Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов: электрического сопротивления тела человека; величины напряжения и тока; продолжительности воздействия электрического тока; пути тока через тело человека; рода и частоты электрического тока; условий внешней среды.
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 - эпидерма в свою очередь имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом и незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его удельное объемное сопротивление достигает 10 5 -10 6 Ом-м, т. е. в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи и внутренних тканей организма. Сопротивление внутреннего слоя кожи - 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 - 500 Ом.
Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зависит от площади участка тела, по которому проходит ток.
Наружное сопротивление тела состоит как бы из двух параллельно включенных сопротивлений: активного и емкостного. В практике обычно пренебрегают емкостным сопротивлением, которое незначительно, и считают сопротивление тела человека чисто активным и неизменным.
В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют активное 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.
Повреждение 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. Поэтому, работа с электроустановками влажными руками или в условиях, вызывающих увлажнение кожи, а также при повышенной температуре, вызывающей усиленное потовыделение, усугубляет опасность поражения человека током.
Загрязнения кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т. п.), приводит к снижению ее сопротивления.
На сопротивление тела оказывает влияние 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 и напряжения. Основным фактором, обусловливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека.
Напряжение, приложенное к телу человека, также влияет на исход поражения, поскольку оно определяет значение тока, проходящего через человека.
Таблица 1. Пороговые пределы токов различной величины
Род и частота электрического тока. Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это вытекает из сопоставления пороговых ощутимых, а также неотпускающих токов для постоянного и переменного токов. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250 - 300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).
Для переменного тока играет роль также и его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно повышается опасность поражения.
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 сохраняют опасность ожогов. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при 1 - 2 кГц.
Продолжительность воздействия электрического тока. Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Продолжительное действие тока приводит к тяжелым, а иногда смертельным поражениям.
Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой:
I h = 50/t,
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.
При длительном воздействии допустимый безопасный ток принят в 1 мА.
При продолжительности воздействия до 30 с -б мА.
При воздействии 1 с и менее величины токов приведены ниже, однако они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность и принимаются в качестве практически допустимых с достаточно малой вероятностью поражения:
Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука - рука, рука - ноги и нога - нога.
Безопасными значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038 - 82 руководствуются при проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем
Путь тока через тело человека. Путь прохождения 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 называются также петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука - рука, рука - ноги, и нога - нога (табл. 15.1).
Наиболее опасны петли голова - руки и голова - ноги, но эти петли возникают относительно редко.
Таблица 15.1. Характеристика путей тока в теле человека
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-сосудистой системы, 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. Состояние окружающей воздушной среды, а также окружающая обстановка могут существенным образом влиять на опасность поражения током.
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.
Воздействие тока на человека усугубляют также токопроводящие полы и близко расположенные к электрооборудованию металлические конструкции, имеющие связь с землей, так как в случае одновременного касания к этим предметам и корпусу электрооборудования, случайно оказавшемуся под напряжением, через человека пройдет ток большой силы.
В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, «Правила устройства электроустановок» делят все помещения по опасности поражения людей электрическим током на следующие классы: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные, а также территории размещения наружных электроустановок.
1. Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность (п.п. 2 и 3).
2. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:
а) сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;
б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);
в) высокой температуры (выше +35 °С);
г) 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.
3. Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:
а) особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);
б) химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);
в) одновременно двух или более условий повышенной опасности (п. 2).
4. Территории размещения наружных электроустановок. По опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям.
В химической промышленности многие производственные помещения являются особо опасными.
Электрооборудование следует выбирать с учетом состояния окружающей среды и класса помещения по опасности поражения током, чтобы обеспечить необходимую степень безопасности при его обслуживании.
Так. например, электрическое оборудование, устанавливаемое в сырых, особо сырых и пыльных помещениях, а также в помещениях с химически активной средой, должно быть закрытого типа и иметь соответствующее исполнение: капле- или брызгозащищенное, пыленепроницаемое, продуваемое и т. п.
Электрооборудование и электрические сети, размещаемые в помещениях с химически активной средой, должны выбираться с учетом соответствующего исполнения или покрытия, обеспечивающего защиту их от воздействия этой среды. При выборе мест прокладки электрических сетей и способов защиты их от коррозии следует учитывать свойства окружающей среды.
