Бытовые случаи поражения электрическим током. Опасность поражения электрическим током

Опасность поражения человека электрическим током определяется факторами электрического (напряжение, сила, род и частота тока, электрическое сопротивление человека) и неэлектрического характера (индивидуальные особенности человека, продолжительность действия тока и его путь через человека), а также состоянием окружающей среды.
Факторы электрического характера. Сила тока является основным фактором, обусловливающим степень поражения человека, и в зависимости от этого установлены категории воздействия: пороговый ощутимый ток, пороговый ноотпускающий ток и пороговый фибрнлляционный ток.
Электрический ток наименьшей силы, вызывающий ощутимые человеком раздражения, называется пороговым ощутимым током. Человек начинает ощущать воздействие переменного тока частотой 50 Гц, силой в среднем около 1,1 мА, а постоянного тока около 6 мА. Оно воспринимается как слабый зуд и легкое покалывание при переменном токе или нагревание кожи при постоянном.
Пороговый ощутимый ток, поражая человека, может явиться косвенной причиной несчастного случая, вызвав непроизвольные ошибочные действия, усугубляющие существующую ситуацию (работа на высоте, вблизи токоведущих, движущихся частей и т. д.).
Увеличение сверхпорогового ощутимого тока вызывает у человека судороги мышц и болезненные ощущения. Так, при переменном токе 10—15 мА, а постоянном 50—80 мА человек не в состоянии преодолеть судороги мышц, разжать руку, которой касается токоведущей части, отбросить провод и оказывается как бы прикованным к токоведущей части. Такой ток называется пороговым неотпускающим.
Превышающий его ток усиливает судорожные сокращения мышц и болевые ощущения, распространяет их на обширную область тела. Это затрудняет дыхательные движения грудной клетки, вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления и повышению нагрузки на сердце. Переменный ток 80—100 мА, а постоянный 300 мА непосредственно влияют на сердечную мышцу, и через 1—3 с с начала его воздействия возникает фибрилляция сердца. В результате прекращается кровообращение и наступает смерть. Этот ток называется фибрилляционным, а наименьшее его значение — пороговымфибрилляционным током. Переменный ток силой 100 мА и более мгновенно вызывает смерть от паралича сердца. Чем больше значение тока, проходящего через человека, тем больше опасность поражения, но эта зависимость неоднозначна, так как опасность пораження зависит также от ряда других факторов, в том числе неэлектрического характера.
Род и частота тока. При напряжениях до 250—300 В постоянный и переменный токи одинаковой силы оказывают разное воздействие на человека. Это различие исчезает при большем напряжении.
Наиболее неблагоприятным является переменный ток промышленной частотой 20—100 Гц. При увеличении или уменьшении за этими пределами частот значения неотпускающего тока возрастают, и при частоте, равной нулю (постоянный ток), они становятся больше примерно в 3 раза.
Сопротивление цепи человека электрическому току. Электрическое сопротивление цепи человека (Rч) эквивалентно суммарному сопротивлению нескольких включенных последовательно элементов: тела человека r т.ч, одежды r од (при прикосновении участком тела, защищенным одеждой), обуви r об и опорной поверхности

R ч =r т.ч. +r од +r об +r оп

Из равенства можно сделать вывод: огромное значение имеет изолирующая способность полов и обуви для обеспечения безопасности людей от поражения током.
Индивидуальные способности сопротивления тела человека. Электрическое сопротивление тела человека является неотъемлемой составляющей при его включении в электрическую цепь. Наибольшим электрическим сопротивлением обладает кожа, и особенно ее верхний роговой слой, лишенный кровеносных сосудов. Сопротивление кожи зависит от ее состояния, плотности и площади контактов, величины приложенного напряжения, силы и времени воздействия тока. Наибольшее сопротивление оказывает чистая, сухая, неповрежденная кожа. Увеличение площади и плотности контактов с токоведущими частями снижает ее сопротивление. С увеличением приложенного напряжения сопротивление кожи уменьшается в результате пробоя верхнего слоя. Увеличение силы тока или времени его протекания также снижает электрическое сопротивление кожи вследствие нагрева ее верхнего слоя.
Сопротивление внутренних органов человека является также переменной величиной, зависящей от физиологических факторов, состояния здоровья, психического состояния. В связи с этим к обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие специальный медицинский осмотр, не имеющие кожных заболеваний, заболеваний сердечно-сосудистой, центральной и периферической нервных систем и других болезней. При проведении разных расчетов но обеспечению электробезопасности условно принимают сопротивление тела человека равным 1000 Ом.
Продолжительность действия тока. Увеличение длительности воздействия тока на человека усугубляет тяжесть поражения из-за снижения сопротивления тела за счет увлажнения кожи потом и соответствующего увеличения проходящего через него тока, истощения защитных сил организма, противостоящих воздействию электрического тока. Между допустимыми для человека величинами напряжений прикосновения и силы токов существует определенная зависимость, соблюдение которой обеспечивает электробезопасность. Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и силы токов выше отпускающих установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам, ГОСТ 12.1.038—82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения», которые для нормального (неаварийного) режима работы электроустановок при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки не должны превышать следующих значений: при переменном (50 Гц) и постоянном токе (соответственно напряжением 2 и 8 В, сила тока соответственно 0,3 МА).
При работе на пищевых предприятиях в условиях высоки л температур (>250С) и относительной влажности воздуха (>75 %) указанные значения напряжения прикосновения и токи должны быть уменьшены в 3 раза. При аварийном режиме, т. е. при работе неисправной электроустановки, угрожающей электротравмой, их значения указаны в табл. 4.
Из данных табл. 4 следует, что при переменном токе силой С мА и постоянном 15 мА человек самостоятельно может освободиться от токоведущих частей в течение периода продолжительностью более 1 с. Эти токи считаются длительно допустимыми, если отсутствуют обстоятельства, усугубляющие опасность.
Таблица 4

