Воздействие электрического тока на организм человека
Кол-во эл. травм в общем числе невелико, до 1,5%. Для эл. установок напряжением до 1000V кол-во эл. травм достигает 80%.
Причины эл. травм
Человек дистанционно не может определить находится ли установка под напряжением или нет.
Ток, который протекает через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и по пути протекания тока, но и на такие системы как кровеносная, дыхательная и сердечно-сосудистая.
Возможность получения эл. травм имеет место не только при прикосновении, но и через напряжение шага и через эл. дугу.
Эл. ток, проходя через тело человека оказывает термическое воздействие, которое приводит к отекам (от покраснения, до обугливания), электролитическое (химическое), механическое, которое может привести к разрыву тканей и мышц; поэтому все эл. травмы делятся на:
местные;
общие (электроудары).
Местные электрические травмы
эл. ожоги (под действием эл. тока);
эл. знаки (пятна бледно-желтого цвета);
металлизация пов-ти кожи (попадание расплавленных частиц металла эл. дуги на кожу);
электроофтальмия (ожог слизистой оболочки глаз).
Общие эл. травмы (электроудары):
1 степень: без потери сознания
2 степень: с потерей
3 степень: без поражения работы сердца
4 степень: с поражением работы сердца и органов дыхания
Крайний случай состояние клинической смерти (остановка работы сердца и нарушение снабжения кислородом клеток мозга. В состоянии клинической смерти находятся до 6-8 мин.)
Причины поражения эл. током (напряжение прикосновения и шаговое напряжение):
Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
Прикосновение к отключенным частям, на которых напряжение может иметь место:
в случае остаточного заряда;
в случае ошибочного включения эл. установки или несогласованных действий обслуживающего персонала;
в случае разряда молнии в эл. установку или вблизи;
прикосновение к металлическим не токоведущим частям или связанного с ними эл. оборудования (корпуса, кожухи, ограждения) после перехода напряжения на них с токоведущих частей (возникновение аварийной ситуации — пробой на корпусе).
Поражение напряжением шага или пребывание человека в поле растекания эл. тока, в случае замыкания на землю.
Поражение через эл. дугу при напряжении эл. установки выше 1кВ, при приближении на недопустимо-малое расстояние.
Действие атмосферного электричества при газовых разрядах.
Освобождение человека, находящегося под напряжением.
Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током:
Род тока (постоянный или переменный, частота 50Гц наиболее опасна)
Величина силы тока и напряжения.
Время прохождения тока через организм человека.
Путь или петля прохождения тока.
Состояние организма человека.
Условия внешней среды.
Количественные оценки
В интервале напряжения 450-500 В, вне зависимости от рода тока, действие одинаково
- меньше 450 В — опаснее переменный ток,
- меньше 500 В — опаснее постоянный ток.
Кардиологические заболевания, заболевания нервной системы и наличие алкоголя в крови, снижают сопротивление тела человека.
Наиболее опасным является путь прохождения тока через сердечную мышцу и дыхательную систему.
Характер воздействия постоянного и переменного токов на организм человека:
| I, мА | Переменный (50 Гц) | Постоянный |
| 0,5-1,5 | Ощутимый. Легкое дрожание пальцев. | Ощущений нет. |
| 2-3 | Сильное дрожание пальцев. | Ощущений нет. |
| 5-7 | Судороги в руках. | Ощутимый ток. Легкое дрожание пальцев. |
| 8-10 | Не отпускающий ток. Руки с трудом отрываются от поверхности, при этом сильная боль. | Усиление нагрева рук. |
| 20-25 | Паралич мышечной системы (невозможно оторвать руки). | Незначительное сокращение мыщц рук. |
| 50-80 | Паралич дыхания. | При 50мА неотпускающий ток. |
| 90-100 | Паралич сердца. | Паралич дыхания. |
| 100 | Фибриляция (разновременное, хаотическое сокращение сердечной мышцы) | 300 мА фибриляция. |
Предельно-допустимые уровни (ПДУ) напряжений прикосновения и сила тока при аварийном режиме эл. установок
по ГОСТ 12.1.038-82
| Род и частота тока | Нормируемая величина | ПДУ, при t, с | |
| 0,01 - 0,08 | свыше 1 | ||
Переменный f = 50 Гц |
UД IД |
650 В — |
36 В 6 мА |
Переменный f = 400 Гц |
UД IД |
650 В — |
36 В 6 мА |
| Постоянный | UД IД |
650 В |
40 В 15 мА |
Сопротивление тела человека
Факторы, приводящие к уменьшению сопротивления тела человека:
увлажнение поверхности кожи;
увеличение площади контакта;
время воздействия.
