Фактори, що впливають на наслідки ураження людини електричним струмом.

Чинники, що впливають на тяжкість ураження людини електричним струмом, поділяються на три групи: електричного характеру, неелектричного характеру і чинники виробничого середовища.

Основні чинники електричного характеру - це величина струму, що проходить крізь людину, напруга, під яку вона потрапляє, та опір її тіла, рід і частота струму

Величина сили струму що протікає через тіло людини, є вирішальним фактором, який визначає наслідок ураження: чим більший струм, тим більш небезпечна його дія.

Розрізняють порогові значення струму:

- пороговий відчутний струм при змінному 0,6-1,5 мА, при постійному 5-7 мА;

- пороговий невідпускаючий струм - це найменший струм, за якого людина вже не може самостійно керувати м'язами крізь які протікає струм, і звільнитися від захоплених руками предметів при змінному 10-15 мА, при постійному 50-80 мА. При 25-50 мА дія струму поширюється і на грудну клітку, що приводить до утруднення дихання людини. При тривалості дії струму декілька хвилин може наступити клінічна смерть.

- пороговий фібриляційний струм- це струм, що спричиняє при протікання через організм фібриляцію серця. Це відбувається за величини змінного струму 100 мА - 5А, постійного струму 300 мА- 5А.

Гранично допустимий струм, що проходить крізь тіло людини при нормальному (неаварійному) режимі роботи електроустановки, не повинен перевищувати 0,3 мА для змінного струму і 1 мА для постійного.

Величина напруги, під яку потрапляє людина, впливає на тяжкість ураження електричним струмом в тій мірі, що зі збільшенням прикладеної до тіла напруги зменшується опір тіла людини. Останнє призводить до збільшення струму в мережі замикання через тіло людини і, як наслідок, до збільшення тяжкості ураження.

Гранично допустима напруга на людині при нормальному (неаварійному) режимі роботи електроустановки не повинна перевищувати 2-3 В для змінного струму і 8 В для постійного.

Вид та частота струму.Через наявність в опорі людини ємнісної складової, збільшення частоти прикладеної напруги супроводжується зменшенням повного опору тіла людини і, як наслідок, збільшенням величини струму, який проходить через людину. Останнє дає підставу вважати, що тяжкість ураження електричним струмом має зростати зі збільшенням частоти.

Постійний струм в 4-5 разів безпечніший, ніж змінний струм частотою f = 50 Гц. Людина, тримаючи циліндричний електрод в руках, може витримати (за больовим відчуттям) прикладену до неї напругу U<21-22 В при змінному струмі частотою 50 Гц, а при постійному струмі – напругу 100-105 В. Така порівняльна оцінка постійного і змінного струмів справедлива для напруг U<500 В. При напрузі U>500 В постійний струм стає більш небезпечний, ніж змінний частотою f = 50 Гц.

Найбільш небезпечним є змінний струм частотою 20-100 Гц. При змінному струмі частотою f <20 Гц або f>100 Гц небезпека ураження зменшується, а при f = 450-500 Гц вірогідність загальних електротравм майже зникає, але зберігається небезпека опіків дугових за рахунок проходження струму через тіло людини. При цьому струмові опіки спостерігаються на шкірі і прилеглих до неї тканинах — за рахунок поверхневого ефекту змінного струму.

Електричний опір тіла людини – це опір струму, який протікає по ділянці тіла між двома електродами, прикладеними до поверхні тіла. Він складається з опору тонких зовнішніх шарів шкіри, які контактують з електродами і з опору внутрішніх тканин тіла.

Опір тіла людини змінюється від 1000 до 1000 000 Ом. Він визначається властивостями стану поверхні шкіри людини (вологість, забруднення, потовиділення, порізи). Крім того, опір залежить від стану організму людини та стану нервової системи. Алкоголь різко знижує опір тіла людини. Електричний опір тіла у чоловіків більший, ніж у жінок.

Тіло людини є провідником і діелектриком. Найбільший опір тіла людини чинить шкіра. На місті контакту електрода з тілом утворюється своєрідний конденсатор, однією частиною якого є електрод, другою – внутрішні струмопровідні тканини, а діелектриком – зовнішній шар шкіри.

Шкіра є основним фактором, що визначає опір тіла людини в цілому. Найбільший питомий опір має верхній шар-шкіри - епідерміс роговий шар (змертвілі тканини), товщина його 0,2 мм і залежить від наявності вологи, забруднень, місця прикладення електрода, частоти струму, величини напруги, тривалості дії струму. Пошкодження рогового шару (порізи, подряпини, волога, потовиділення) зменшують опір тіла.

Опір нижніх шарів шкіри і внутрішніх тканин людини є незначний. Опір сухої здорової шкіри без порізів і ударів знаходиться в межах від 2000- 2000000 Ом_·см. Забруднена, волога, шкіра з порізами має опір 500 Ом_·см.

Найменший опір мають внутрішні органи: кров 100-200 Ом_·см. , мозок 50-60 Ом_·см. .

Електричний опір тіла людини - величина нелінійна Він знижується із збільшенням напруги і тривалої дії струму, від щільності контакту із струмоведучими частинами, від психофізіологічного стану людини.

Для технічного розрахунку приймають середнє значення опору тіла людини 1000 Ом.

Основними чинниками неелектричного характеру є шлях струму через людину, індивідуальні особливості і стан організму людини, тривалість дії струму, раптовість і непередбачуваність дії струму.

Тривалість протікання струму. Дія електричного струму залежить від часу протікання його через тіло людини. Чим довше протікає струм через організм людини, тим більше зростає ймовірність важкого або смертельного наслідку. Зростання сили струму зі зростанням часу його дії пояснюється зниженням опору тіла людини внаслідок місцевого нагрівання шкіри та подразнювальної дії на тканини.