	Норми- руемая вели- чина	Предельно допустимые уровни, не более, при длительном воздействии тока
Переменный (50 Гц)
Постоянный

Путь тока через человека существенно влияет на исход поражения, опасность которого особенно велика, если он проходит через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг.
В теле человека ток проходит не но кратчайшему расстоянию между электродами, а движется главным образом вдоль потоков тканевой жидкости, кровеносных и лимфатических сосудов и оболочек нервных стволов, обладающих наибольшей электропроводностью.
Пути тока в теле человека называют петлями тока. Для электротравм с тяжелым или смертельным исходом наиболее характерны следующие петли тока: рука — рука (40% случаев), правая рука —ноги (20%), левая рука—ноги (17 %), нога —нога (8%).
Многие факторы окружающей производственной среды существенно влияют на электробезопасность. Во влажных помещениях с высокой температурой условия для обеспечения элсктробезопасности неблагоприятны, так как при этом терморегуляция организма человека осуществляется в основном с помощью потовыделения, а это приводит к уменьшению сопротивления тела человека. Заземленные металлические токопроводящие конструкции способствуют повышению опасности поражения током из-за того, что человек практически постоянно связан с одним из полюсов (землей) электроустановки. Токопроводящая пыль повышает возможность случайного электрического контакта человека с токоведущими частями и землей.
В зависимости от влияния окружающей среды «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) производственные помещения по степени опасности поражения человека электрическим током классифицированы.
Помещения с повышенной опасностью, характеризирующиеся наличием в них одного из следующих признаков:

• сырость (относительная влажность воздуха длительно превышает 75 %);
• токопроводящая пыль, которая может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.;
• токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. п.);
• высокая температура воздуха (постоянно или периодически превышающая 35 °С, например, помещения с сушилками, котельные и т. п.);
• возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой. Примером помещений с повышенной опасностью могут быть в пивоварении и безалкогольном производстве — бродильное отделение, отделения приготовления сухих напитков, цехи готовой продукции; сушильные и элеваторные отделения крохмало-паточного производства; тестоприготовительные отделения хлебозаводов.

Особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих признаков:

• особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100%, потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);
• химически активная или органическая среда (агрессивные пары, газы, жидкости, образующие отложения или плесень, разрушающие изоляцию и токоведущис части электрооборудования);
• одновременно два или более признака помещений повышенной опасности. К помещениям этого класса, например, относятся бутылкомоечные отделения, цехи розлива купажа, варки сиропа на пивобезалкогольных производствах; сиропные, варочные, сепараторные отделения крахмало-паточного производства.

Помещениями без повышенной опасности являются такие, в которых отсутствуют признаки указанных выше помещений.
Территории размещения наружных электроустановок приравниваются к особо опасным помещениям.

Полезная информация:

Т-9 ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ 1.Действие электрического тока на человека 2. Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током 3. Явление при стекании тока в землю.

Классификация электроустановок и помещений по степени опасности поражения в них людей током

5. Анализ условий поражения электрическим током. Напряжение прикосновения. Напряжение шага. Первая помощь при поражении электрическим током

6. Безопасная эксплуатация электроустановок. Меры защиты от поражения электрическим током(Защитное заземление. Защитное зануление. Защитное отключение. Средства защиты, применяемые в электроустановках). 7.Требования к работающим в электроустановках. Группы по электробезопасности

Введение

Электробезопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока и электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009).

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ) электробезопасность обеспечивается: конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.

К организационным мероприятиям относятся инструктажи и обучение безопасным методам труда, проверка знаний правил безопасности и инструкций, допуск к проведению работ, контроль работ ответственным лицом.

Технические мероприятия предусматривают отключение установки от источника напряжения, снятие предохранителей и другие меры, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы, установку знаков безопасности и ограждения остающихся под напряжением токоведущих частей, рабочих мест и др.

Действие электрического тока на человека

Проходя через организм, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие.

Термическое действие тока вызывает ожоги отдельных участков тела, нагрев кровеносных сосудов, нервов, крови и т.п.

Электролитическое действие тока выражается в разложении крови и других органических жидкостей организма и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава.

Биологическое действие тока проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц, легких и сердца. В результате могут возникнуть различные нарушения и даже полное прекращение деятельности органов кровообращения и дыхания.

Любое воздействие электрического тока выражается в получении двух видов поражения - местные электрические травмы и электрические удары.

Местная Электрическая травма – это четко выраженное местное нарушения целостност тканей организма в результате воздействия электрического тока или электрической дуги. В большинстве случаев электротравмы излечиваются, однако при тяжелых ожогах исход поражения может быть смертельным.

Различают несколько видов местных электрических травм.

Электрический ожог, являющийся самой распространенной электротравмой, может быть токовым (или контактным) и дуговым.

Токовый ожог обусловлен прохождением тока через тело человека в результате его контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.

