испытуемого изменялись в пределах всего 5-8%. Следует отметить, что соотношение значений раздражающих напряжений при данном расположении электродов далеко не одинаково у испытуемых: расхождения составляют 150—400%, причем нижний предел чаще всего наблюдается у тех испы- туемых, которые обладают наибольшей чувствительностью к току. Постоянное и переменное напряжение. Во всех случаях испы- туемые утверждали, что если электроды наложены на плечо или предплечье, то по характеру ощущений (раздражающему 173
действию) напряжение постоянного тока не удается отличить от напряжения переменною тока: в обоих случаях прохожде- ние тока воспринимается одинаково — как острый болезненный укол. Если же электроды зажать в руках, то напряжение постоян- ного тока можно четко отличить от напряжения переменного тока: в первом случае при достижении порогового значения напряжения ощущается покалывание, а во втором случае, при напряжении промышленной частоты (50 Гц), ощущается нечто вроде вибрации. Чтобы вызвать ощущение укола при напряже- нии постоянного тока, последнее должно быть в 1,5—1,8 раза больше напряжения переменного тока. О том, что при переменном токе человек реагирует на мак- симальное напряжение, автор указывал в своей докторской диссертации еще в 1953 г. К этому же выводу пришел в 1956 г. Дальзиель [138]), который писал: «При воздействии несинусои- дальных токов имеют значение не действующие, а амплитудные значения напряжения». В свете этих воззрений необходимо внести существенные коррективы в представление об относительной опасности напря- жения переменного и постоянного тока. Если смертельный ис- ход возникает через «рефлекторный механизм» и, следова- тельно, время опасного для человека воздействия электричес- кого тока определяется лишь долями секунды, то различия между действием постоянного и переменного тока практически не будет. Сказанное окажется справедливым при условии, что поражающее напряжение оценивается не по номиналь- ному напряжению сети, а по амплитудному значению напря- жения, которое и сравнивается с напряжением постоянного тока. Биофизика механизма поражения. Итак, что нового внесло в понимание механизма электротравмы исследование фактора напряжения? Оно прежде всего расширило имеющиеся пред- ставления о значении величины напряжения в цепи, в которой оказался человек, и, главное, отчетливо показало влияние на- пряженности поля и распределения этой напряженности в теле человека. Уже сейчас есть основания полагать, что имеются такие диапазоны напряжения, при которых фактор напряжения биофизически проявляется иначе, чем прн других диапазонах, даже близких к ним по значению. Так, в диапазоне 120—380 В биофизика явлений одна, ибо здесь напряженность поля мала и «опасная» («активная») напряженность поля охватывает сравнительно небольшую группу рецепторов. А при 380—500 В «опасной» напряженностью поля охватывается большая об- ласть рецепторов, в связи с чем характер общей реакции изме- няется, причем не обязательно в одном направлении. Можно предположить, что опасная напряженность элек- трического поля нарушает атомные, молекулярные и межмо- 174
лекулярные связи и приводит к необратимым процессам в тка- нях, и прежде всего в тканях нервной и сердечно-сосудистой систем. Эти нарушения вызывают, несомненно, и изменения в обмене веществ. Можно предположить также, что в некоторых случаях в результате поглощения тканями энергии электромаг- нитного поля атомные, молекулярные и межмолекулярные связи в известной степени «крепнут» аналогично тому, как это наблюдается при ультрафиолетовом и инфракрасном облучении некоторых биологических объектов. В результате такого повы- шения энергии связи на атомно-молекулярном уровне увели- чивается сопротивляемость биологических объектов вредному воздействию на них условий среды и других физических фак- торов. Но это только предположение. В настоящее время иссле- дования того, как и каким образом вынужденные электричес- кие и электромагнитные поля (возникающие, в частности, в теле человека, оказавшегося в электрической цепи под напря- жением) взаимодействуют с электрическими полями биопотен- циалов, еще находятся в начальной стадии. Ученые, интересую- щиеся этим вопросом, только намечают пути комплексного био- физического изучения проблемы на атомно-молекулярном уровне. Все же результаты, уже