Действие электрического тока на организм человека
Основные причины электротравматизма
Электротравмапшзм по сравнению с другими видами травматизма составляет до 1%, но по числу случаев с тяжелым исходом занимает одно из первых мест.
Все электроустановки принято разделять по напряжениям на две группы: U<1000B и U>1000В. Следует отметить, что наибольшее число травм происходит на электроустановках U<1000B. Это объясняется тем, что эти электроустановки применяются повсюду, их много, и они часто обслуживаются персоналом неэлектрической специальности.
Основными причинами электротравматизма является:
- появление напряжения там, где его в нормальных условиях не должно быть (металлоконструкции, корпуса электро- и промышленного оборудования, строительные элементы зданий). Причина - повреждение изоляции кабелей, проводов или обмоток электрических машин и аппаратов;
- возможное прикосновение к неизолированным токоведущим частям. Все клеммы, шины должны располагаться на высоте или под ограждением;
- образование электрической дуги между токоведущей частью и человеком (при U>1000B). Нормами установлены следующие наименьшие допустимые расстояния: в электроустановках U=6-35кВ-0,6 м; 60-110кВ-
1 м; до 150кВ-1,5м: до 220кВ-2 м; 500кВ-3,5 м;
- прочие причины - несогласованные и ошибочные действия персонала; оставление электроустановки под напряжением без надзора; возникновение шагового напряжения на поверхности земли; допуск к работам на отключение токоведущих частей без проверки отсутствия напряжения и наличия заземления.
Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный разносторонний характер. Проходя через организм, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое действие.
Термическое действие проявляется в нагреве тканей вплоть до ожогов отдельных участков тела, перегрева кровеносных сосудов и крови, что вызывает в них функциональные расстройства.
Электролитическое действие вызывает разложение крови и плазмы - нарушение их физико-химических составов.
Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц. При этом могут возникать различные нарушения в организме - полное прекращение деятельности сердца и легких, а также механических повреждений тканей.
Факторы, определяющие опасное поражение электрическим током делятся на три группы:
- факторы электрического характера - сила тока, напряжение, род и частота тока, сопротивляемость тела человека электрическому току;
- факторы не электрического характера - индивидуальные особенности человека, фактор внимания, время действия, путь тока;
- факторы окружающей среды - t°, влажность, запыленность, атмосферное давление, электрическое и магнитное поле.
Рассмотрим эти факторы более детально:
Величина тока - является основным фактором от которого зависит поражение: чем больше ток, тем опаснее его действие.
0,6-1,5мА - пороговый ощутимый ток;
10-15мА - пороговый неотпускающий ток;
25-50мА - действует на мышцы грудной клетки, затрудняет и даже прекращает дыхание;
100мА -вызывает остановку сердца или его фибрилляцию. Наиболее опасна частота 20-200Гц переменного тока.
Род тока - до 450В наиболее опасен переменный ток;
>500В - постоянный ток;
450-500В - опасность одинакова;
t0 - потоотделение и перегревание - опасность увеличивается;
g - снижает общую сопротивляемость организма электрическому току;
р - при повышении давления электротравматизм меньше.
Электрическое поле - при наличии электрического поля опасность меньше.
Магнитное поле - не вызывает патологии, но изменение численного значения напряженности поля приводит к возникновению токов в организме человека и электрической травме.
Путь движения тока: наиболее уязвимыми местами являются: тыльная часть кисти; рука выше кисти; шея, висок, спина; нижняя часть ноги; плечо.
2.3. Классификация помещений по степени
опасности поражения электрическим током
Помещения подразделяются:
- помещения с повышенной опасностью - j>75%;токопроводящая пыль, полы, t>35°C;
- помещения особо опасные характеризуются наличием одного из следующих трех условий, создающие опасность:
а) с химически активной средой, разрушающей изоляцию;
б) наличие 2-х и более факторов, свойственных помещениям с повышенной опасностью;
в) с особой сыростью, j до100%;
- помещения без повышенной опасности - нормальные условия и нетокопроводящие полы.
2.4. Анализ опасности поражения электрическим
током в различных электрических сетях
Основные случаи порождения электрическим током происходят при прикосновении человека не менее чем к двум точкам сети, имеющим разные потенциалы. Опасность такого прикосновения зависит от условий включения человека в сеть, схемы сети, режима ее нейтрали, величины напряжения, состояние изоляции токоведущих частей от земли. Включение человека в электрическую сеть может быть однофазным, и двухфазным. Электрические сети делятся на однофазные и трехфазные.
Трехфазные сети переменного тока бывают с изолированными от земли нейтралью и глухо заземлены.
Рассмотрим однополюсное прикосновение к однофазной сети переменного тока (рис. 2.1.).
Рис. 2.1. Однополюсное прикосновение к однофазной сети
переменного тока
Все токоведущие части любой сети, находящиеся под напряжением, нормально должны быть изолированы от земли. Сопротивление провода по отношению к земле, называется сопротивлением изоляции или сопротивление утечки, складывающиеся из сопротивления изоляции самого провода и последовательно включенных участков пути на землю (строительные конструкции, пол, почва). По этой цепочке сопротивлении под действием разности потенциалов между проводом и землей протекает небольшой ток; который называется током утечки (r1 и r2 - сопротивление изоляции или сопротивление утечки).
В случае прикосновения человека к фазе сети его сопротивление 
включается параллельно с
сопротивлением утечки этой фазы. Ток, протекающий через человека будет равен:
 ,
| (1) |
где 
- сопротивление изоляции или утечки.
С учетом сопротивления обуви 
и сопротивление пола 
, которые включаются последовательно с сопротивлением человека:
 ;
| (2) |
- от нескольких МОм до нескольких Ом; - 60 кОм - деревянный сухой пол.
Рассмотрим 2-х полюсное прикосновение к однофазной cemu
(рис. 2.2.)
Рис.2.2. Двухполюсное прикосновение к однородной сети
переменного тока
Ток, проходящий через человека, будет равным:
 ;
| (3) |
Прикосновение к одной фазе 3-х фазной сети с изолированной нейтралью (рис. 2.3.).
Рис.2.3. Однополюсное прикосновение к 3 х фазной сети
с заземлённой нейтралью.
Ток, проходящий через человека равен:
 ;
| (4) |
Прикосновение к одной фазе 3-х фазной сети с заземленной нейтралью ( рис. 2.4.).
Рис. 2.4. Однополюсное прикосновение к 3 х фазной сети
с заземлённой нейтралью
В сетях с заземленной нейтралью напряжение фаз относительно земли равно фазному напряжению источника, т.к. сопротивление заземления напряжения нейтрали rз намного меньше сопротивления утечек r, емкостного сопротивления фаз относительно земли и самого человека .
- сопротивление растекания тока в земле при стекании тока с человека в землю.
В случае, когда намного <, то 
.
При учете и :
 ;
| (5) |
Двухполюсное прикосновение человека к 3-х фазной сети (рис. 2.5.).
Рис.2.5. Двухполюсное прикосновение к 3-х фазной сети.
При двухполюсном прикосновении к трехфазной сети независимо от заземления нейтрали:
 ;
| (6) |
Кроме того, через тело человека будет протекать ток и по направлению к земле, но этот ток можно не учитывать, т.к. он будет весьма незначителен из-за сравнительно большого сопротивления обуви и пола.