Ожоги разделяют на четыре степени: I- покраснение кожи, II-образование пузырей, III-омертвение всей толщи кожи; IV-обугливание тканей. Тяжесть поражения организма обусловливается не степенью ожога, а площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1-2 кВ и в большинстве случаев им присваивают I и II степень. Встречаются и тяжелые ожоги.

Дуговой ожог является следствием образования электрической дуги между токоведущей частью и телом человека, которая и причиняет ожог. Дуга имеет температуру выше 3500 0 С и обладает весьма значительной энергией. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые и имеют III или IV степень тяжести.

Электрические знаки - это четко очерченные пятна серого или, бледно-желтого цвета, образующиеся на коже человека в результате действия тока. Знаки могут быть и в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний и мозолей. Как правило, электрические знаки безболезненны, и лечение их заканчивается благополучно.

Металлизация кожи - это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротком замыкании, отключении рубильника, находящегося под нагрузкой и т. п. Металлизация сопровождается ожогом кожи, вызываемым нагретым металлом.

Электроофтальмия - это поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. При Электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть разным – от легкого, едва ощутимого сокращения мышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т.е. до смертельного поражения. Электрические удары в зависимости от исхода воздействия тока на организм условно делят на следующие четыре степени: I - судорожное сокращение мышц без потери сознания; II- судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца; III- потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе); IV- клиническая (мнимая) смерть – переходной период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения деятельности сердца и легких.

Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока определяются электрическим сопротивлением тела человека, напряжением тока и продолжительностью воздействия электрического тока, зависят от пути прохождения тока через тело человека, рода и частоты электрического тока, а также от условий внешней среды и индивидуальных особенностей человека.

Электрическое сопротивление тела человека. Тело человека является проводником электрического тока, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому токуоказывает кожа, поэтому общее сопротивление тела человека определяется главным образом величиной сопротивления кожи

Сопротивление тела человека при сухой чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется в пределах от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500 Ом.

В действительности сопротивление тела человека не является постоянным. Оно зависит от состояния кожи, окружающей среды, параметров электрической цепи и т.д. Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Поэтому работа с электроустановками влажными руками и в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышенной температуре усугубляет опасность поражения человека током.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина), тоже приводит к снижению ее сопротивления.

Имеют значение площадь контакта и место касания, поскольку сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, ладоней и рук, особенно на стороне, обращенной к туловищу (подмышечных впадинах и др.). Кожа тыльной стороны кисти и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.

При увеличении тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, потому что вследствие местного нагрева кожи расширяются сосуды, усиливается кровоснабжение этого участка и потовыделение.

Сопротивление тела человека уменьшается при повышении частоты тока и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает устойчивость к электрическому току.

Сила тока и напряжение . Основным фактором, определяющим ту или иную степень поражения человека электрическим током, является сила тока, проходящего через его тело (таблица 9.1). С увеличением силы тока сопротивление тела человека падает, так как усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов, усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Таблица 9.1 - Пороговые значения различных видов тока

* Мгновенная остановка сердца наступает при силе тока, равной 5 А.

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, поскольку оно определяет значение силы тока, проходящего через человека. Рост напряжения приводит к пробою рогового слоя кожи, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300- 500 Ом), соответственно увеличивается сила тока.

Особенности воздействия электрического тока на организм человека передаются данными таблицы 9.2

Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это вытекает из сопоставления пороговых значений ощутимого и неотпускающего постоянного и переменного токов. Но это справедливо лишь до напряжений 250-300 В. При более высоких значениях напряжения постоянный ток становится более опасным, чем переменный (с частотой 50 Гц).

В случае переменного тока важное значение имеет его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току, что также приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно, повышается опасность поражения.

Таблица 9.2 - Особенности воздействия электрического тока на организм человека

Сила тока, мА	Характер воздействия
Переменный ток 50 Гц	Постоянный ток
0,6 – 1,5	Начало ощущения - слабый зуд, пощипывание кожи под электродами	Не ощущается
2,0 – 4,0	Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку	Не ощущается
5,0 – 0,7	Болевые ощущения усиливаются во всей кисти, сопровождаясь судорогами; слабые боли ощущаются во всей руке, вплоть до предплечья	Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом
8,0 – 10	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки еще можно оторвать от электродов	Усиление ощущения нагрева
10 – 15	Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются	Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в прилегающих областях кожи
20 – 25	Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено	Еще большее усиление ощущения нагрева кожи, возникновение ощущения внутреннего нагрева. Незначи-тельные сокращения мышц рук
25 – 50	Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания	Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц
50 – 80	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца	Ощущения очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта
		Паралич дыхания при длительном протекании тока
	То же действие за меньшее время	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд - паралич дыхания
Более 5000	Дыхание парализуется немедленно - через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушение тканей

Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 1000 Гц. При дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц. Эти токи опасны лишь с точки зрения ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1 - 2 кГц.

Продолжительность воздействия электрического тока. Длительное воздействие электрического тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям человека.

Безопасным считается длительное воздействие тока силой 1 мА, при продолжительности действия до 30 с безопасен ток 6 мА.

Практически допустимыми с достаточно малой вероятностью поражения приняты следующие значения силы тока:

Путь прохождения тока через тело человека . Этот фактор играет также существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы - сердце, легкие, головной мозг и т.д.

Индивидуальные свойства человека. Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары.

Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, имеющие заболевания сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции и легких, нервные болезни и др.

Условия внешней среды. Состояние окружающей воздушной, среды, а также окружающая обстановка могут существенным образом влиять на опасность поражения током.