Для защиты электрооборудования от воздействия химически активной среды необходимо, чтобы оно соответствовало условиям эксплуатации; материал, из которого выполнено электрооборудование, должен быть коррозионностойким; металлические части должны быть надежно защищены лакокрасочным или гальваническим покрытием.
В условиях воздействия химически активных сред следует применять электрооборудование химически стойкого исполнения.
Во взрывоопасных зонах всех классов с химически активными средами должны применяться провода и кабели с поливинилхлоридной изоляцией, а также провода с резиновой изоляцией и кабели с резиновой и бумажной изоляцией в свинцовой или поливинилхлоридной оболочке. Применение проводов и кабелей с полиэтиленовой изоляцией при любых оболочках и покровах запрещается.
Чтобы обеспечить надежную работу электрооборудования в химически активных средах, необходимо исключить возможность проникновения химически активных реагентов в оболочки электрооборудования и применять специальные конструкционные материалы и защитные покрытия. Конструкция вводных устройств электрооборудования должна обеспечивать защиту токоведущих частей, изоляции и мест соединений от воздействия химически активных сред, для которых оно предназначено.
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:
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:
· значения тока, проходящего через организм 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, но неоднородным по сопротивлению. Наибольшим сопротивлением
обладает кожа. Верхний роговой слой кожи в сухом и незагрязнённом состоянии может считаться диэлектриком, его сопротивление. Сопротивление тела при сухой и чистой коже от 3 до 100 кОм, внутренних органов 300-500 Ом. Обычно пренебрегают емкостным сопротивление, которое незначительно, и считают сопротивление человека чисто активным и неизменным. за расчётную величину принимают 1000 Ом. В реальных условиях сопротивление человека не является постоянной величиной и зависит от ряда факторов. Сопротивление снижают следующие:
· повреждение рогового слоя (порезы, царапины и др.);
· увлажнение кожи водой или потом;
· загрязнение вредными веществами, проводящими электрический ток;
· увеличение тока и время его прохождения;
· рост напряжения приложенного к телу тока;
· увеличение частоты тока;
На сопротивление тела также оказывает влияние площадь контакта и место касания, т. к. сопротивление кожи на разных участках неодинаково.
Величина тока и напряжение.
Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения (пороговые ощутимые токи). Переменный ток силой или постоянныйвызывают такие ощущения.
Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый неотпускающий ток составляетпеременного тока ипостоянного. Человек не может самостоятельно разжать руку, требуется помощь.
Фибрилляционный ток - электрический ток, вызывающий прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет переменного тока ипостоянного тока при длительности действия 1-2с. При токе болеепроисходит мгновенная остановка сердца.
Продолжительность воздействия. Влияние длительности прохождения тока через тело человека на исход поражения можно оценить эмпирической формулой: , где- ток, проходящий через тело человека, мА;- продолжительность прохождения тока, с. Эта формула действительна в пределах 0,1-1,0с. Её используют для определения предельно допустимых токов, проходящих через человека по пути рука – ноги, необходимых для расчёта защитных устройств.
Путь тока через тело человека. Возможные пути тока в теле человека также называют петлями тока. Наиболее часто встречаются петли: рука-рука, рука - ноги и нога - нога. Наиболее опасны петли голова – руки и голова – ноги, но эти петли встречаются относительно редко.
Род и частота электрического тока. Для напряжений 250-300В постоянный ток примерно в 4-5-раз безопаснее переменного. При более высоких напряжения постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50Гц). для переменного тока играет роль и его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела человека уменьшается, следовательно повышается опасность поражения. Наибольшую опасность
представляет ток частотой от 50до 100Гц; при дальнейшем повышении частоты опасность поражения уменьшается и полностью исчезает при частоте 45-50кГц. Эти токи сохраняют опасность ожогов. Снижение опасности тока становится практически заметным при частоте 1-2кГц.
Индивидуальные свойства человека. Физически здоровые и крепкие люди легче переносят электрические удары. Повышенной восприимчивостью к электрическому току отличаются люди, страдающие болезнями кожи, сердечно-сосудистой системы, лёгких, нервными болезнями и другие. Такие люди не допускаются к работе на электроустановках.
Условия внешней среды.
«Правила устройства электроустановок» делят все помещения по опасности поражения людей электрическим током на следующие классы:
1. Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность.
2. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: а) сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%); б)высокой температуры (выше 35); в) токопроводящей пыли; г) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.); д) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землёй металлоконструкциям здания, технологическим аппаратам, механизмам, и т. п., с одной стороны, и металлическим корпусам электрооборудования - с другой.
3. Особо опасные характеризуются наличием одного из следующих условий: а) особой сырости (относительная влажность близка к 100%): потолок, тены, под и предметы в помещении покрыты влагой0; б) химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования); в) одновременно двух или более условй повышенной опасности.
Мероприятия по соблюдению правил техники безопасности при выполнении работ, связанных с электричеством
При разработке мер по защите от поражения электрическим током и высокочастотным излучением необходимо строго руководствоваться правилами техники безопасности при эксплуатации электростанций, электросетей
В целях недопущения случаев электротравматизма запрещается:
проводить всякого рода работы на электролинии под напряжением;
выполнять монтажно-ремонтные работы на электролиниях, на радиостанциях без защитных средств (диэлектрических ковриков, перчаток, фартуков, галош) даже при условии отключения токоприемников от питающей электросети;
допускать к эксплуатации и производству работ на электросетях, источниках электроэнергии и электрооборудовании лиц, не имеющих специальной подготовки и допуска;
включать и выключать питание электролиний, проложенных в районах целей, без распоряжения руководителя полетами или начальника авиационного полигона.
Лица работающие с током должны регулярно проводиться занятия по технике безопасности, на которых разъясняется недопустимость беспечного и неосторожного обращения с источниками электроэнергии, электросетями и электрооборудованием.
С лицами, работающими на станочном оборудовании, лесопильных рамах, циркулярных пилах и другом оборудовании организует занятия по технике безопасности и систематическую проверку знания ими правил техники безопасности.
В мастерской, в гаражах, на электростанциях, на радиолокационных станциях и других объектах должны быть утвержденные начальником авиационного полигона инструкции по соблюдению правил охраны труда.
Допускается к работе с электрооборудованием после сдачи зачетов по знанию охраны труда.
34 Вибрация
Вибрация – это движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание обычно во времени значений какой-либо величины, ее характеризующей.
По механизму генерации различают вибрации с силовым, кинематическим и па-раметрическим возбуждением.
Силовое возбуждение – это возбуждение вибрации системы вынуждающими силами и (или) моментами.
Кинематическое возбуждение – возбуждение вибрации системы сообщением каким-либо ее точкам заданных движений, не зависящих от состояния системы.
Параметрическое возбуждение – это возбуждение вибрации системы не зависящим от состояния системы изменением во времени одного или нескольких ее параметров (массы, момента инерции, коэффициентов жесткости и сопротивления
По способу передачи на человека вибрацию делят на 2-е группы:
1. Общая, которая действует на тело сидящего или стоящего человека и оценивается в октавных полосах f = 2, 4, 8, 16, 31,5; 63 Гц.
2.Локальная, которая передаётся через руки на частотах f = 8, 16, 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.
По источнику возникновения вибрацию делят на три категории:
1.Транспортная (подвижные машины на местности).
2.Транспортно-технологическая
(краны, погрузчики).
3. Технологическая (рабочие места).
По времени действия вибрацию подразделяют на следующие категории.
1.Постоянная. Здесь величина контролируемого параметра за время наблюдения изменяется не более чем в два раза;
2.Непостоянная. Здесь величина контролируемого параметра изменяется более чем в 2 раза за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с.
Непостоянная вибрация может быть колеблющейся, прерывистой и импульсной.
