Действие электрического тока на человека.

Среди общего количества НС электротравмы составляют < 1%, однако среди случаев со смертельным исходом до 40%. При этом около 50% происходит в электроустановках U ≤ 1000В (220-380В), которые наиболее широко распространены.

Поражение может наступить в результате следующих причин:

1. Случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящихся под U.

2. Появление напряжения на металлических частях электрооборудования из-за повреждения изоляции или других причин.

3. Появление U на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди из-за ошибочного включения электроустановок.

4. Возникновения шагового U на поверхности земли вследствие замыкания провода на землю или некачественного заземления.

Электротравматизм имеет следующие особенности:

– организм человека не обладает органами, с помощью которых можно дистанционно определить наличие U, и поэтому защитная реакция организма проявляется только после попадание под U;

– действует не только в местах контакта, но и на путях протекания, вызывая рефлекторное действие – нарушение деятельности органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем;

– возможность получения травм без прикосновения к токоведущим частям – поражение через дугу или искру или шаговое напряжение.

Электрический ток может вызвать термическое (ожог), химическое (электролиз жидкости), механическое (разрыв тканей) и биологическое (нарушение биологических процессов) действия. Эти действия условно подразделяются на 2 вида поражения – электротравмы и электроудары.

Электротравма – это местное поражение тканей и органов: электрические ожоги, знаки и электрометаллизация кожи, механические поражения и электоофтальмия. Электрические ожоги возникают при протекании через тело I > 1А.

Электрические знаки (метки) представляют собой пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи в месте контакта с электродами с резкоочертанными краями размером до 10 мм.

Металлизация кожи – это пропитывание кожи частицами металла при его разбрызгивании или испарении под воздействием электрического тока.

Механические повреждения возникают в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц или падения с высоты (разрывы тканей, вывихи, переломы).

Электоофтальмия – воспаление глаз в результате действия УФ электрические дуги.

Электрические удары – это возбуждение живых тканей электрическим током. Они вызывают судорожное сокращение мышц:

– без потери сознания;

– с потерей сознания без поражения или с поражением работы сердца и органов дыхания;

– клиническую смерть – переходное состояние организма от жизни к смерти.

Признаки клинической смерти:

– остановка сердца (отсутствие пульса);

– отсутствие дыхания;

– синевато-бледный кожаный покров;

– зрачки глаз резко расширены (вследствие кислородного голодания) и не реагируют на свет.

В период клинической смерти происходит гибель клеток головного мозга особо чувствительных к недостатку кислорода. Обычно длительность клинической смерти 6-8 минут.

Пороговые токи

Основным поражающим фактором является ток, протекающим через человека.

Ощутимый – вызывает едва ощутимое раздражение при прохождении через организм (0,5 – 1,5 мА f = 50Гц и 5 – 7 мА при постоянном токе).

Неотпускающий – вызывает непреодолимые сокращения мышц руки, в которой зажат проводник (10-15 мА f = 50 Гц и 50-80 мА при постоянном токе).

Фибрилляционный – вызывает при прохождении через человека хаотическое сокращение волокон сердечной мышцы, при котором нарушается кровообращение (100 мА f = 50 Гц и 300 мА при постоянном токе).).

Наломинаю: ПД ток через человека при нормальном (неаварийном) режиме не должен превышать( 0,3 мА f = 50 Гц; 0,4 мА f =400 Гц и 1мА при постоянном токе). При Т > 25⁰С и > 75% ПД ток ≤ 0,1мА.

Сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи в местах контакта (активного и емкостного и активного сопротивления внутренних органов. Наибольшее сопротивление имеет верхний роговой слой кожи и оно зависит от ее состояния (чистая-грязная, сухая-влажная, наличие повреждений) плотности сопротивления и площади контактов.

Сопротивление тела обратно пропорционально приложенному U. Однако при расчетах считают, что сопротивление активно, линейно и равно 1000 ОМ. Т.о. влияет на исход поражения, определяя сопротивление и протекающий ток.

ПД U на человека при нормальном (неаварийном режиме ≤ 2В при
f = 50 Гц 3В f =400 Гц и 8В при постоянном токе).

При высокой температуре и влажности этой величины нужно уменьшать в 3раза.