Сырость, токопроводящая пыль, наличие едких паров и газов, разрушающе действующих на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха, снижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения током.

Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землей, так как при одновременном касании этого предмета и корпуса электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением, через человека пройдет ток большой силы.

В зависимости от перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, «Правилами устройства электроустановок» все помещения по опасности поражения людей электрическим током делят на четыре класса.

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависит от следующих факторов:

Электрического сопротивления тела человека;

Величины напряжения и тока;

Продолжительности действия электрического тока;

Пути тока через тело человека;

Рода и частоты электрического тока;

Индивидуальные свойства человека;

Условий внешней среды.

Электрическое сопротивление тела человека. Сила тока Ih, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления Z т, оказываемого току данным участком тела:

На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.

Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящиеся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением r н (рис.7.1). Из схемы замещения видно, что в наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям; через активное наружное сопротивление Rн и емкость, электрическое сопротивление которой

, где Wpf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц,

Рис. 7.1. Электрическая схема замещения сопротивления наружного слоя кожи

а – схема контакта электрода; б – электрическая схема замещения; 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; 3 – внутренняя область кожи.

Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока:

(7.2)

Сопротивление r н и емкость C зависит от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта r н уменьшается, а емкость C увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи. Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела r в можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока «рука – рука» общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения, представленной на рисунке 7.2.

Рис. 7.2. Электрическая схема замещения сопротивления тела человека: 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; r вр , r вк - внутреннее сотротивление рук и корпуса.

С увеличением частоты тока из-за уменьшения Xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв. Зависимость сопротивления тела человека от частоты приведена на рис. 7.3.

Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40 … 45 В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела человека (рис. 7.4.) При напряжении 127…220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зависит от длины поперечного размера участка тела, по которому проходит ток.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты принимают активное сопротивление тела человека равное 1000 0м.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др.

Повреждение рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижает сопротивление тела до 500 … 700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током.

Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом. Т.о., работа с электроустановками влажными руками или в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышенной температуре, вызывающей усиленное потовыделение, усугубляет опасность поражения человека током.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние площадь контактов, а так же место касания, так как у одного и того же человека сопротивление кожи неодинаково на разных участках тела. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладоней и в особенности на стороне, обращенной к туловищу, подмышечных впадинах, тыловой стороны кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.

С увеличение тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.

Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых. Это объясняется толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи, Кратковременное (несколько минут) снижение сопротивления тела человека (на 20 …50%) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

Величина напряжения и тока. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока проходящего через тело человека (табл. 7.1)

Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, но лишь, постольку, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.

Таблица 7.1

Характер воздействия тока

Ток, проходящий через тело человека, мА	Переменный (50 Гц) ток	Постоянный ток
0,5 … 1,5	Начало ощущений: слабый зуд, пощипывание кожи	Не ощущается
2 … 4	Ощущение распространяется на запястье; слегка сводит мышцы.	Не ощущается
5 … 7	Болевые ощущения усиливаются по всей кисти; судороги; слабые боли во всей руке до предплечья	Начало ощущений; слабый нагрев кожи под электродами
8 … 10	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов.	Усиление ощущения.
10 … 15	Едва переносимы боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов. С увеличением продолжительности протекания тока боли усиливаются.	Значительный нагрев под электродами и в прилегающей области кожи.
20 … 25	Сильные боли. Руки парализуются мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Дыхание затруднено.	Ощущение внутреннего нагрева, незначительное сокращение мышц рук.
25 … 50	Очень сильная боль в руках и в груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном воздействии может наступить остановка дыхания или ослабление сердечной деятельности с потерей сознания	Сильный нагрев, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают сильные боли.
50 … 80	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном воздействии может наступать фибрилляция сердца	Очень сильный поверхностный и внутренний нагрев. Сильные боли в руке и в области груди. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей.
80 … 100	Фибрилляция сердца через 2…3 с.; еще через несколько секунд – остановка дыхания.	То же действие выраженное сильнее. При длительном действии остановка дыхания.
	То же действие за меньшее время.	Фибрилляция сердца через 2…3 с.; еще через несколько секунд остановка дыхания.

Из приведенной таблицы можно выделить следующие пороговые значения тока:

О щ у т и м ы й т о к - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения, Ощутимые раздражения взывает переменный ток силой 0,6 … 1,5 мА и постоянный – силой 5 … 7 мА. Указанные значения являются пороговыми ощутимымитоками; с них начинается область ощутимых токов.

Н е о т п у с к а ю щ и й т о к – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляет 10 … 15 мА переменного тока и 50 … 60 мА постоянного. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней.

Ф и б р и л л я ц и о н н ы й т о к – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного при длительности 1 … 2 с по пути «рука-рука» или «рука – ноги». Фибрилляционный ток может достичь 5 А. Ток больше 5 А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.

Пороговые (наименьшие) значения ощутимого, неотпускающего и фибрилляционных токов представляют собой случайные величины, нормируемые значения которых определяются законом распределения и его параметрами. Численные значения токов соответствуют определенной вероятности возникновения данной биологической реакции.

Допустимые для человека токи оценивают по трем критериям электробезопасности.

Первый критерий – ощутимый ток. В качестве первого критерия для переменного тока частотой 50 Гц принят ток I = 0,6 мА, который не вызывает нарушений деятельности организма. Допускаемая длительность протекания такого тока через человека не более 10 мин.

