Какие факторы определяют опасность поражения электрическим током. Обеспечение безопасности при эксплуатации электроустановок и защита от неблагоприятного действия электричества факторы, определяющие опасность поражения электрическим током

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависят от следующих факторов:

Значение тока, проходящего через тело 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, 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 – эпидермис, в свою очередь, имеет несколько слоев, из которых самый толстый верхний слой называется роговым. Роговой слой в сухом незагрязненном состоянии можно рассматривать как диэлектрик: его объемное удельное сопротивление достигает 10 5 – 10 6 Ом·м, что в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи, сопротивление 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 300-500Ом.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты применяют 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.

Повреждения 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.

Загрязнение кожи вредными веществами, хорошо проводящими электрический ток (пыль, окалина и т.п.) приводят к снижению ее сопротивления.

На сопротивление тела оказывает влияние и 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. Основным фактором, обуславливающим исход поражения электрическим током, является сила тока, проходящего через тело человека. Характер воздействия тока на человека в зависимости от силы и вида тока приведен в Таблице 7.1

Таблица 7.1.

Характер воздействия тока на человека (путь тока рука – нога, напряжение 220 В)

	Переменный ток, 50 Гц	Постоянный ток
	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев	Ощущений нет
	Начало болевых ощущений	Ощущений нет
	Начало судорог в руках	Зуд, ощущение нагрева
	Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов	Усиление ощущения нагрева
	Сильные судороги и боли, неотпускающий ток, дыхание затруднено
	Паралич дыхания	Судороги рук, затруднение дыхания
		Паралич дыхания при длительном протекании тока
	То же, за меньшее время	Фибрилляция сердца при действии тока в течение 2-3 с, паралич дыхания

Ощутимый ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения. Ощутимые раздражения вызывает переменный ток силой 0,6-1,5 А и постоянный – силой 5-7 А. Указанные значения являются пороговыми ощутимыми токами; с них начинается область ощутимых токов.

Неотпускающий ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник. Пороговый не отпускающий ток составляет 10-15 мА переменного тока и 50-60 мА постоянного тока. При таком токе человек уже не может самостоятельно разжать руку, в которой зажата токоведущая часть и оказывается как бы прикованным к ней.

Фибрилляционный ток – электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца. Пороговый фибрилляционный ток составляет 100 мА переменного тока и 300 мА постоянного тока при длительности воздействия 1-2 с. по пути рука-ноги или рука-рука. Фибрилляционный ток может достичь 5А. Ток больше 5А фибрилляцию сердца не вызывает. При таких токах происходит мгновенная остановка сердца.

Продолжительность воздействия электрического тока . Существенное влияние на исход поражения оказывает длительность прохождения тока через тело человека. Опасность поражения током вследствие фибрилляции сердца зависит от того, с какой фазой сердечного цикла совпадает время прохождения тока через область сердца. Если длительность прохождения тока равна или превышает время кардиоцикла (0,75-1с), то ток «встречается» со всеми фазами работы сердца (в том числе наиболее уязвимой), что весьма опасно для организма. Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардиоцикла на 0,5 с или более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с наиболее уязвимой фазой работы сердца, а, следовательно, и опасность поражения резко уменьшаются. Указанное обстоятельство используется в быстродействующих устройствах защитного отключения, где время срабатывания менее 0,2 с.

Путь 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 также называются петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока: рука-рука, рука-ноги, нога-нога. Наиболее опасны петли голова-руки и голова-ноги.

Род и частота электрического тока . Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это положение справедливо лишь для напряжений до 250-300В. При более высоких напряжениях постоянный ток более опасен, чем переменный (с частотой 50 Гц).

С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, следовательно, опасность поражения увеличивается.

Условия внешней среды. 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.

В зависимости от наличия перечисленных условий, повышающих опасность воздействия тока на человека, все помещения делят по опасности поражения человека электрическим током на следующие классы: (Таблица 7.2.)

Таблица 7.2.

Классификация помещений по опасности поражения электрическим током

Критерии безопасности электрического тока. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82.

При длительном воздействии допустимый ток принят в 1 мА. При продолжительности воздействия до 30 с – 6 мА. При воздействии 1 с и менее величины токов приведены в таблице 7.3., однако, они не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность, и принимаются в качестве практических допустимых с достаточно малой вероятностью поражения.

