Представьте, что вы берётесь своими руками за оголённые провода, которые находятся под высоким напряжением, и вас не бьет электрическим током. Здорово. Но это возможно в двух случаях: если на ваши руки надеты надёжные резиновые перчатки или если ваша кожа - очень хороший диэлектрик (что у обычных людей не наблюдается). К сожалению, человеческая кожа - плохой диэлектрик, и поэтому контакт людей с электричеством, как правило, заканчивается всевозможными травмами и летальным исходом.
Внешними факторами поражения электрическим током человека является величина самого тока, проходящего через тело, продолжительность воздействия, род тока (постоянный, переменный), его частота и т.д.
Но и от самого человека также зависит исход поражения. На это влияет сопротивление человеческого тела. Сопротивление тела зависит от состояния организма, кожного покрова, его влажности, эмоционального состояния и т.д.
Обычно человек способен ощущать действие электрического тока небольшой величины: 0,6-1,5 миллиампер (при переменном токе с частотой 50 Гц) и 5-7 миллиампер (при постоянном). Это значение электрического тока имеет название «пороговый ощутимый ток». Высокие значения токов способны вызывать непроизвольные сокращения мышц и довольно болезненные ощущения, которые с увеличением тока усиливаются, воздействуя на всё большие участки тела.
При значениях переменного тока в 10-15 мА боль становится уже непереносимой, а сокращения мышц человека приобретают состояние непреодолимости. В результате человек не способен самостоятельно разжать свою руку, в которой находится токоведущий проводник с напряжением. Такие токи имеют название «неотпускающих». Для постоянного тока его значение соответствует 50-80 мА.
Переменный электрический ток с силой в 25 - 50 мА (50 Гц) действует на мышцы не только рук, а также и туловища, где наиболее опасной зоной является грудная клетка. В этом случае происходит сильное затруднение дыхания. Длительное воздействие токов данной величины способно вызвать даже полное прекращение дыхания, после чего наступает смерть от удушья.
Переменный электрический ток (50 Гц) с величиной от 50 мА и до 100 мА ещё быстрее сбивает нормальную деятельность сердца и лёгких. При этом значении, как, впрочем, и при меньших токах, первыми по времени поражаются лёгкие, а за ними и сердце.
Переменный электрический ток (50 Гц) с величиной от 100 мА до 5 А и постоянный ток от 300 мА до 5 А первым делом воздействуют на сердечную мышцу, что крайне опасно для жизни человека, поскольку спустя одну-две секунды после начала электрического удара наступает фибрилляция (хаотичное сокращение сердечных волокон). При этом сердце перестаёт работать как насос, что останавливает кровообращение в организме. Это влечёт за собой недостаток кислорода и остановку дыхания. Далее клиническая смерть. Если в течение 7 минут не оживить человека, то клиническая смерть переходит в постоянную.
Электрический ток с силой более 5 Ампер обычно не вызывает фибрилляцию сердца, потому что при таких значения тока сразу происходит полная остановка сердца. Далее паралич дыхания и опять-таки клиническая смерть.
Если воздействие электрического тока было кратковременным (до 1 - 2 секунд) и не повлекло остановку сердца (в результате ожога, нагрева и т.д.), то после прекращения действия тока сердце обычно само возобновляет свою работу, а дыхание - нет. Поэтому необходима неотложная помощь в виде искусственного дыхания (рот в рот либо же рот в нос).
Важным фактором поражения электрическим током является путь прохождения этого тока по телу человека. Если на данном пути находятся жизненно важные органы: лёгкие, сердце, головной и спинной мозг, то поражение становится очень опасным, так как действие тока ведёт к нарушению их работы. Если же электрический ток проходит по другим путям, то опасность для жизни резко снижается.
P.S. Как показывает практика, постоянный ток в 4 - 5 раз безопаснее, по сравнению с переменным (50 Гц). Но это относится к напряжениям до 250-300 В. Будьте внимательны и осторожны при работе с электричеством!
Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:
Значение тока, проходящего через тело человека,
Электрического сопротивления человека,
Уровня приложенного к человеку напряжения,
Продолжительности воздействия электрического тока,
Пути тока через тело человека,
Рода и частоты электрического тока,
Условий внешней среды и других факторов.
