Действие электрического тока на организм человека

Политехнический университет»

Методические указания

по проведению лабораторной работы на тему

«Оценка действия защитного заземления»

Пермь, 2012
1. Основные термины

Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитных полей и статического электричества.

Электрооборудование — любое оборудование, предназначенное для производства, преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии.

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрического и технологического оборудования, которые могут оказаться под напряжением.

Замыкание на землю — случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или с землей непосредственно.

Ощутимый ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения.

(i = 0,6..1,5 мА —переменный; I = 6..7 мА — постоянный.)

Неотпускающий ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.

(i = 10..15 мА — переменный; I = 50..70 мА — постоянный.)

Напряжение шага — напряжение между двумя точками цепи тока, находящихся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек.

Действие электрического тока на организм человека

Одной из особенностей поражения электрическим током являемся отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств: увидеть, услышать, обонять и т.п.

Согласно статистическим данным, человек в большинстве случаев включается в электрическую цепь либо руками (путь тока «рука-рука»), либо рукой и ногами (путь тока «рука-ноги»). Проходящий при этом ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и жизненно важных органов - сердца и легких. Поэтому второй особенностью воздействия электрического тока на человека является тяжесть поражения.

Третья особенность заключается в том, что токи промышленной частоты 50 Гц и силой 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц. В результате наступает так называемое приковывание человека к токоведущим частям. Пострадавший самостоятельно не может освободиться от воздействия электрического тока. Длительное же (более 30 секунд) протекание тока такой силы может привести к тяжелым последствиям (остановка дыхания).

И, наконец, воздействие тока на человека вызывает резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания. При paботе на высоте это может привести к падению человека. В результате возникает опасность механического травмирования, причиной которого является воздействие тока. В этом состоит четвертая особенность поражения человека электрическим током. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, биологическое, механическое, динамическое и электролитическое воздействие. Биологическое воздействие заключается в способности тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, термическое - в его способности вызывать ожоги отдельных участков тела и нагрев до высоких температур других органов, электролитическое - в электролизе органических жидкостей и нарушении их физико-химического состава, а механическое приводит к судорожному сокращению мышц и разрыву тканей. Характер воздействия и тяжесть поражения человека зависит от многих взаимосвязанных и взаимообусловленных факторов, таких как сила тока, длительность воздействия тока, его род (постоянный, выпрямленный, переменный), путь прохождения, сопротивление тела человека, величины приложенного к нему напряжения, «фактор внимания», индивидуальные свойства пострадавшего и факторы окружающей среды.

В целом степень поражения электрическим током зависит от количества поглощенной электрической энергии в органах, тканях и системах при возникновении электрической цепи через тело человека. Установлено, что при увеличении силы тока происходит качественное изменение действия его на организм человека.

С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции организма: неприятное ощущение, судорожное сокращение мышц и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные, а их минимальные значения принято называть пороговыми.

Человек начинает ощущать протекание через него тока силой порядка 0,6-1,5 мА (при переменном токе промышленной частоты 50 Гц) и 5-7 мА (при постоянном токе). Наименьшее значение ощутимого тока или пороговый ощутимый ток определяется в зависимости от индивидуальных особенностей человека, площади контакта с электрооборудованием и места контакта (рука, тыльная сторона руки, лицо и пр.). Ощутимый ток не вызывает нарушений деятельности организма, поэтому допустимо его длительное протекание через тело человека в производственных условиях.

Если человек, попавший под напряжение, в состоянии самостоятельно преодолеть действие судороги и освободиться от контакта с проводниками, то такой ток называют отпускающим. В случаях, когда человек самостоятельно не может освободиться от контакта, возникает опасность длительной судороги. Токи, вызывающие такую реакцию организма, получили название неотпускающих. Пороговые значения неотпускающих токов лежат в пределах 10-15 мА (при частоте 50 Гц).

Ток 50мА поражает органы дыхания и сердечно-сосудистую систему. При 100 мА наступает фибрилляция сердца, заключающаяся в беспорядочном хаотическом сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Оно останавливается, кровообращение прекращается. Ток, вызывающий при прохождении через тело человека фибрилляцию сердца, называется фибрилляционным.

Допустимые для человека токи оцениваются по трем критериям электробезопасности. Первый критерий - ощутимый ток, который не вызывает нарушений деятельности организма и допускается для длительного (не более 10 минут в сутки) протекания через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки. Для переменного тока частотой 50 Гц сила его составляет 0,3 мА, а для постоянного - 1 мА (ГОСТ 12.1.038-82). В качестве второго критерия принимают отпускающий ток. Действие его на человека допустимо при длительности протекания более 1 секунды. Сила отпускающего тока для переменного тока 6 мА, для постоянного - 15 мА. Третьим критерием является фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый фибрилляционный ток и действующий кратковременно (до 1 с). Предельно допустимые уровни переменных токов частотой 50 Гц при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с заземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.038-82 с изм. от 01.07.88 и приведённых в таблице 6.1.

Таблица 1

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

при аварийном режиме производственных электроустановок

напряжением до 1000 В

Продолжительность воздействия тока t, с	Предельно допустимые значения, не более	Продолжительность воздействия тока t, с	Предельно допустимые значения, не более
U, В	I, мА	U, В	I, мА
0,01-0,08			0,6
0,1			0,7
0,2			0,8
0,3			0,9
0,4			1,0
0,5			Свыше 1,0

Таким образом, характер воздействия электрического тока на организм человека и тяжесть поражения во многом зависят от силы тока и длительности его воздействия. Однако нa исход поражения влияют и другие факторы.

Вероятность тяжелого или смертельного исхода при поражении человека электрическим током возрастает при утомлении, голодном или болезненном состоянии, опьянении, длительном воздействии тока, при прохождении тока через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг. Смертельный исход возможен даже при малых напряжениях (12 В), если ток проходит через биологически активные точки тела на шее, висках, голени, плечах, спине и других местах человеческою тела, находящихся в зоне акупунктуры.