полученные в ходе изучения фактора напряжения, позволяют сделать кое-какие выводы, имеющие непосредственное практическое значение. Нормирование поражающих напряжений. Доказано, что мо- жно найти объяснение смертельным поражениям, вызванным напряжением 65, 36 и 12 В. Исход их обусловлен не фибрил- ляционным механизмом, так как при этих напряжениях даже в самом неблагоприятном случае невозможно получить значе- ние тока, вызывающего фибрилляцию сердечной мышцы чело- века. Поражения напряжением 65, 36 и 12 В могут привести к смертельному исходу лишь при особых обстоятельствах, на- пример: если электрическая цепь возникает через уязвимые к току места, если отсутствует фактор внимания, если неблаго- приятны условия внешней среды н, наконец, если имеется со- четание этих причин. К сказанному можно добавить, что воз- можны и другие причины смертельного исхода, пока еще недо- статочно известные. Возрастание тяжести исхода поражения с увеличением на- пряжения (хотя ине в прямой зависимости) приводило в прош- лом к выводу о том, что одним из основных мероприятий элек- тробезопасности должно быть снижение значения напряжения (прежде всего для освещения и ручного инструмента). Поя- вился даже термин «напряжение безопасности». Для получения этого напряжения рекомендовалось в помещениях, где сущест- вуют условия, неблагоприятные в отношении поражения током, устанавливать понижающие трансформаторы. В разных странах за «напряжение безопасности» принималось напряжение, рав- на
ное 65, 40, 36, 24 и 12 В. В Советском Союзе в помещениях с повышенной влажностью, повышенной температурой и посто- янно сниженным атмосферным давлением преимущественное рас- пространение нашли напряжения 65, 36 и 12 В. Обоснованием для применения пониженных напряжений служило то, что в назван- ных помещениях увеличена вероятность поражения (ввиду зна- чительного снижения электрического сопротивления), а изоля- ция оборудования подвергается влияниям, ухудшающим ее параметры. При этом не считались с тем, что применение ма- лых напряжений («напряжений безопасности») усложняет ка- нализацию тока: для передачи той же энергии требуются про- вода больших сечений и менее удобные, громоздкие отключаю- щие устройства, чем при напряжении, например, 220 В. Особенно это относится к предприятиям по добыче полезных ископаемых, к сетям временного электроснабжения на стройках и т. п. В настоящее время вопрос о целесообразности широкого применения «малых напряжений» подлежит пересмотру. Это связано с тем, что в последние годы значительно повысилась надежность изоляции проводов и кабелей, а также оборудова- ния. Широко внедряется влагостойкая изоляция, обладающая большим удельным сопротивлением и повышенной электрической прочностью. Конечно, большое число смертельных поражений в установках напряжением ниже 1000 В, в том числе от 12 до 65 В, не может не тревожить. Но механизм поражения при этих напряжениях далеко не ясен. Несомненно одно, что первичной в этих случаях является не фибрилляция сердечной мышцы, вызванная непосредственным протеканием тока, ибо токи, протекающие по телу человека, будучи ограничены «со- противлениями», очень малы и поэтому непосредственно выз- вать фибрилляцию не могут. По-видимому, поражение имеет место только при возникновении электрической цепи через уязвимые участки тела при отягчающих внешних условиях среды. Все это требует дальнейшего изучения. Но конкретный вывод позволительно сделать. Снижать значение напряжения во всех случаях (так сказать, без оглядки) неразумно. Пра- вильнее вообще отказаться от термина «напряжение безопас- ности», ибо это — ширма, никого ни от чего не защищающая. Целесообразно сохранить напряжение 12 В, крайне ограничив область его использования (переносные лампы при ремонтах в котельных с агрессивной внешней средой и т. д.). В помещениях, где по действующим нормативам требуются напряжения 24 и 36 В, следует допустить применение напряже- ний 127, 220 и 380 В, повысив соответственно требования к на- дежности изготовления, монтажа и эксплуатации сетей и обору- дования. От нормирования напряжений 24 и 36 В вообще сле- дует отказаться, поскольку их применение, судя по результатам расследования электротравм и изучения действия электриче- 176