Второй критерий – отпускающий ток. В качестве второго критерия электробезопасности принят ток I = 6 мА, при протекании которого через человека вероятность отпускания равна 99,5%. Длительность воздействия такого тока ограничивается защитной реакцией самого человека.

Третий критерий – нефибрилляционный ток. Это ток промышленной частоты, который при длительном воздействии 1 … 3 с не вызывает фибрилляцию сердца у человека массой 50 кг с некоторым запасом принят равным 50 мА.

Таким образом, величина тока оказывает существенное влияние на степень поражения человека. При одинаковой длительности протекания тока через человека характер воздействия существенно изменяется от ощущения (0,6 … 1,6 мА) до неотпускания (6 … 24 мА) и фибрилляции сердца (более 50 мА).

Продолжительность действия электрического тока. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям.

При кратковременном воздействии (0,1 … 0,5 с) ток порядка 100 мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1 с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значения допустимых для человека токов существенно увеличиваются. Так, при изменении времени воздействия от 1 до 0,1 с допустимый ток возрастет, примерно, в 16 раз.

Кроме того, сокращение длительности воздействия электрического тока уменьшает опасность поражения человека исходя из некоторых особенностей работы сердца.

Схема электрокардиограммы

Продолжительность одного периода кардиоцикла (рис. 7.5.) составляет 0,75 … 0,85 с. В каждом кардиоцикле наблюдается период систолы, когда желудочки сердца сокращаются (пик QRS) и выталкивают кровь в артериальные сосуды. Фаза Т соответствует окончанию сокращения желудочков и они переходят в расслабленное состояние.

В период диастолы желудочки наполняются кровью. Фаза Р соответствует сокращению предсердий. Установлено, что сердце наиболее чувствительно к воздействию электрического тока во время фазы Т кардиоцикла. Для того, чтобы возникла фибрилляция сердца, необходимо совпадение по времени воздействия тока с фазой Т, продолжительность которой 0,15 … 0,2 с. С сокращением длительности воздействия электрического тока вероятность такого совпадения становится меньше, а следовательно, уменьшается опасность возникновения фибрилляции сердца.

В случае несовпадения времени прохождения тока через человека с фазой Т, токи значительно превышающие пороговые значения, не вызовут фибрилляции сердца.

Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой

I h = 50/ t (7.3)

где I h – ток, проходящий через тело человека, мА; t - продолжительность прохождения тока, с.

Эта формула действительна в пределах 0,1 … 1,0 с. Ее используют для определения предельно допустимых токов, проходящих через человека по пути «рука – ноги», необходимых для расчета защитных устройств.

Пути тока через тело человека. Путь тока в теле человека зависит от того, какими участками тела пострадавший прикасается к токоведущим частям, его влияние на исход поражения проявляется еще и потому, что сопротивление кожи на разных участках тела неодинаково.

Наиболее опасно прохождение тока через дыхательные мышцы и сердце. Так отмечено, что на пути «рука – рука» через сердце проходит 3,3% общего тока, «левая рука – ноги» - 3,7%, «правая рука – ноги» - 6,7%, «нога – нога» - 0,4%, «голова – ноги» - 6,8%, «голова – руки» - 7%.

По данным статистики потеря трудоспособности на три дня и более наблюдалась при пути тока «рука – рука» в 83% случаев, «левая рука – ноги» - 80%, «правая рука – ноги» - 87%, «нога – нога» - в 15% случаев.

Таким образом, путь тока влияет на исход поражения; ток в теле проходит не обязательно по кратчайшему пути, что объясняется большой разницей в удельном сопротивлении различных тканей (костная, мышечная, жировая и т.д.).

Наименьший ток через сердце проходит при пути тока по нижней петле «нога – нога». Однако из этого не следует делать выводы о малой опасности нижней петли (действие шагового напряжения). Обычно если ток достаточно велик, он вызывает судороги ног, и человек падает, после чего ток уже проходит через грудную клетку, т.е. через дыхательные мышцы и сердце.

Род и частота тока. Установлено, что переменный ток более опасен, чем постоянный. Это следует также из табл. 7.1., так как одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако это характерно для относительно небольших напряжений (до 250 … 300 В). Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При более высоких напряжениях опасность постоянного тока возрастает.

В интервале напряжений 400 … 600 В опасность постоянного тока практически равна опасности переменного тока с частотой 50 Гц, а при напряжении более 600 В постоянный ток опаснее переменного. При попадании под постоянное напряжение особенно резкие болевые ощущения возникают в момент замыкания и размыкания электрической цепи.

Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50 Гц). С увеличение частоты (от 50 Гц до 0) значения неотпускающего тока возрастают (рис. 7.6.) и при частоте равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), они становятся больше примерно в 3 раза.

Рис. 7.6. Зависимость неотпускающего тока от частоты:

1 – для 0,5% испытуемых; 2 – для 99,5% испытуемых

При увеличении частоты (более 50 Гц) значения неотпускающего тока возрастают. Дальнейшее же повышение частоты тока сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 45 … 50 кГц. Но эти токи могут вызвать ожоги как при возникновении электрической дуги, так и при прохождении их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током с повышением частоты практически заметно при частоте 1000 … 2000 Гц.

Индивидуальные свойства человека. Установлено что, физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары.

Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются лица, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистыми заболеваниями, органов внутренней секреции, легких, нервными болезнями и др.

Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок предусматривают отбор персонала для обслуживания действующих электроустановок по состоянию здоровья. С этой целью проводится медицинское освидетельствование лиц при поступлении на работу и периодически 1 раз в два года в соответствии со списком болезней и расстройств, препятствующих допуску к обслуживанию действующих электроустановок.

Условия внешней среды. Влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли оказывают дополнительное влияние на условия электробезобасности. Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых площадь контакта человека с токоведущими частями увеличивается. Наличие заземленных металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землей) электроустановки. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к двухполюсному включению его в электрическую цепь. Токопроводящая пыль также создает условия для электрического контакта как с токоведущими частями, так и с землей.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения по опасности поражения людей электрическим током подразделяются на следующие классы: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

Сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;

Токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);

Высокой температуры (выше +35 0 С);

Возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

Особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);

Химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

Одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Глава 14. Средства защиты человека

ОТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

ОПАСНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Действие электрического тока на организм человека. Электрический ток используется в настоящее время во всех сферах деятельности человека: производстве, быту, медицине и т.д., как источник энергии, удобный в транспортировке и применении. При всех преимуществах применения электроэнергии нельзя игнорировать опасность электричества для человека.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от других факторов носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм, электрический ток производит термическое, электролитическое, механическое (динамическое) и биологическое действия.

Термическое действие проявляется в нагреве тканей вплоть до ожогов отдельных участков тела, нагреве до высокой температуры кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других органов, находящихся на пути тока, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства.

Электролитическое действие вызывает разложение крови и плазмы, что сопровождается значительными нарушениями их физико-химического состава.

Механическое (динамическое) действие тока выражается в расслоении, разрыве и других подобных повреждениях различных тканей организма: мышечной ткани, стенок кровеносных сосудов, сосудов легочной ткани.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, протекающих в нормально действующем организме и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Эти действия условно сводятся к двум основным видам поражений: местным электротравмам и электрическим ударам

Местные электротравмы - это четко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки и метки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.

Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током. Он может вызывать судорожное сокращение мышц без потери сознания, с потерей сознания, без поражения или с поражением работы сердца и системы дыхания, а также клиническую смерть. Клиническая, или мнимая, смерть - кратковременное переходное состояние от жизни к смерти, наступающее с момента прекращения деятельности сердца и легких. Признаки клинической смерти следующие: остановка сердца и как следствие отсутствие пульса, отсутствие дыхания, кожный покров синевато-бледный, зрачки глаз резко расширены (вследствие кислородного голодания коры головного мозга) и не реагируют на свет, болевые раздражения не вызывают у потерпевшего никаких реакций. Длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4- 5 минут.

Факторы, обуславливающие исход поражения электрическим током. В целом степень поражения электрическим током определяется количеством поглощенной электрической энергии в органах, тканях и системах при возникновении электрической цепи через тело человека.

Характер воздействия и тяжесть поражения человека зависит от многих взаимосвязанных факторов, таких как сила тока, длительность воздействия тока, сопротивление тела человека, путь прохождения, род (постоянный, выпрямленный, переменный) и частота тока, «фактор внимания», индивидуальные свойства пострадавшего и факторы окружающей среды.

С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции организма: неприятное ощущение, судорожное сокращение мышц и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные, а их минимальные значения принято называть пороговыми.

Как показывают экспериментальные исследования, человек начинает ощущать протекание через него переменного тока частотой 50 Гц силой порядка 0,6- 1,5 мА. Ощутимый ток не вызывает нарушений деятельности организма, поэтому допустимо его длительное протекание через тело человека в производственных условиях.

Если человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с проводниками, то такой ток называют отпускающим. В случаях, когда человек самостоятельно не может освободиться от контакта, возникает опасность длительной судороги. Токи, вызывающие такую реакцию организма, получили название неотпускающих. Пороговые значения неотпускающих переменных токов при частоте 50 Гц лежат в пределах 10- 15 мА. При 25–50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При воздействии этого тока в течение нескольких минут может наступить смерть вследствие прекращения работы легких. Существует зависимость пороговых неотпускающих токов от веса человека и его возраста. Так, при увеличении веса от 50 до 80 кг значение порогового тока возрастает в 1,4- 2 раза.

Ток 50–80 мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА в течение 2–3 секунд наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца (фибрилл). Оно останавливается, кровообращение прекращается. Этот ток называется фибрилляционным.

Длительность протекания тока через тело человека влияет на сопротивление кожи, вследствие чего с увеличением времени воздействия тока на живую ткань повышается его значение, растут последствия воздействия тока на организм.

Допустимые для человека токи оцениваются по трем критериям электробезопасности. Первый критерий - ощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки. Для переменного тока частотой 50 Гц сила его составляет 0,3 мА, а для постоянного - 1 мА. В качестве второго критерия принимают отпускающий ток. Действие его на человека допустимо при длительности протекания более 1 секунды. Сила отпускающего тока для переменного тока составляет 6 мА, для постоянного - 15 мА. Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно (до 1 с). Предельно допустимые значения переменных токов частотой 50 Гц и напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В в зависимости от длительности воздействия не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.038-82 с изм. от 01.07.88 и приведенных в таблице 14.1.