Электрическое сопротивление тела человека.
Тело человека является проводником электрического тока, правда, неоднородным по электрическому сопротивлению. Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи.
Кожа состоит из двух основных слоев: наружного – эпидермиса и внутреннего – дермы. Наружный слой – эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его объемное удельное сопротивление достигает 10 5 – 10 6 Ом·м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи, сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.
Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже (измеренное при напряжении 15-20 В) колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних слоев тела составляет всего 300-500Ом.
В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют сопротивление тела человека, равное 1000 Ом.
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.
Повреждения рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и др.) снижают сопротивление тела до 500-700 Ом, что увеличивает опасность поражения человека током. Такое же влияние оказывает увлажнение кожи водой или потом.
Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.
На сопротивление тела оказывает влияние и площадь контактов, а также 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, тыльной стороны кисти и др. Кожа ладоней и подошв имеет сопротивление, во много раз превышающее сопротивление кожи других участков тела.
С увеличением тока и времени его прохождения сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее сосудов, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению потовыделения.
С ростом напряжения, приложенного к телу человека, сопротивление кожи уменьшается в десятки раз, приближаясь к сопротивлению внутренних тканей (300-500 Ом). Это объясняется электрическим пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего через кожу.
С увеличением частоты тока сопротивление тела будет уменьшаться, и при 10-20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.
Величина тока. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в Таблице 7.1
Таблица 7.1.
Характер воздействия тока на человека (путь тока рука – нога, напряжение 220 В)
|
Переменный ток, 50 Гц |
Постоянный ток |
|
|
Начало ощущения, легкое дрожание пальцев |
Ощущений нет |
|
|
Начало болевых ощущений |
Ощущений нет |
|
|
Начало судорог в руках |
Зуд, ощущение нагрева |
|
|
Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов |
Усиление ощущения нагрева |
|
|
Сильные судороги и боли, неотпускающий ток, дыхание затруднено | ||
|
Паралич дыхания |
Судороги рук, затруднение дыхания |
|
|
Паралич дыхания при длительном протекании тока |
||
|
То же, за меньшее время |
Фибрилляция сердца при действии тока в течение 2-3 с, паралич дыхания |
Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздражения вызывает переменный ток силой 0,6-1,5 А и постоянный – силой 5-7 А. Указанные значения являются пороговыми ощутимыми токами; с них начинается область ощутимых токов.
Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый не отпускающий ток составляет 10-15 мА переменного тока и 50-60 мА постоянного тока. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть и оказывается как бы прикованным к ней.
Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного тока при длительности воздействия 1-2 с. по пути рука-ноги или рука-рука. Фибрилляционный ток может достичь 5А. Ток больше 5А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.
Продолжительность воздействия электрического тока . Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через область сердца. Если длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75-1с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца (в том числе наиболее уязвимой), что весьма опасно для организма. Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардиоцикла на 0,5 с или более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с наиболее уязвимой фазой работы сердца, а, следовательно, и опасность поражения резко уменьшаются. Указанное обстоятельство используется в быстродействующих устройствах защитного отключения, где время срабатывания менее 0,2 с.
Путь тока через тело человека. Играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела.
Возможных путей тока в теле человека, которые также называются петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука-рука, рука-ноги, нога-нога. Наиболее опасны петли голова-руки и голова-ноги.
Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250-300В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).
С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, следовательно, опасность поражения увеличивается.
Условия внешней среды. Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы, разрушающе действующие на изоляцию электроустановок, а также высокая температура окружающего воздуха понижают электрическое сопротивление тела человека, что еще больше увеличивает опасность поражения его током.
В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения делят по опасности поражения человека электрическим током на следующие классы: (Таблица 7.2.)
Таблица 7.2.
Классификация помещений по опасности поражения электрическим током
Критерии безопасности электрического тока. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82.
При длительном воздействии допустимый ток принят в 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с – 6 мА. При воздействии 1 с и менее величины токов приведены в таблице 7.3., однако, они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность, и принимаются в качестве практических допустимых с достаточно малой вероятностью поражения.
Таблица 7.3.
Практически допустимые величины тока
Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука-рука, рука-ноги, и нога-нога.
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.