ского тока в экспериментах на моделях, ничем не обосно- вано.* Встречаются, правда, такие условия окружающей среды, в которых приходится осуществлять защитные мероприятия, используя напряжения даже ниже 12 В. Но рассчитывать во всех случаях «защиту» по напряжению 12 В — это значит про- ектировать заведомо дорогостоящие, практически трудно реа- лизуемые устройства. Нужны разумные решения, пусть и не- полностью обоснованные сегодня данными науки. Речь идет прежде всего о заземляющих устройствах в установках напря- жением выше 1000 Вив линиях связи. Нам представляется, что расчет заземлений по напряжению прикосновения и напря- жению шага целесообразен. В качестве расчетных значений можно рекомендовать значение напряжения прикосновения 150 В при времени действия защиты от замыкания на землю более 2 с и 300 В при времени менее 2 с. Те же рекомендации сохраняются и для напряжения шага. Рекомендации сделаны с учетом того, что а) подстанции обслуживаются лицами элек- тропрофессий; б) возможность возникновения электрической цепи через тело человека ограничена; в) обслуживающий пер- сонал снабжен защитной обувью и в процессе рабочих опера- ций обязан применять другие защитные средства. О том, как это практически реализуется, будет показано в § 11-3 и 11-5. Эти же значения пригодны и для расчета защиты персонала линий связи от наведенных напряжений. Аргументация оста- ется прежней. 7-2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Численные значения тока. С давних времен за порог безус- ловно смертельного тока принимается ток, равный ориентиро- вочно 100 мА. Трудно установить, кто впервые предложил н обосновал значение этого тока. Пожалуй, хотя об этом и не * Эта рекомендация, содержавшаяся и во 2-м издании данной книги, встретила немало возражений. К числу защитников напряжения 36 В отно- сится и рецензент книги проф. Б. А. Константинов, предложивший исключить из рукописи этот абзац. Мало того, в новых нормах прямо указывается, что в помещениях, особо опасных в отношении поражения электрическим током, допускается применение электрифицированного инструмента напряжением именно 36 В. Автор книги не склонен, однако, менять своей точки зрения по рассматриваемому вопросу. Увеличивающееся число поражений с тяжелым исходом при малых напряжениях показывает, что напряжение 36 В не яв- ляется безусловно безопасным. Для снижения числа электротравм целесооб- разно прежде всего повысить требования к изоляции прн напряжении 220 В. Перевод электрифицированного инструмента на это напряжение даст н пси- хологический эффект, повысив у персонала чувство ответственности и побу- див с~роже соблюдать правила эксплуатации. Опытная эксплуатация электри- фицированного инструмента напряжением 220 В, проведенная на первых по- рах в ограниченных масштабах и под строгим контролем, покажет, какая из спорящих сторон права. 177
пишут, она вошла в научный обиход после введения в США казни на электрическом стуле. Первое развернутое исследование, предпринятое для обос- нования значения смертельного тока, было проведено в 1936 г. Феррисом, Кингом, Спеисом и Уильямсом [150], которые, экс- траполировав данные, полученные на пороге фибрилляции в опытах на животных, сравнимых по массе с человеком (ов- цы, свиньи, телята), вычислили вероятный пороговый ток фиб- рилляции для человека массой 70 кг. Этот ток, по их данным, оказался в среднем равным 260 мА. Однако, учитывая индиви- дуальные колебания величины порогово-фибрилляционного тока у подопытных животных и предполагая подобные колеба- ния ее у человека, исследователи пришли к выводу, что для человека ток, превышающий 100 мА, уже должен считаться смертельно опасным. Это значение и было принято в качестве нормативного во многих странах мира. В литературе неоднократно приводились сводные таблицы значений токов, различных по своей эффективности. С этими таблицами можно познакомиться хотя бы по известной моно- графии Н. А. Вигдорчика [14]. Но поскольку этот труд уже значительно устарел, сошлемся на более новые данные Кёппена [167], который разделяет переменные токи на четыре предела: I — до 25 мА, II — от 25 до 80 мА, III — от 80 мА до ЗА, IV — от 3 до 8 А (табл.7-4). Если проанализировать эту градацию, то можно увидеть, что значение 100 мА как значение безусловно смертельное Кёппен под сомнение не ставит, хотя это и противоречит фактам, при- веденным в его же монографии. Фактора внимания Кёппен не учитывает. С