Таблица 14.1

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения U пр. и токов I h ,

протекающих через тело человека, при аварийном режиме

производственных электроустановок напряжением до 1000 В

t , с		Продолжительность воздействия тока t , с	Предельно допустимые значения, не более
U пр, В	I h , мА	U пр, В	I h , мА
0,01-0,08			0,6
0,1			0,7
0,2			0,8
0,3			0,9
0,4			1,0
0,5			Свыше 1,0

Знание норм по допуcтимым значениям напряжений прикосновения и токов через тело человека необходимо при разработке способов и средств защиты людей, при оценке условий электробезопасности в действующих электроустановках, при расследовании электротравм.

Электрическое сопротивление тела человека является переменной величиной, зависящей от напряжения прикосновения, от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов и состояния окружающей среды.

Полное электрическое сопротивление тела человека имеет активную и ёмкостную составляющие и складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей.

Верхний слой кожи, называемый эпидермисом, и состоящим в основном из мертвых ороговевших клеток, обладает большим сопротивлением, которое определяет общее сопротивление тела человека. Сопротивление нижних слоев (дермы) и внутренних тканей человека незначительно (300–500 Ом). При сухой чистой и неповреждённой коже сопротивление тела человека, измеренное при напряжении до 15–20 В, колеблется в пределах (3–100)×10 3 Ом. При увлажнении, а также при ее повреждении (под контактами) сопротивление тела оказывается наименьшим – около 500 Ом, т.е. доходит до значения, равного сопротивлению внутренних тканей тела. Для ориентировочных расчетов сопротивление тела человека считают чисто активным и равным 1 кОм при напряжениях прикосновения выше 50 В, 6 кОм – при напряжениях прикосновения менее 50 В.

Включение в зону действия тока жизненно важных органов человека увеличивает возможность тяжелого исхода. Наиболее опасными являются петли, когда в цепи тока оказывается головной и спинной мозг. Смертельный исход возможен даже при малых напряжениях (12 В), если ток проходит через биологически активные точки тела на шее, висках, голени, плечах, спине и других местах человеческого тела.

При напряжениях до 500 В более опасным является переменный ток, при дальнейшем повышении напряжения опасность постоянного тока быстро нарастает.

При изменении частоты переменного тока от нуля до 100 Гц опасность поражения при одном и том же напряжении увеличивается, достигая максимума в диапазоне 50- 60 Гц, при частоте 200 Гц опасность возникновения фибрилляции снижается в 2 раза, при частоте 400 Гц - более чем в 3 раза.

Токи частотой выше 500 000 Гц не вызывают электрического удара, но они могут вызвать термические ожоги.

Определенное влияние на исход поражения оказывает физическое и психологическое состояние человека. Усталость, подавленное психическое состояние, употребление алкоголя, ряд заболеваний повышают опасность воздействия электрического тока. Поэтому определен перечень болезней, при наличии которых работа в действующих электроустановках не допускается. Обслуживание электроустановок поручается работникам, которые прошли медицинский осмотр и специальное обучение. Большое значение имеет «фактор внимания», ослабляющий опасность тока.

Обычно меньшей опасности подвергаются люди, находящиеся в помещении. Однако, если это помещение производственное, то наличие сырости, токопроводящей пыли, многих видов электрооборудования, агрессивной среды увеличивает опасность поражения электрическим током.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), все помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током делятся на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные.

Помещения без повышенной опасности - это сухие, непыльные помещения с нормальной температурой воздуха и с изолирующими (например, деревянными) полами, т.е. в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность. К таким помещениям можно отнести офисные помещения, инструментальные кладовые, лаборатории и т.п.

Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырости (относительная влажность длительно превышает 75 %) или токопроводящей пыли (угольная, металлическая и т.п.); токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т.п.); высокой температуры (температура воздуха выше +35 С); возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования - с другой.

Примерами помещений с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки зданий с проводящими полами, складские не отапливаемые помещения и т.п.

Особо опасные помещения , характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100 %); химически активной или органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования; одновременно двух или более условий повышенной опасности.

Особо опасными помещениями является большая часть производственных помещений, в том числе все цехи по ремонту оборудования, мастерские и т.п.

Территории размещения наружных электроустановок (под открытым небом или под навесом) в отношении опасности поражения людей электрическим током приравниваются к особо опасным помещениям

Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т.е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение. Степень тяжести поражения повышается с увеличением напряжения, силы то­ка, проходящего через человека, времени нахождения под током, температуры и влажности воздуха.

Кроме того, степень тяжести поражения электрическим током зависит от индивидуальных особенностей и состояния организма человека, рода тока, час­тоты переменного тока, схемы подсоединения человека к электросети, диэлек­трических свойств одежды, обуви, пола, помещения и др.

Сопротивление тела человека состоит из внешнего и внутреннего сопро­ тивления. Внешнее сопротивление определяется сопротивлением кожного по­ крова и составляет 60-80 кОм.

Сопротивление внутренних органов - 800-1000 Ом. В расчётах общее сопротивление принимают равным 1000 Ом, т.к. сопротивление кожного по­крова значительно уменьшается при нарушении (царапины, раны, болезнь ко­жи), а также при увеличении влажности, загрязнения.

Главными факторами, определяющими степень опасности воздействия электрического тока на организм человека, являются сила тока, проходящего через тело человека, и род тока.

ТТаблица 1. Воздействие переменного и постоянного тока на организм человека.