Степень вредного воздействия электрического тока на человека при его поражении зависит от: - индивидуальных особенностей организма; - общего электрического сопротивления тела (проводимости); - напряжения и рода тока; - пути прохождения тока через тело человека; - продолжительности воздействия; - условий внешней среды (температура, влажность, запыленность) и других факторов.
Индивидуальные особенности людей в значительной степени определяют исход поражения. Ток, вызывающий лишь слабые ощущения у одного человека, может быть неотпускающим для другого.
Неотпускающий ток – это электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.
Характер воздействия при одном и том же значении тока зависит от состояния нервной системы и всего организма в целом, а также от массы человека и его физического развития. Проявление индивидуальных особенностей организма человека выражается в физическом и психическом состоянии организма:
Высокая или низкая активность; - степень концентрации внимания; - безволие, утомление, алкогольное опьянение; - ослабление организма в связи с болезнью. При снижении жизненного тонуса организма опасность поражения электрическим током возрастает.
Общее электрическое сопротивление человеческого организмаскладывается из сопротивлений участков тела, расположенных на пути тока. Основным сопротивлением в цепи тока через тело человека является верхний роговой слой кожи. Сопротивление тела человека меняется в широких пределах и зависит от: - состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.п.); - плотности контакта; - площади контакта; - величины тока через человека и приложенного напряжения; - частоты тока; - времени воздействия тока на человека.
В связи с большими различиями значений сопротивления тканей человека и невозможностью заранее предвидеть место контакта тела человека с токоведущей частью оборудования определить поражающую величину силы тока невозможно. Поэтому для оценки безопасных условий исходят из допустимого напряжения.
Безопасное напряжение (малое напряжение) – это номинальное напряжение не более 42В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Однако, с учетом требований Международного электротехнического комитета (МЭК) уточняют понятие безопасного напряжения как сверхнизкое (малое) напряжение . Оно составляет напряжение, не превышающее 50В переменного тока и 120В постоянного тока.
Установлено, что переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный. Это следует также из таблицы 1, так как одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако даже небольшой постоянный ток, ниже порога ощущения, при быстром разрыве цепи дает очень резкие удары, иногда вызывающие судороги мышц рук. Путь , по которому электрический ток проходит через тело человека, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека: - человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, то есть "рука - рука"; - при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю "рука - ноги"; - при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус руки работающего оказываются под напряжением, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока "руки - ноги";
При стекании тока в землю от неисправного электрооборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, вступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, то есть каждая из его ног получает разный потенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь "нога - нога"; - прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать, в зависимости от характера выполняемой работы, путь тока на руки или на ноги - "голова - руки", "голова - ноги".
Перечисленные варианты прохождения тока через тело человека не являются исчерпывающими. Наблюдались случаи, когда ток проходил через тело по другим путям: "спина - руки", "плечо - кисть руки" и т.п. Все варианты различаются степенью опасности.
Наиболее опасными являются варианты "голова - руки", "голова - ноги", "руки - ноги". Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма - головной мозг, сердце.
Продолжительность воздействия тока . Опасность для организма человека тем меньше, чем меньше продолжительность воздействия тока. Если ток неотпускающий, но еще не вызывает нарушений дыхания и работы сердца, то быстрое отключение спасает пострадавшего, который не смог бы освободиться сам. Вероятность наступления фибрилляции , а также остановки сердца зависит от длительности действия тока.
Фибрилляция сердца – это разновременное и разрозненное сокращение отдельных волокон мышцы сердца, не способное поддерживать его эффективную работу и самостоятельно (без энергичных лечебных мер) не проходящее.
При длительном воздействии тока сопротивление тела человека падает и ток возрастает до значения, способного вызвать остановку дыхания или даже фибрилляцию сердца. Остановка дыхания возникает не мгновенно, а через несколько секунд, причем, чем больший ток проходит через человека, тем меньше это время. Своевременное отключение пострадавшего позволяет предотвратить паралич дыхательных мышц.
Условия внешней среды , окружающей человека в ходе производственной деятельности, могут повысить опасность поражения электрическим током. Например, работа в жарких и сырых помещениях с большими энергозатратами приводит к повышенному потовыделению и к уменьшению сопротивления поверхностного слоя кожи. Стесненный характер помещений увеличивает вероятность случайного прикосновения к токопроводящим частям оборудования. Металлический или другой токопроводящий пол также создает повышенную электроопасность.