Під час нагрівання шкіри виділяється піт, який містить сіль, а сіль є добрим провідником. Це спричиняє рефлекторну, тобто через центральну нервову систему, швидку зворотну реакцію організму у вигляді розширення судин шкіри, а відтак, посилене постачання її кров’ю і підвищення потовиділення, що й призводить до зниження електричного опору шкіри у цьому місці.

Наслідки впливу струму на організм полягають у порушенні функціонування центральної нервової системи, зміні складу крові, місцевому руйнуванні тканини організму під впливом тепла, порушення роботи серця, легенів. Найбільш уразливим є серце у фазі серцевого циклу (кардіоциклу), тривалість якого становить близько 0,2 с.

Шлях протікання струму через людини. Шлях має велике значення з огляду на наслідки ураження. Якщо на шляху протікання струму виявляться життєво важливі органи – серце, легені, головний мозок, то небезпека ураження досить велика, оскільки струм безпосе­редньо впливає на ці органи. Якщо ж струм протікає іншим шляхом, то його вплив на ці життєво важливі органи може бути лише рефлекторним.

Найхарактернішими і найбільш поширеними шляхами протікання струму через тіло людини є: голова – руки; голова – ноги; рука – рука; ліва рука – ноги; права рука – ноги; нога – нога.

Існує багато можливих шляхів протікання струму в тілі людини, які називаються петлями. Небезпека петлі оцінюється за значенням струму і через який орган протікає струм. Найбільш небезпечний шлях протікання струму через серце, легені, тобто: голова – руки; голова – ноги; рука – рука; ліва рука – ноги.

Індивідуальні властивості організму людини.

Здорові та фізично міцні люди легше переносять електричні удари, ніж хворі та слабкі.

Особливо сприйнятливими до електричного струму є особи, котрі нездужають на захворювання шкіри, серцево-судинної системи, органів внутрішньої секреції, легенів, мають нервові розлади.

Чинник раптовості дії струму. Вплив цього чинника на тяжкість ураження обумовлюється тим, що за несподіваного потрапляння людини під напругу захисні функції організму не налаштовані на небезпеку. Експериментально встановлено, що якщо людина чітко усвідомлює загрозу можливості потрапити під напругу, то у разі реалізації цієї загрози значення порогових струмів на 30-50% вищі. І, навпаки, якщо така загроза не усвідомлюється, і дія струму проявляється несподівано, то значення порогових струмів будуть меншими.

Чинниками виробничого середовища, які впливають на небезпеку ураження людини електричним струмом, є температура повітря в приміщенні, вологість повітря, запиленість повітря, наявність у повітрі хімічно активних домішок тощо.

Із підвищенням температури повітря посилюється потовиділення, зволожується одяг, взуття. Це призводить до зниження опору на ділянці включення людини в електричну мережу.

Вологість повітря аналогічно впливає на опір на ділянці включення людини в електричну мережу. Крім того, підвищення вологи знижує опір ізоляції електроустановки, що є одним із важливих чинників електробезпеки.

Запиленість повітря, особливо струмопровідним пилом, також негативно впливає на опір ізоляції установки, сприяє переходу напруги на неструмовідні частини установки, коротким замиканням тощо і, таким чином, підвищує небезпеку електротравми.

Забруднення повітря хімічно активними речовинами, а також біологічне середовище, що у вигляді плісняви утворюється на електрообладнанні, негативно впливає на стан ізоляції електроустановок, зменшує опір на ділянці включення людини в електромережу за рахунок зниження перехідного опору між струмовідними частинами і тілом людини і, таким чином, підвищує небезпеку ураження електричним струмом.

9. Класифікація приміщень за ступенем небезпеки ураження людини електричним струмом

- нормальні – сухі приміщення, в яких відсутні ознаки спекотних та запилених приміщень та приміщень з хімічно активним середовищем;

- сухі, відносна вологість в яких не перевищує 60%, тобто знаходиться в межах оптимальної за гігієнічними нормативами;

- вологі, відносна вологість в яких не перевищує 75%, тобто знаходиться в межах допустимої за гігієнічними нормативами 60-75%;

- сирі, відносна вологість в яких протягом тривалого часу перевищує 75%, але менше вологості насичення;

- особливо сирі, відносна вологість в яких близька до насичення (100%), спостерігається конденсація пари на будівельних конструкціях, обладнанні;

- гарячі, температура в яких впродовж доби перевищує +30 ⁰С ;

- запилені, в яких пил проникає в електричні апарати та інші споживачі електроенергії і осідає на струмовідні частини, при цьому такі приміщення діляться на приміщення зі струмопровідним і неструмопровідним пилом;

- приміщення з хімічно агресивним середовищем, в яких постійно або протягом тривалого часу виділяються випари хімічних речовин, які поступово діють руйнівно на ізоляцію та струмопровідні частини обладнання, або біологічним середовищем, що у вигляді плісняви утворюється на електрообладнанні.

Оскільки наявність небезпечних умов впливає на наслідки випадкового доторкання до струмопровідних частин електроустаткування, то для ручних переносних світильників, місцевого освітлення виробничого устаткування та електрифікованого ручного інструменту у приміщеннях з підвищеною небезпекою допускається напруга живлення до 36 В, а в особливо небезпечних приміщеннях — до 12 В.

Із наведеного видно, що класифікація приміщень за небезпекою електротравм враховує тільки особливості цих приміщень, стан їхнього середовища і не враховує електротехнічних параметрів електроустановок.

Категорія приміщень є одним з основних чинників, які визначають вимоги щодо виконання електроустановок, безпечної їх експлуатації, величини напруги, заземлення (занулення) електроустановок. Умови поза приміщеннями прирівнюються до особливо небезпечних.