	Переменный ток, 50-60 Гц	Постоянный ток
	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук. (Пороговый ощутимый ток)	Не ощущается
	Сильное дрожание рук	Не ощущается
	Судороги рук	Зуд, ощущение нагрева
	Руки трудно оторвать от электродов. Сильные боли в руках (Пороговый не отпускающий ток)	Усиление нагрева
	Паралич рук, оторвать их от элек­тродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено	Еще большее ощуще­ние нагрева. Незначи­тельное сокращение мышц рук
	Паралич дыхания. Начало трепета­ния желудочков сердца	Сильное ощущение на­грева. Сокращение мышц рук, судороги, затруднение дыхания
	Паралич дыхания. При длительном (3 с) устанавливается трепетание же­лудочков сердца (паралич сердца)	Паралич дыхания

Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, элек­тролитическое и биологическое действия. Термическое действие выражается в, у ожогах, нагреве кровеносных сосудов, нервов и других тканей. Электролитическое - в разложении крови и других органических жидкостей, что приводит к изменению их физико-химических свойств.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении жи­вых тканей организма, что сопровождается непроизвольными сокращениями мышц, а также нарушением внутренних биоэлектрических процессов, что мо­жет привести к нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения.

Многообразие воздействия электрического тока может привести к раз­личным электротравмам местного и общего характера.

Местные электротравмы - это четко выраженные местные повреждения тканей организма. Различают следующие виды местных электротравм: элек­трические ожоги, металлизация кожи, электрические знаки, электроофтальмия.

Общие электротравмы - это электрический удар различной степени.

Защита от поражения электрическим током при соприкосновении с нето-коведущими частями электрооборудования, оказавшимися под напряжением вследствие нарушения изоляции токоведущих частей, достигается применени­ем защитных отключающих устройств, защитных заземляющих устройств, ин­дивидуальных средств защиты, зануления, малых напряжений и др.

При применении защитных заземляющих устройств безопасность обес­печивается за счёт малого сопротивления заземляющего устройства по сравне­нию с электросопротивлением тела человека. При соприкосновении человека с корпусом заземлённой установки он подсоединяется параллельно с заземляю­щим устройством и имеет значительно более высокое сопротивление, вследст­вие этого через тело человека проходит ток малой величины.

Устройство защитного заземления

Заземляющее устройство - совокупность заземлителей и заземляющих проводников. По расположению заземлителей относительно заземленных кор­ пусов оборудования заземления делятся на выносные (сосредоточенные) и кон­турные (распределительные). " .

Выносное заземляющее устройство (рис. 4) характеризуется тем, что за-землители вынесены за пределы площадки, на которой размещено оборудова­ние, или сосредоточены на некоторой части этой площадки. Заземлители в этом случае размещены сосредоточенно и на некотором отдалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземлённые корпуса находятся вне поля растекания токов и вследствие этого коэффициент прикосновения а = 1. Человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением относительно земли, U np =φ э = U 3

Такой тип заземления применяют в установках напряжением до 1000 В и при малых токах замыкания на землю. Преимуществом такого типа заземления является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим со­противлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и тл.)- Выносное заземле­ние защищает только за счёт малого сопротивления заземления.

Рис.4. Выносное заземление:

а - вид в плане;

б - распределение потенциалов в* поле растекания;

Рис.5. Контурное заземление:

а--вид в плане;

б - распределение потенциалов в поле растекания;

Рис.6. Устройство заземления

Рис.7. Схема органов управления измерителя заземления:

Регулятор установки нуля;

1. Регулятор установки стрелки С вдоль риски 2;

U B -кнопка контроля наличия питания;

К -- кнопка установки нуля;

xl ; х10; х100; х1000 - кнопки переключения цены деления шкалы.

Контурное заземляющее устройство (рис. 5) устроено так, что его оди­ночные заземлители размещают по контуру (периметру) площадки, на которой размещено оборудование или по всей площадке по возможности равномерно. В этом случае поля растекания токов накладываются друг на друга и любая точка поверхности земли (поля) внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого коэффициент напряжения прикосновения намного меньше единицы (а « l). Напряжение шага также меньше максимально возможной ве­личины.

Различают заземлители искусственные и естественные, В качестве искус­ственных заземлителей используют стальные круглые и прямоугольные стерж­ни, стальные трубы, угловую сталь. Для горизонтальных электродов использу­ют полосовую сталь сечением не менее 4x12 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

Устройство заземлите ля показано на рис.6. Для установки вертикальных заземлителей предварительно роют траншею глубиной 0.7-0.8 м, после чего с помощью механизмов забивают заземлитель. расстояние от верхнего конца за-землителя до поверхности земли должно бытьне менее 500 мм. В траншее за-землители соединяют между собой стальной полосой сечением 48-100 мм с помощью сварки.

Сопротивление заземляющего устройства снижается за счет того, что одиночные заземлители соединяются между собой параллельно в группу. Элек­тросопротивление заземлйтеля должно быть постоянным. Допускается болто­вое соединение заземляющего проводника с корпусом электроустановки. Такое соединение защищается от коррозии и самоотвинчивания, при которых воз­можно резкое увеличение сопротивления заземляющего устройства, что недо­пустимо.

В качестве естественных заземлителей можно использовать металличе­ские конструкции зданий и сооружений, арматуру железобетонных конструк­ций, оболочки кабелей, металлические трубопроводы, цистерны (за исключе­нием устройств по транспортировке горючих и взрывоопасных газов).

Вам могут быть интересны следующие материалы

Мебель

Отделка

Спальня

Детская

Идеи

Обои

© 2024 Идеи дизайна квартир и домов