Поражение человека во время прикосновения к токопроводящим частям зависит от схемы включения человека в электрическую сеть, схемы самой сети, режима нейтрали сети, сопротивления изоляции фаз оборудования или сети, емкости токопроводящих частей относительно земли и т.п. Схема включения человека в электрическую цепь является очень важным фактором, который определяет тяжесть следствия поражения током. Человек может включиться к току включением в цепь тока между двумя проводами, одним проводом и землей, двумя проводами и землей, двумя точками земли, которые имеют разные потенциалы. Самые характерные первые две схемы. Первую схему называют двухфазным, а вторую – однофазным включением к электрической цепи.

а б

в г

Рис.1. Схемы включения человека к электрической сети: а – двухфазное;
б – однофазное к сети с глухозаземленной нейтралью; в – однофазное к сети с изолированной нейтралью; г – однофазное к сети изолированной нейтралью, одна из фаз которой замкнута на землю.

Двухфазное включение – одновременное включение фаз электрооборудования, которое находится под напряжением. Такое включение самое опасное, поскольку в таком случае человек оказывается под полным линейным напряжением сети, вследствие чего через нее пойдет ток

= ,

Где И_{л –} линейное напряжение, которое равняется напряжению между фазными проводниками, В;

Rл

И_ф – фазное напряжение, которое равняется напряжению между началом и концом одной обмотки, В.

При двухфазном включении опасность поражения не уменьшается и тогда, когда человек будет надежно изолирован от земли, т.е. если у него будет (на диэлектрической подошве) обувь или он будет стоять на диэлектрическом полу (ковре).

Однофазное включение при нормальном режиме электросети менее опасное, чем двухфазное, поскольку напряжение, которое действует на человека, не превышает фазного, т.е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньшим оказывается ток, который проходит через человека. На величину этого тока влияет также режим нейтрали источника тока, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

Однофазное включение к сети с глухозаземленной нейтралью при нормальном режиме работы сети (т.е. нет замыкания на землю, приводит к действию на человека ток).

I_л = ,

Где И_ф = 220В – фазное напряжение сети, В;

R_{л ,} R_в, R_п, R_н – соответственно сопротивление человека, обуви, пола и нейтрали .

Приблизительно тоже самое имеем при однофазном включении к сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме работы. В этом случае большое значение имеет сопротивление изоляции фаз, мА:

I_л = ,

Где – сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом.

Если даже R_в = 0, R_н = 0, а сопротивление изоляции не меньше 500000 Ом, то даже и тогда ток І_л = 1,3 мА будет тоже безопасным. В аварийных режимах работы сетей, когда имеет место замыкание одной из фаз на землю, опасность поражения возрастает. Так, прикосновение к одной фазе сети с изолированной нейтралью, которая находится в таком режиме, очень опасное,

І_л =

где 0 <

Наиболее опасными для человека являются токи f = 20-200 Гц. С повышением и понижением частоты опасность поражения уменьшается и при f > 400 кГц только ожоги. Постоянный ток менее опасен до U < 300, а при U > 600В он более опасен. Очень опасны выпрямленные токи, т.к. содержат постоянную и переменную составляющие.

На исход поражения влияет время прохождения тока. Критическое значение равно 50 мА С и путь тока в теле человека. Наиболее опасны случаи прохождения тока через голову и грудную клетку.

Опасность воздействия тока зависит от индивидуальных особенностей человека, состояния его нервной системы и всего организма.

На исход поражения влияет окружающая среда. В соответствии с ПУЭ помещения подразделяются на три категории.

Категория помещения определяется наличием в помещении факторов повышенной или особой опасности электротравм.

Помещения без повышенной опасности – это сухие (без пыли) помещения с нормальной температурой воздуха и изолирующими полами.

Помещения с повышенной опасностью характеризуются такими условиями: относительная влажность воздуха превышает 75%; под влиянием разнообразных тепловых излучений температура воздуха постоянно или периодически (больше одних суток) превышает 35⁰С; выделение токопроводящей технологической пыли в таком количестве, что она может оседать на проводе, проникая вглубь электрических машин и аппаратов; полы токопроводящие; возможность одновременного прикосновения к металлоконструкциям строений, металлических устройств (которые имеют соединение с землей), с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Помещения особо опасные: относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, вещи, которые находятся в помещении, покрытые влагой); химически активная среда – постоянно или на протяжении продолжительного времени содержится агрессивной пар, газы, жидкости, которые разрушают изоляцию и токопроводящие части электрооборудования.

Территории размещения наружных электроустановок приравниваются к особо опасным помещениям.