позиции этой классификации Кёппен анализирует и многие встретившиеся ему случаи электрических поражений. В таблице приведены также соответствующие физиологические характеристики, даваемые другими авторами, признающими классификацию Кёппена. Мнение Кёппена разделяют многие ученые, занимающиеся электробезопасностью, в том числе Осипка, Шефер, Ланг, Шнейдер, Шварц, Ото и ряд других [181]. По существу, мнение Кёппена разделяют и многие оте- чественные специалисты, например А. П. Киселев, Н. Л. Гур- вич, Р. Н. Карякин н С. П. Власов. Значение 100 мА встречается и в обязательной технической документации — правилах, инструкциях. Его знают все те, кто когда-либо сталкивался с эксплуатацией электрооборудования и электрических сетей. Трудно возражать, но возражать при- ходится. К этому побуждают нас итоги проводившегося нами на протяжении многих лет изучения электротравм. К этому по- буждает иас и уверенность в правоте суждений Еллинека, ре- шительно протестовавшего уже много лет назад против попыток признавать во всем диапазоне напряжений только линейную 178
Таблица 7-4 Диапазоны значений тока» установленные физиологическими исследованиями отдельных авторов (по Кеппеиу (167)) Пределы значений тока Характеристика физиологической реакции Значение тока. мА по Вебе- РУ по Ковенхо- вену по Везен- тииу по опытам швейцар- ского обще- ства элек- триков по Вела- секу по Даль- аиелю I (до 25 мА) А. Пороговое раздражающее дей- ствие Б. Сильная нервная реакция в мышцах В. Начало судороги, ио испытуе- мый может сам разорвать цепь Г. Судорога, разорвать цепь ис- пытуемый не может 0,1—1,4 0,8—2,4 9—15 19—22 1,0—2,0 6—8 (женщины) 8—22 (мужчины) (женщины) 8—9 (мужчины) 15 0,9—1,6 3,5—4,5 13—15 15 0,5 15 30 0,44—1,92 10—13 II (от 25 до 80лмА) Испытуемый выдерживает ток, ие теряя сознания 22—50 — — — 50 — III (от 80 мА) до 3 А) Фибрилляция сердца, мерцатель- ная аритмия желудочков — — 100 100 100 100 IV (от 3 до 8 А) Фиксированная судорога: сокра- щение мускулатуры, приводя- щее к параличу дыхания — Несколько ампер Несколько ампер — — — Примечания. 1. Данные Вебера подтверждены позднейшими исследованиями Шефера и Кайзера. 2. Бриффо считает границей опасного тока 25 мА. а границей безусловно смертельного тока —50 мА. 3. В области IA происходит повышение начального артериального и венозного давления в зависимости от величины тока. В области 1 Б влияния на сердце и нервную систему не наблюдается. В области II отмечается повышение артериального н венозного давления, воз- никает аритмия. В области III наступает необратимая фибрилляция. В области IV происходит резкое повышение начального артериаль- ного и венозного давления, сердце останавливается.
зависимость исхода поражений от значения тока. Но перейдем к обоснованию наших возражений. Нетрудно заметить, что Кёппен и другие, вводя некоторый порядок в обсуждаемый вопрос, не учитывают параметр вре- мени (в табл. 7-4 он отсутствует), а это значит, что опасность того или иного значения тока дается вне всякой зависимости от длительности его воздействия. Начнем с элементарного дидактического сравнения с обыч- ными проводниками. Если спросить любого инженера, техника- электрика или даже монтера, опасен ли для провода ток 100 мА, то ответ будет гласить: чтобы оценить опасность для провода того или иного тока, надо знать сечение провода, его материал, свойства изоляции, условия прокладки, условия среды и, наконец, время, в течение которого ток будет проте- кать по этому проводу. Только зная все это, можно оценить опасность данного тока для того или иного материала, пусть даже это будет простейший однородный металлический провод- ник. Как видно, само по себе значение тока 100 мА ничего еще не говорит об его опасности для проводника. Такое же сопостав- ление можно было бы проделать и с проводником, имеющим не электронную, а ионную проводимость, т. е. с электролитом. Абстрагированное значение тока никак не может характеризо- вать реакции на него. Но если сказанное справедливо для металла или жидкости, то оно вдвойне справедливо для тела человека. Как это ни па- радоксально, однако до сих пор на это не обращалось внима- ния. О степени опасности, грозящей сложнейшему из сложней- ших объектов — живому организму, оказавшемуся в электриче- ской цепи, судят лишь по значению тока и напряжения и по ним одним нормируют