Действие электрического тока на организм человека

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 r_з 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.