3.3. Электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека
Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, направленных на защиту человека от опасного и вредного воздействия электрического тока, электрической дуги электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12 1.009-76).
Процент травмирования, вызываемого электрическим током невелик (около 1% от общего числа травм), однако исход поражения чрезвычайно опасен. Из общего числа смертельных несчастных случаев на долю электротравматизма приходится 20...40%, причём большая часть смертельных поражений электрическим током происходит в сетях напряжением до 1000 В.
Опасность поражения человека электрическим током проявляется, как правило, внезапно, когда человек уже находится под напряжением, а исход электропоражения зависит не только от уровня напряжения, прилагаемого к телу человека, но и от многих других факторов. К ним относится непосредственное воздействие как на электрические характеристики изоляции электроустановок, так и на сопротивляемость организма человека действию электрического тока. Это состояние внешней среды, конструкция электроустановок, характер прикосновения и т п. Правила устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.0.19-79 «Электробезопасность. Общие требования» классифицируют производственные помещения следующим образом:
Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из условий: сырости (относительная влажность воздуха превышает 75%), токопроводящей пыли, высокой температуры, возможности одновременного прикосновения к металлическим корпусам электроустановок и заземлённым частям зданий, механизмов.
Особо опасные помещения (особая сырость, наличие химически активной среды, наличие одновременно двух и более условий по п. 1).
Помещения без повышенной опасности (отсутствуют условия по п.п.1 и 2).
Территории размещения наружных электроустановок, приравниваемые к особо опасным помещениям, т.к. характеризуются наличием условий, создающих особую опасность (см п.2).
Действие электрического тока на организм человека.
Человек, случайно оказавшийся под напряжением, замыкает электрическую цепь, по которой протекает соответствующий ток, вызывающий определённую реакцию организма, вид которой зависит от силы тока. При конструировании защитных средств за безопасную принимается сила тока 50 - 75 мкА. Наименьшее значение токов, которые вызывают реакцию человека, называют пороговыми. Так при силе тока частотой 50Гц на уровне 0,6-15 мА человек обнаруживает непроизвольное дрожание пальцев рук - это пороговый ток. При силе тока 10-15 мА возникает судорожное сокращение мышц руки, в которой зажат проводник; человек теряет контроль над своими действиями и не в состоянии самостоятельно освободиться от проводника. Такое пороговое значение характеризуют как неотпускающий ток. Обусловлено это дезорганизацией действия биотоков в организме под действием внешнего источника энергии. В случае чрезмерного раздражающего действия тока сигналы центральной нервной системы могут вызвать не только сокращение мышц, но и опасную для жизни реакцию, в том числе прекращение деятельности сердца и легких. При пороговом фибрилляционном токе (порядка 100 мА) наступает беспорядочное сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл). Сердце утрачивает способность перекачивать кровь, при прекращении кровообращения сердце расслабляется и останавливается.
При силе тока, проходящего через тело человека более 1А происходит немедленная остановка сердца и прекращение дыхания - наступает клиническая смерть. Если в течение 6-8 минут восстановить нормальное сокращение фибрилл, то возможно оживление работы сердца - в противном случае наступает биологическая смерть (необратимое прекращение всех функций организма). Кратковременный сильноточный импульс способен прекратить возникшую фибрилляцию сердца; на этом принципе основано действие медицинского прибора - дефибриллятора.
В настоящее время общепринятым пределом опасности считается сила тока 100 мА при продолжительности его действия 3 с. В любом случае, для обеспечения безопасности людей необходимо быстро отключать сеть.
Сила тока зависит как от приложенного напряжения, так и от сопротивления тела человека, которое определяется сопротивлением кожного покрова и сопротивлением внутренних органов. При напряжении 200…300 В наступает электрический пробой верхнего слоя кожи и общее сопротивление уменьшается до своего минимального значения (порядка 1 кОм).
Сопротивление тела человека - величина нелинейная, оно резко уменьшается при увеличении приложенного к телу напряжения, увеличении времени протекания тока через тело, при неудовлетворительном физическом и психическом состоянии и т. п. Из рисунка 3.3.1 следует, что увеличение приложенного напряжения от 0 до 140 В сопротивление тела нелинейно падает от десятков тысяч Ом до 800 Ом.
Zчел, кОм мА
– 6 300
- 250 –
– 4 200 –
- 150 –
–2 100 –
- 50 –
. 40 . 80 . 120 . 160 . 200 В
Рисунок 3.3.1 - Зависимость сопротивления тела человека и тока, проходящего через него, от величины приложенного напряжения
Исход электропоражения будет зависеть также от того, какой частью тела человек попадает под напряжение Характерные пути протекания тока рука-ноги, рука-рука, нога-нога Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие Однако смертельное поражение возможно и при протекании тока, не затрагивающего жизненно важные органы, т к ток в теле, как и в любой другой электрической цепи, протекает по пути наименьшего сопротивления (нервам, крови), минуя ткани с большим сопротивлением (жир, мышцы).
Исход поражения в значительной мере определяется длительностью протекания тока в организме. Продолжительное (несколько секунд) воздействие тока может приводить к тяжелому исходу.
Замыкания на землю в электроустановках, как правило, отключаются защитой за доли секунды Однако устройства электробезопасности (заземления и др.) рассчитываются, исходя из больших величин допустимого тока и длительности его воздействия (табл. 3.3.1).
Таблица 3.3.1 - Параметры электробезопасности требований ГОСТ 12 1 038-82
Расчетные параметры
|
Длительность воздействия тока, с
|
0.1
|
0.2
|
0.5
|
1
|
1-30
|
более 30
|
Допустимый ток, мА
|
500
|
250
|
100
|
50
|
5
|
2
|
Допустимое напряжение, В
|
500
|
250
|
100
|
50
|
24
|
9
|
Сопротивление тела, кОм
|
1
|
1
|
1
|
1
|
2,5
|
4,5
|
Постоянный ток менее опасен, его пороговые значения в 3-4 раза выше, чем переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Однако это справедливо при небольших напряжениях, когда еще не наступает электрический пробой верхнего слоя кожи. В диапазоне 400-600 В опасность постоянного и переменного тока примерно одинакова. Переменный ток наиболее опасен при частоте 501 Гц, опасность снижается при частоте 1-2 кГц, а при частоте 400-500 кГц биологическое действие тока не проявляется вовсе. Однако и в этом случае сохраняется опасность ожогов как от электрической дуги, так и от тока, проходящего через тело человека.
Исход поражения зависит и от индивидуальных свойств человека. У одного и того же человека пороговые значения тока меняются в зависимости от его физического и психического состояния. Состояние возбуждения уменьшает электрическое сопротивление организма, а, следовательно, и увеличивает опасность поражения. Опасное действие оказывает ток на людей, страдающих некоторыми заболеваниями (болезни сердца, нервные заболевания). Поэтому обслуживание электроустановок поручается лицам, прошедшим медицинский осмотр и специальное обучение.
|