защитные мероприятия. Подобное положение возникло вследствие резкой разобщен- ности широкого круга электриков и физиков от физиологов и патофизиологов, что достаточно убедительно показано Г. Л. Френкелем [НО]. Продолжим начатую аналогию. Разрушение обычного про- водника может быть вызвано: а) перегоранием, б) разрывом вследствие электродинамических усилий, в) окислением контак- тов и т. д. Смертельный исход, вызванный электрическим то- ком, может быть обусловлен: а) фибрилляцией, возникшей при непосредственном протекании тока достаточной величины через сердечную мышцу или иным путем; б) остановкой дыхания, возникшей также вследствие различных причин; в) шоком. Каждый вид «разрушения» связывается со значением тока, зависящим от условий образования электрической цепи и от времени его протекания. Как известно, проводник (или система проводников) подвергается проверке отдельно на термическую, отдельно на электродинамическую устойчивость и т. п. К че- ловеку же, да и к любому живому организму до сих пор не 180
применялось подобным же образом дифференцированной оцен- ки. А из того обстоятельства, что значение тока не связывают с тон или иной причиной смертельного исхода, логически вы- текает (хотя в литературе об этом прямо и не говорят), что один и тот же ток может вызвать и фибрилляцию, и остановку дыхания, и шок. Конечно, можно было бы, продолжая аналогию, характери- зовать и оценивать опасность возникновения электрической цепи через тело человека по одному значению тока, как это делается иногда для обычных проводников. Но для этого нужно было бы предварительно доказать, что данное значение тока вполне до- статочно (или явно недостаточно) для тех или иных видов раз- рушения, т. е. уметь предсказать исход по худшему или луч- шему варианту. Деление пораженных на «синих» и «белых». Для человека и животного определено значение тока, вызывающего фибрилля- цию, по имеется очень мало данных, характеризующих значение тока и условия, которые вызывают остановку дыхания или шок при внезапном образовании электрической цепи. Напомним, что к 1935 г., когда Стассен начал делить смертельно пораженных электрическим током на «синих» и «белых» (см. § 5-3), значение 100 мА уже прочно вошло в литературу в качестве мерила опас- ного тока. Казалось бы, что это деление пораженных на «синих» и «белых» должно было возбудить интерес к изучению значения тока, вызывающего остановку дыхания. Но этого не произошло. Дальнейшие исследования были на- правлены на познание параметров, характеризующих пораже- ние от фибрилляции, и, к сожалению, почти совершенно не ка- сались определения пороговых значений тока, вызывающих шок или остановку дыхания. Объясняется это тем, что током 100 мА практически можно было вызвать так или иначе, отдельно или вместе, на одном или на разных видах животных все три поражения. Только анализ несчастных случаев с людьми при малых напряжениях заставил обратить внимание на изучение пороговых смертельно поражающих токов при остановке дыхания и шоке. Если использовать значения поражающих напряжений, по- лученные в результате изучения несчастных случаев (см. § 7-1), и данные о значениях сопротивления электрической цепи через тело человека (см. § 6-6), то можно оценить значение поражаю- щих токов. Конечно, такая оценка будет ориентировочной, но все-таки более обоснованной нежели оценки, выдвинутые Кёр- пеном, Эйхером и др. [166] и Осипка [181], которые при рас- следовании мало прибегали к моделированию поражения и к экспериментальному определению сопротивлений, вошедших в электрическую цепь при поражении человека. Значения по- ражающего переменного тока, полученные нами по результатам инструментального изучения несчастных случаев, оказались 181