Таблица 7.3.

Практически допустимые величины тока

Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука-рука, рука-ноги, и нога-нога.

Степень вредного воздействия электрического тока на человека при его поражении зависит от: - индивидуальных особенностей организма; - общего элек­трического сопротивления тела (проводимости); - напряжения и рода тока; - пути прохождения тока через тело человека; - продолжительности воздействия; - условий внешней среды (температура, влажность, запы­ленность) и других факторов.

Индивидуальные особенности людей в значительной степени определяют исход поражения. Ток, вызывающий лишь слабые ощущения у одного человека, может быть неотпускающим для другого.

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

Характер воздействия при одном и том же значении тока зависит от состояния нервной системы и всего организма в целом, а также от массы человека и его физического развития. Проявление индивидуальных особенностей организма человека выражается в физическом и психическом состоянии организма:

Высо­кая или низкая активность; - степень концентрации внимания; - безволие, утомление, алкогольное опьянение; - ослабление организма в связи с болезнью. При снижении жизненного тонуса организма опасность по­ражения электрическим током возрастает.

Общее электрическое сопротивление человеческого организмаскладывается из сопротивлений участков тела, расположенных на пути тока. Основным сопротивлением в цепи тока через тело человека является верхний роговой слой кожи. Сопротивление тела человека меняется в широких пределах и зависит от: - состояния кожи (сухая, влажная, чистая, поврежденная и т.п.); - плотности контакта; - площади контакта; - величины тока через человека и приложенного напряжения; - частоты тока; - времени воздействия тока на человека.

В связи с большими различиями значений сопротивления тканей человека и невозможностью заранее предвидеть место контакта тела человека с токоведущей частью оборудования определить поражающую величину силы тока невозможно. Поэтому для оценки безопасных усло­вий исходят из допустимого напряжения.

Безопасное напряжение (малое напряжение) – это номинальное напряжение не более 42В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Однако, с учетом требований Международного электротехнического комитета (МЭК) уточняют понятие безопасного напряжения как сверхнизкое (малое) напряжение . Оно составляет напряжение, не превышающее 50В переменного тока и 120В постоянного тока.

Установлено, что переменный ток частотой 50-60 Гц более опасен, чем постоянный. Это следует также из таблицы 1, так как одни и те же воздействия вызываются большими значениями постоянного тока, чем переменного. Однако даже небольшой постоянный ток, ниже порога ощущения, при быстром разрыве цепи дает очень резкие удары, иногда вызывающие судороги мышц рук. Путь , по которому электрический ток проходит через тело чело­века, во многом определяет степень поражения организма. Возможны следующие варианты направлений движения тока по телу человека: - человек обеими руками дотрагивается до токоведущих проводов (частей оборудования), в этом случае возникает направление движения тока от одной руки к другой, то есть "рука - рука"; - при касании одной рукой к источнику путь тока замыкается через обе ноги на землю "рука - ноги"; - при пробое изоляции токоведущих частей оборудования на корпус руки работающего оказываются под напряжением, вместе с тем стекание тока с корпуса оборудования на землю приводит к тому, что и ноги оказываются под напряжением, но с другим потенциалом, так возникает путь тока "руки - ноги";

При стекании тока в землю от неисправного электрооборудования земля поблизости получает изменяющийся потенциал напряжения, и человек, вступивший обеими ногами на такую землю, оказывается под разностью потенциалов, то есть каждая из его ног получает разный по­тенциал напряжения, в результате возникает шаговое напряжение и электрическая цепь "нога - нога"; - прикосновение головой к токоведущим частям может вызвать, в зависимости от характера выполняемой работы, путь тока на руки или на ноги - "голова - руки", "голова - ноги".

Перечисленные варианты прохождения тока через тело человека не являются исчерпывающими. Наблюдались случаи, когда ток проходил через тело по другим путям: "спина - руки", "плечо - кисть руки" и т.п. Все варианты различаются степенью опасности.

Наиболее опасными являются варианты "голова - руки", "голова - ноги", "руки - ноги". Это объясняется тем, что в зону поражения попадают жизненно важные системы организма - головной мозг, сердце.