Сопротивление рогового (верхнего слоя кожи) от 10 до 100 кОм. Сопротивление внутренних тканей 800-1000 Ом. Расчетная величина RЧЕЛ = 1000 Ом.
Классификация помещений по опасности поражения эл. током (ПУЭ-85).
Помещения I класса. Особо опасные помещения.
100 % влажность;
наличие активной среды
Помещения II класса. Помещения повышенной опасности поражения эл. током.
повышенная температура воздуха (t = + 35 °С);
повышенная влажность (> 75 %);
наличие токопроводящей пыли;
наличие токопроводящих полов;
наличие эл. установок (заземленных) — возможности прикосновения одновременно и к эл. установке и к заземлению или к двум эл. установкам одновременно.
Помещения III класса. Мало опасные помещения. Отсутствуют признаки, характерные для двух предыдущих классов.
Распределение потенциала по поверхности земли осуществляется по закону гиперболы.
Напряжение прикосновения — это разность потенциалов точек эл. цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног.
Напряжение шага — это разность потенциалов j1 и j2 в поле растекания тока по поверхности земли между точками, расположенными на расстоянии шага (» 0,8 м).
Методы и средства защиты: заземление, зануление, отключение и др.
Выбор средств защиты зависит от:
режима эл. сети;
вида эл. сети;
условий эксплуатации
Средства электробезопасности:
общетехнические;
специальные;
средства индивидуальной защиты
Общетехнические средства защиты
Рабочая изоляция
Для оценки изоляции используют следующие критерии:
- сопротивление фаз эл. проводки без подключенной нагрузки R1³0,05;
- сопротивление фаз эл. проводки с подключенной нагрузкой R2³0,08 МОм.
Двойная изоляция
Недоступность токоведущих частей (используются осадительные ср-ва — кожух, корпус, эл. шкаф, использование блочных схем и т.д.)
Блокировки безопасности (механические, электрические)
Малое напряжение
Для локальных светильников (36 В), для особоопасных помещений и внепомещений.
12 В используется во взрывоопасных помещениях.
Меры ориентации (использование маркировок отдельных частей эл. оборудования, надписи, предупредительные знаки, разноцветовая изоляция, световая сигнализация).
Специальные средства защиты
заземление;
зануление;
защитное отключение
Принцип действия заземления
Снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением (в случае аварийной ситуации) и землей, до безопасной величины.
Заземление используется в 3-х фазных 3-х проводных сетях с изолированной нейтралью. Эта система заземления работает в том случае, если
RН £ 4 Ом; V < 1000 В; RН £ 0,5 Ом; V > 1000 В (ПУЭ-85)
Принцип действия зануления
Преднамеренное соединение корпусов эл. установок с многократно заземленной нейтралью трансформатора или генератора.
Превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание за счет срабатывания токовой защиты, которая отключает систему питания и тем самым отключается поврежденное устройство.
Принцип действия защитного отключения
Это преднамереное автоматическое отключение эл. установки от питающей сети в случае опасности поражения эл. током.
Условия, при которых выполняется заземление или зануление в соответствии с требованиями ПУЭ-85.
В малоопасных помещениях 380 В и выше переменного тока
440 В и выше постоянного тока
В особо опасных помещениях, помещениях с повышенной опасностью и вне помещений 42 В и выше переменного тока
110 В и вышепостоянного тока
При всех напряжениях во взрывоопасных помещения.
Заземляющие устройства бывают естественными (используются конструкции зданий) в этом случае нельзя использовать те элементы, которые при попадании искры приводят к аварии (взрывоопасные).
Искусственные — контурное и выносное защитное заземляющее устройство.
Пример. Контурное заземляющее устройство.
эл. установка;
внешний контур;
шина заземления;
внутренний контур
Требования эл. безопасности к установкам ЭТИ (электротехнических изделий)
ЭТИ должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась эл. безопасность. Если такие условия создать нельзя, они должны быть перечислены в инструкции.
ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ
В соответствии с этим ГОСТом оговариваются классы безопасности.
Многообразие средств защиты и условий эксплуатации привели к унификации средств защиты. В условиях экспорта-импорта ЭТИ, была создана IP.
IP-30 3 - степень защиты 0 - степень защиты
IP-44 4 - от попадания внутрь 4 - — ² —
IP-5х 5 - оболочки тв. тел х - влаги
IP-54 5 4
IP-54 (эксплуатация светильников вне помещений)