Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током
1. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током и нормирование их параметров
Как указано в П. 1. одним из основных факторов, воздействующих на человека, является величина и род тока, протекающего через тело человека. Значения приложенного напряжения и сопротивление тела человека сопутствующие факторы, т.к. они влияют на величину тока, протекающего через человека, т.е. Ih = U/Rh. Большое влияние оказывают также длительность воздействия тока, его частота (рис. 2.1.), путь прохождения тока через организм человека и другие факторы.
Установлено, наименьшая величина тока, которую начинает ощущать человек составляет 0,6 – 0,8 мА при частоте тока 50 Гц и 5 – 7 мА при постоянном токе. При величине тока около 8-10 мА частотой 50 Гц человеку трудно самостоятельно отключится от источника тока. Постоянный ток величиной более 20-25 мА вызывает сильнейшие боли. Фибрилляцию сердечной мышцы вызывает переменный ток частотой 50 Гц величиной около 700 мА при длительности воздействия 0,01 – 0,08 с, а при воздействии в течение 1с. фибрилляцию сердца уже вызывает ток величиной около 70 мА. Из последнего примера видно, что на исход поражения оказывает значительное влияние продолжительность действия тока. Это объясняется тем, что с увеличением времени действия тока сопротивление тела человека снижается, а следовательно величина тока, проходящего через человека, возрастает.
Сопротивление тела человека рассматривается состоящим из внешнего (кожный покров) и внутреннего (сопротивления внутренних тканей и органов). Сопротивление внутренних органов и тканей не превышает 800-1000 Ом.
Рис. 2.1. Зависимость тока неотпускающего от частоты
При сухой неповрежденной коже сопротивление достигает 100000 – 200000 Ом и изменяется в зависимости от влажности кожного покрова (снижается на 40-60 %), продолжительности действия тока (снижается в несколько раз), возраста человека, его здоровья (у больных – снижается на 20-30 %) и величины приложенного напряжения (см. рис. 2.2.)
Рекомендуемые материалы
Рис. 2.2. Зависимость электрического сопротивления тела человека от величины приложенного напряжения
При увеличении приложенного напряжения (рис. 2.2.) с 10 до 40 В сопротивление тела человека снизилось с 6 кОм до 2 кОм, т.е. в 3 раза.
Важное значение имеет на исход поражения путь прохождения тока через тело человека (см. рис. 2.3.)
Рис. 2.3 Зависимость тока, протекающего через тело человека, от напряжения и места приложения контакта
Как указывалось в П.1. наиболее чувствительные к электрическому току являются сердце и легкие. Ток в человеке проходит не обязательно по кратчайшему пути, что объясняется большой разницей в удельном сопротивлении различных тканей (костная, мышечная, жировая). Установлено, что при пути тока «рука - рука» через сердце проходит 3,3 % общего тока, «левая рука - ноги» - 3,7 %, а «правая рука - ноги» - 6,7 %, «голова - ноги» - 6,8 и «голова - руки» - 7%.
Предельно допустимое значение напряжения прикосновения Uпр. и токов Ih, протекающих через тело человека установлены ГОСТом 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токов». Uпр и Ih соответствуют путям тока в теле человека от одной руки к другой и от руки к ногам.
Сопротивление тела человека при нормировании Uпр и Ih приняты:
Rh = 6 кОм при U ≤ 50 В и Rh = 1,0 кОм при U > 50 В. (Рекомендованы международной электротехнической комиссии МЭК : U = 25 В – Rh = 2500 Ом; U = 50 В – Rh = 2000 Ом; U = 250 В – Rh = 1000 Ом; U > 250 В – Rh = 650 Ом).
Напряжение прикосновения (Uпр) и ток (Ih), протекающий через тело человека при нормальном режиме работы (неаварийном) электроустановок, не должны превышать значений, указанных в табл. 1
Допустимые величины Uпр и Ih. Таблица 1*
Род и частота тока | Uпр, В | Ih, мА |
не более | ||
Переменный 50 Гц | 2,0 | 0,3 |
Переменный 400 Гц | 3,0 | 0,4 |
Постоянный | 8,0 | 1,0 |
* Примечание 1) Продолжительность воздействия не более 10 мин. в сутки.
2) При температуре воздуха t >25°С и его относительной влажности > 75 % Uпр и Ih должны быть уменьшены в 3 раза.
Такие значения Uпр и Ih (табл. 1) при нормальном режиме работы электроустановок должна обеспечивать соответствующая изоляция токоведущих частей.
При аварийном режиме производственных и бытовых электроустановок предельно допустимые уровни Uпр и Ih зависят от режима нейтрали, напряжения установки (до или выше 1000 В), продолжительности действия тока, назначения электроустановок, рода и частоты тока и т.п. Некоторые допустимые уровни Uпр и Ih приведены в табл. 2.
Таблица 2
Значения Uпр и Ih (фрагмент из норм).
Режим нейтрали, вид установки и напряжение | Род и частота тока | Нормируемая величина | Предельно допустимые уровни при продолжительности действия, с | |||||
0,1 | 0,2 | 0,5 | 0,7 | 1,0 | >1,0 | |||
С изолированной и глухозаземленной нейтралью до 1000 В, с изолир. > 1000 В | Переменный 50 Гц | Uпр., В Ih, мА | 500 | 250 | 100 | 70 | 50 | 36 6 |
- | Постоянный | Uпр., В Ih, мА | 500 | 400 | 300 | 230 | 200 | 40 15 |
Глухозаземленной нейтралью U > 1000 В | Переменный 50 Гц | Uпр., В | 500 | 400 | 200 | 130 | 100 | 65 |
Бытовые электроустановки, U до 1000 В | Переменный 50 Гц | Uпр., В Ih, мА | 200 200 | 100 100 | 50 50 | 35 Ещё посмотрите лекцию "9 Мультимедиа" по этой теме. 35 | 25 25 | 12 2 |
При нормировании предельно допустимых значений Uпр и Ih в зависимости от продолжительности действия тока на человека предусматривается, что за это время должна сработать автоматика защитного отключения и основная защита отключить поврежденную электроустановку.