Похожая информация.
Проходя через организм человека, электрический ток вызывает:
1.термическое действие;
2.электролитическое действие;
3.биологическое действие.
Термическое действие проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве участков тела.
Электролитическое действие проявляется в разложении крови и других органических жидкостях.
Биологическое действие проявляется как раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
Электротравмы:
1.электрические ожоги;
2.электрознаки;
3.металлизация кожи;
4.электроофтальмия;
5.механические повреждения.
Электрический ожог делится на токовый и дуговой. Дуговой ожог возникает при напряжении более 1кВ и, как правило, температура дуги более 3,5 С. Токовый ожог обусловлен прохождением электрического тока через тело человека в результате контакта с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
Электрические знаки – четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи, подвергшейся действию тока. Они бывают в виде царапин, ран, порезов. В большинстве случаев они безболезненные.
Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла. Это может произойти при коротких замыканиях и отключении рубильников под нагрузкой.
Электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электродуги.
Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов, даже переломы костей. Эти повреждения являются серьезными травмами, требующими длительного лечения.
Факторы, определяющие опасность поражения электрическим током.
1.Электрическое сопротивление тела человека.
2.Величина разности потенциалов в электрической цепи.
3.Продолжительность воздействия.
4.Путь тока через тело человека.
5.Род и частота электрического тока.
6.Индивидуальные свойства человека.
7.Условия внешней среды.
1. Электрическое сопротивление тела человека .
Наибольшее сопротивление электрическому току оказывает кожа, поэтому сопротивление тела человека определяется главным образом сопротивлением кожи. Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже, измеренное при 20 В, колеблется от 3-100 кОм, а сопротивление внутренних слоев составляет 300-500 Ом. Электрическое сопротивление тела человека является комплексной величиной, состоит из активного и емкостного, но, как правило, емкостным пренебрегают. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица, шеи, рук на участке выше ладони, особенно на участках, обращенных к туловищу. С увеличением времени воздействия сопротивление тела человека падает, так как при этом усиливается местный нагрев кожи, что приводит к расширению сосудов и усилению снабжения этого участка кровью, а соответственно увеличению потовыделения.
Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Для переменного тока – это 0,6-1,5 мА, для постоянного тока 5-7 мА.
Неотпускающий ток - электрический ток, вызывающий при прохождении через организм непреодолимые судорожные сокращения. Для переменного тока – это 10-15 мА, для постоянного тока 50-60 мА.
Фибрилляционный ток – электрический ток, при котором могут возникнуть несинхронные сокращения сердечной мышцы. Пороговый ток для переменного тока составляет 100 мА, для постоянного – 300 мА. При длительности воздействия 1-2 секунды по пути рука - рука или рука - ноги фибрилляционный ток может достичь 5 А. Более 5 А фибрилляцию сердца не вызывает – происходит мгновенная остановка сердца.
5. Род и частота электрического тока.
Постоянный ток приблизительно в 4-5 раз безопаснее переменного. Значительно меньшая опасность поражения постоянным током подтверждается практикой эксплуатации электрических установок. Это положение справедливо лишь для напряжений 250-300 В. Но большую опасность представляет переменный ток с частотой 50-1000 Гц, при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50 кГц.
6. Индивидуальные свойства человека.
Установлено, что физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают люди, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой системы, кожи, органов внутренней секреции.
7. Условия внешней среды.
Сырость, токопроводящая пыль, едкие пары и газы разрушающе действуют на изоляцию электрооборудования. Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрическому оборудованию металлические и заземленные конструкции.
Помещения по опасности поражения электрическим током делятся на:
1) помещения без повышенной опасности;
2) помещения с повышенной опасностью, которые характеризуются наличием одного из следующих условий:
Сырость или токопроводящая пыль;
Токопроводящие полы;
Высокая температура помещения (более 35 С);
Возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям с одной стороны и к металлическим корпусам электрооборудования с другой.
3) особо опасные помещения – характеризуются наличием одного из условий:
Особой сырости (относительная влажность приблизительно 100%);
Наличие химически активной или органической среды;
Наличие одновременно двух или более условий повышенной опасности.