Продолжительность воздействия тока . Опасность для орга­низма человека тем меньше, чем меньше продолжительность воз­действия тока. Если ток неотпускающий, но еще не вызывает нару­шений дыхания и работы сердца, то быстрое отключение спасает пострадавшего, который не смог бы освободиться сам. Вероятность наступления фибрилляции , а также остановки сердца зависит от длительности действия тока.

Фибрилляция сердца – это разновременное и разрозненное сокращение отдельных волокон мышцы сердца, не способное поддерживать его эффективную работу и самостоятельно (без энергичных лечебных мер) не проходящее.

При длительном воздействии тока со­противление тела человека падает и ток возрастает до значения, спо­собного вызвать остановку дыхания или даже фибрилляцию сердца. Остановка дыхания возникает не мгновенно, а через несколько секунд, причем, чем больший ток проходит через человека, тем меньше это время. Своевременное отключение пострадавшего позволяет предотвратить паралич дыхательных мышц.

Условия внешней среды , окружающей человека в ходе производст­венной деятельности, могут повысить опасность поражения электриче­ским током. Например, работа в жарких и сырых помещениях с боль­шими энергозатратами приводит к повышенному потовыделению и к уменьшению сопротивления поверхностного слоя кожи. Стесненный характер помещений увеличивает вероятность случайного прикоснове­ния к токопроводящим частям оборудования. Металлический или дру­гой токопроводящий пол также создает повышенную электроопасность.

Похожая информация.

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:

Степень поражения человека при прохождении через него электрического тока зависит от силы электрического тока, рода и значения напряжения, частоты электрического тока, пути прохождения тока через организм человека, продолжительности действия, условий внешней среды, электрического сопротивления тела человека.

2.1. Сила тока

Сила тока является основным поражающим фактором. Установлены следующие пороговые значения силы тока:

1. ток ощутимый составляет 0,5–1,5 мА для переменного (f = 50 Гц) и 5–7 мА для постоянного тока, при этом характерно легкое покалывание, слабый зуд при переменном токе и ощущение нагрева кожи на участке, касающемся токопроводящей части, при постоянном токе;

2. ток неотпускающий составляет 10 – 15 мА для переменного и 50 – 80 мА для постоянного тока, при этом характерна едва переносимая боль с непроизвольным сокращением мышц предплечья, невозможность разжать руку;

3. ток фибрилляционный (смертельный) составляет 80–100 мА и более для переменного и 300 мА для постоянного тока, при этом возникает фибрилляция сердца, т.е. хаотические, быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос и не в состоянии обеспечить движение крови по кровеносным сосудам, что влечет за собой недостаток кислорода, это, в свою очередь, приводит к прекращению дыхания, вследствие чего наступает смерть.

2.2.Продолжительность воздействия электрического тока

Анализ опытов над животными показывает прямую зависимость длительности прохождения электрического тока через организм на исход поражения. Такая зависимость объясняется тем, что с увеличением продолжительности воздействия тока на живую ткань возрастает значение тока, накапливаются последствия воздействия электрического тока и, наконец, повышается вероятность совпадения моментов прохождения тока через сердце с уязвимой фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).

Возрастание значения тока обусловлено уменьшением сопротивления организма. Последствия воздействия тока на живой организм выражаются в нарушении функций центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей под влиянием выделяющегося тепла, нарушении работы сердца и легких.

Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: диастолы , когда желудочки сердца, находясь в расслабленном состоянии, заполняются кровью, и систолы , когда сердце, сокращаясь, выталкивает кровь в артериальные сосуды. Наиболее уязвимым сердце становится в фазе Т (0,2 с), когда заканчивается сокращение желудочков в диастоле и они переходят в расслабленное состояние. Весь период кардиоцикла составляет 0,75 – 1,0 с. Поэтому если во время фазы Т через сердце проходит электрический ток, то, как правило, возникает фибрилляция сердца.

Согласно ГОСТ 12.1.038–82 в зависимости от длительности протекания электрического тока через тело человека установлены предельно допустимые значения силы тока для переменного тока частотой 50 Гц: 500 мА в течение 0,1 с и 50 мА в течение 1 с.

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.