следующими: из 100% исследованных поражений 18% произо- шли при токах до 5 мА, 24% — при токах 5—10 мА, 32% — при токах 11—20 мА, 26% — при токах 21 мА и выше. Определение значений поражающих токов при поражениях напряжением выше 1000 В не менее сложно. У пострадавшего могут быть тяжелейшие ожоги, хотя в момент поражения он и остался жив. Электрическое сопротивление тела человека в этих случаях колеблется еще более широко. Поэтому речь может идти только об установлении преде- лов значений этих то- ков. Уточнить значения по- ражающих токов удалось лишь в тех случаях, ко- гда имелись показания регистрирующих прибо- ров и приборов, указыва- ющих появление «земли» в сети. В одном случае, ко- гда монтер голыми рука- ми коснулся шины 6,6 кВ, значение тока и время его прохождения были определены по осцилло- грамме аварийного авто- матического осциллогра- фа, сработавшего в мо- мент происшествия. Ток оказался равным 7,8 А, а время нахождения мон- тера в цепи — 2 с. По- Рис. 7-7. Через три недели после поражения страдавший остался жив, током (7,8 А, 6,6 кВ) хотя получил тяжелые ожоги (рис. 7-7). Для пяти поражений значение тока, возникшего в цепи че- рез тело человека, удалось установить по значениям тока сиг- нала замыкания и тока действия земляной защиты, поскольку в этих случаях прикосновение человека к токоведущим частям не сопровождалось шунтирующим перекрытием дуги. Из этих пяти случаев два произошли при напряжении 6,6 кВ, два — при напряжении 11 кВ и один — при напряжении 35 кВ. Приборы контроля замыкания были включены через транс- форматоры напряжения. Для того чтобы сигнал замыкания появился, требуется, как известно, ток замыкания не менее 5-- 6 А; фактически же этот ток в большинстве случаев был больше. Следовательно, если цепь замкнулась через тело человека, шун- 182
тирующая дуга отсутствовала и при этом появлялся сигнал «земля» или происходило отключение от земляной защиты, то весь ток, вызвавший этот сигнал или действие защиты, прошел через тело человека. В одном таком очень тяжелом случае по- страдавший остался жив, несмотря на то, что получил весьма тяжелые ожоги. Бесспорно, такие случаи редки, чаще касание вызывает «перекрытие», а при этом наступает смертельный исход от ожогов. Благополучные исходы наблюдаются либо тогда, когда контакт руки с токоведущей частью был плотным, что возможно в случае ошибочной подачи на эту токоведущую часть напряжения, либо тогда, когда «захват рукой» и касание носили скоротечный характер. В литературе долгое время отсутствовали данные о значе- ниях токов, вызывающих электротравму, полученные непосред- ственно при изучении несчастных случаев. Впервые подобные сведения были опубликованы нами в 1953 г. [64]. В 1955 г. это делает и Кёппен [167]. Хотя этот автор приводит лишь не- сколько случаев, его данные интересны. Так, он описывает элек- тротравму с Гансом К-, 38 лет, который погиб, по мнению лиц, расследовавших травму, при токе всего 4 мА. Если бы таблицу поражающих токов, которую приводит Кёппен, пересчитать по поражающим напряжениям (как видно из книги Кёппена, токи устанавливались по напряжению установки в сети), то, несом- ненно, выявится еще ряд случаев поражения токами в не- сколько миллиампер. Вместе с тем Осипка [181] приводит свои и Кёппена данные о благополучных исходах при поражении током в несколько ампер. Чем объяснить случаи поражения током в несколько милли- ампер? Может быть, оценка значения неправильна? Или же здесь имеет место механизм поражения не через фибрилляцию, поскольку значение тока весьма мало? Рассмотрим первое предположение. Конечно, говорить о точ- ном установлении значения поражающего тока не приходится, но пределы его значения при тщательном инструментальном изучении условий поражения все же могут быть достаточно четко выявлены. Методика определения пределов этих токов была описана в § 4-1, и здесь мы остановимся на ней весьма кратко. Напом- ним, что к расследованию несчастных случаев, а следовательно, и к оценке значения поражающего тока привлекаются квали- фицированные специалисты. Все параметры, включая и элек- трическое сопротивление человеческого тела, во многих случаях удается измерить. Это позволяет с известной степенью точно- сти определять и общее значение полного сопротивления элек- трической цепи, в которой оказался человек. Можно определить и значение напряжения, обусловливающее ток в цепи. Зная это значение, а с известной точностью и полное сопротивление электрической цепи, определяют пределы значений тока, 183
вызвавшего поражение. Следовательно, в оценке пределов зна- чений токов, вызывающих поражение, сомневаться не прихо- дится. Каково значение этих токов? Оно в 10, а иногда и в 100 раз меньше значения тока, принимаемого в литературе и в инструкциях за порог безусловно опасного (100 мА). Полученные нами значения (нижний предел — ориентиро- вочно от 1 до 5 мА) оказались неожиданными, ибо значение тока 100 мА, как и градация тока по