Основными факторами, определяющими степень поражения электрическим током являются:
- путь тока через тело человека. Наиболее опасными путями являются – «голова – ноги» - варианты 11, 12, 14 и 15, «голова – руки» - варианты 10, 12, и 13, и, «рука – нога» - варианты – 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Пути тока через тело человека показаны на рисунке;
Рис. 15. Характеристика пути тока в организме человека
- - сила тока (А). Человек начинает чувствовать электрический ток при силе в 0,6 – 1,5 мА (мА – миллиампер = 0,001А). При силе тока 20 – 25 мА нарушается работа лёгких и сердца. При силе тока 100мА происходит фибрилляция - судорожное неритмичное сокращение сердечной мышцы. Величина силы электрического тока имеет определяющую роль в поражении человека. Поражение электрическим током возникает тогда, когда создаётся замкнутая электрическая цепь, в которую оказывается включён и человек. По закону Ома сила тока I равна электрическому напряжению U, делённому на сопротивление электрической цепи R:
Поэтому, чем больше напряжение, тем больше и опаснее электрический ток. Чем больше электрическое сопротивление цепи, тем меньше ток и опасность поражения человека. Электрическое сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех участков, составляющих цепь (проводников, пола, обуви, тела человека и т.д.);
- электрическое сопротивление тела человека. Чистая сухая неповреждённая кожа человека имеет большое сопротивление – до несколько сотен тысяч Ом. При повреждённой (раны, царапины), а также нежной и тонкой коже (у женщин и детей) сопротивление меньше; при грубой мозолистой коже рук (у мужчин) сопротивление больше. Поэтому степень воздействия электрического тока различна у разных людей. В расчётах на электробезопасность обычно принимают величину сопротивления тела человека = 1000Ом (1кило Ом). Сопротивление внутренних органов человека невелико и поэтому значения почти не имеет.
Меры и средства защиты от поражения электрическим током
Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок – токоведущие проводники, корпуса ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции.
Важной мерой для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих ПЭВМ, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ.
Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства защиты:
- изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная). Исправная изоляция является основным условием, обеспечивающим безопасность эксплуатации электроустановок. Основными причинами нарушения изоляции и ухудшения ее качеств являются:
Нагревание, например, токами короткого замыкания, а также теплом посторонних источников;
Динамические усилия (смещение, истирание, механические повреждения);
Воздействие загрязнения (масел, бензина, влаги, химических веществ).
Состояние изоляции проверяется перед вводом электроустановки в эксплуатацию, после ее ремонта, а также после длительного ее пребывания в нерабочем положении;
- защита от прикосновения к токоведущим частям выполняется в виде оградительных устройств . Они выполняются из негорючего или трудно горючего материала в виде кожухов, крышек, ящиков, сеток и должны обладать достаточной механической прочностью и иметь такое конструктивное исполнение, чтобы снятие или открывание их было возможно только при помощи специальных инструментов или ключей и работниками, которым это поручено.
- предупредительная сигнализация . Для предупреждения несчастных случаев при эксплуатации электрооборудования важная роль принадлежит маркировке, надписям, указывающим состояние оборудования, название и назначение присоединений. При отсутствии маркировки и надписей обслуживающий персонал может во время ремонтов, осмотров и эксплуатации электрооборудования перепутать назначение проводов, рубильников, выключателей и т. д. Все ключи, кнопки и рукоятки управления должны иметь надписи, указывающие операцию, для которой они предназначены («включить», «отключить», «убавить»).
- малое напряжение (42 вольта и ниже). Использование таких напряжений резко снижает опасность при всех условиях поражения;
- защитное заземление . Это преднамеренное электрическое соединение с землёй металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением случайно. Для защитного заземления используют искусственные и естественные заземляющие устройства: металлические трубы, арматуру, уголки, фундаменты зданий и т.д. Заземляющие устройства должны располагаться на определённой глубине в земле - глубже уровня замерзания почвы зимой (в Удмуртии – около 2 метров);
- защитное отключение оборудования. Это быстродействующее автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности. Существует несколько типов устройств защитного отключения. Например – прибор защитного отключения и автоматический выключатель;
- средства индивидуальной защиты . Они подразделяются на основные и дополнительные. Основные средства защиты выдерживают длительное рабочее напряжение в электроустановках. К основным средствам защиты относятся изолирующие шланги, изолирующие ручки электроизмерительных и электромонтажных инструментов (отвёрток и т.д.), диэлектрические перчатки, указатели напряжения. Дополнительные средства защиты не выдерживают длительного воздействия напряжения. К дополнительным средствам защиты относятся диэлектрические галоши, коврики, подставки (деревянные). Все средства защиты должны иметь маркировку с указанием напряжения, на которое они расчитаны.
В области электробезопасности действуют следующие государственные нормативные документы:
- ГОСТ Р 50571.1-93 Электроустановки зданий. Основные положения.
ГОСТ МЭК 60536-04. Классификация электротехнического и электронного оборудования по способу защиты от поражения электрическим током.