Путь электрического тока через тело человека
Варианты путей прохождения электрического тока через тело человека:
1 — «рука—рука»; 2 — «рука—ноги»; 3 — «рука—нога»; 4 — «руки—ноги»; 5 — «нога—нога»; 6 — «голова—ноги»; 7 — «голова—рука»; 8 — «голова—нога»
Путь электрического тока через тело человека во многом определяет степень поражения организма. Наиболее часто в практике встречаются такие варианты:
•человек дотрагивается двумя руками до токоведущих проводов или частей оборудования, находящихся под напряжением. В этом случае движение тока идет от одной руки к другой через легкие и сердце. Путь этот принято называть «рука—рука»;
•при прикасании одной рукой к источнику тока, стоя двумя ногами на земле; путь протекания тока «рука—ноги»;
•при стекании тока на землю от неисправного электрооборудования. Земля в радиусе до 20 м получает потенциал напряжения, уменьшающийся с удалением от заземлителя. Человек, стоящий обеими ногами в этой зоне, оказывается под разностью потенциалов, так как каждая из его ног получает разный потенциал напряжения, зависящий от удаленности от заземлителя. В результате возникает электрическая цепь «нога—нога», напряжение которой называют шаговым;
•прикосновение головой к токоведущим частям может создать электрическую цепь, где путь тока будет: «голова—руки» или «голова—ноги».
Наиболее опасными являются те варианты, в которых в зону поражения попадают жизненно важные органы и системы организма — головной мозг, сердце, легкие Это цепи: «голова—руки», «голова—ноги», «руки—ноги», «рука—рука».
Электрическое сопротивление человека.
Факторы состояния человека, существенно увеличивающие вероятность смертельного поражения человека электрическим током:
всё, что увеличивает темп работы сердца – усталость, возбуждение, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни;
все, что уменьшает сопротивление кожи – потливость, порезы, принятие алкоголя.
Общее электрическое сопротивление между двумя электродами, наложенными на тело одного и того же человека, следует разделить на две части: сопротивление кожи и кровеносных сосудов и сопротивление нервов. Сопротивление тела человека являйся активной величиной, состоящей из внутренней и наружной составляющих. Внутреннее сопротивление у всех людей примерно одинаково и составляет 600 – 800 Ом. Сопротивление тела человека определяется в основном величиной наружного сопротивления, а конкретно – состоянием кожи рук толщиной всего лишь 0.2 мм (в первую очередь ее наружным слоем – эпидермисом).
Примеров тому немало, вот один из них. Рабочий опускает в электролитическую ванну средний и указательный пальцы руки и получает смертельный удар. Оказалось, что причиной гибели явился имевший место порез кожи на одном из пальцев. Эпидермис не оказал своего защитного действия, и поражение произошло при явно безопасной петле тока.
Если принять сопротивление кожи за 1, то сопротивление внутренних тканей, костей, лимфы, крови составит 0,15 – 0,20, а сопротивление нервных волокон – всего лишь 0,025 («нервы» – отличные проводники электрического тока!).
Сопротивление тела не является постоянной величиной: в условиях повышенной влажности оно снижается в 12 раз, в воде – в 25 раз, резко снижает его принятие алкоголя.
Зато во время сна оно возрастает в 15-17 раз. В качестве минимального сопротивления тела человека принимают величину 1000 Ом, но вообще эта величина может колебаться от нескольких сотен Ом до нескольких МОм. Таким сопротивлением обладает сухая, неповрежденная, чистая кожа.
Фаза кардиоцикла.
Опасность совпадения момента прохождения тока через сердце с фазой Т кардиоцикла
Каждый цикл сердечной деятельности состоит из двух периодов: одного, называемого диастолой, когда желудочки сердца, находясь в расслабленном состоянии, заполняются кровью, и другого, именуемого систолой, когда сердце, сокращаясь, выталкивает кровь в артериальные сосуды.
Наиболее уязвимым сердце оказывается в фазе Т, продолжительность которой около 0,2 с. Поэтому если во время фазы Т через сердце проходит ток, то, как правило, возникает фибрилляция сердца; если же время прохождения тока не совпадает с фазой Т, то вероятность возникновения фибрилляции резко уменьшается.
Т – период, когда заканчивается сокращение желудочков и они переходят в расслабленное состояние.
При длительности прохождения тока, равной или превышающей время кардиоцикла (0,75 – 1 с), ток “встречается” со всеми фазами работы сердца, в том числе с наиболее уязвимой фазой Т; это весьма опасно для организма. Если же время воздействия тока меньше продолжительности кардиоцикла на 0,2 с или более, то вероятность совпадения момента прохождения тока с фазой Т, а следовательно и, опасность поражения резко уменьшается.
Если время прохождения тока совпадает с фазой Т, то и в этом случае вероятность возникновения фибрилляции сердца зависит от длительности воздействия тока.
Источник
Опасность поражения электрическим током
Как известно, человеческое тело является проводником электрического тока. Поэтому, при непосредственном соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями электрической установки или линией электропередач возникает опасность поражения электрическим током.
В большинстве случаев прикосновение происходит тогда, когда человек стоит на земле или на проводящем основании (пол, площадка). При этом возникает электрическая цепь, одним из участков которой будет теле человека.
Степень травмы от воздействия электрического тока определяется величиной тока, протекающего через тело человека.
Установлено, что ток в 0,1 А является в большинстве случаев для человека смертельным, а токи в 0,03 — 0,09 А, хотя и не вызывают смертельного исхода, но все же причиняют серьезный вред организму человека.
Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от напряжения электроустановки, а также от сопротивления всех элементов цепи, по которой протекает ток, в том числе от сопротивления тела человека.
Электрическое сопротивление человека
Электрическое сопротивление различное у разных людей. Даже у одного и того же человека оно может быть разным в зависимости от ряда факторов. Так, большое влияние на величину электрического сопротивления имеют такие факторы, как состояние кожного покрова, степень утомления, состояние нервной системы и т. п.
Сухая, грубая, мозолистая кожа, отсутствие усталости и нормальное состояние нервной системы резко повышают электрическое сопротивление человеческого организма и, наоборот, увлажненная кожа, переутомление, возбужденное состояние нервной системы, а также другие факторы значительно понижают его.
Большое влияние на сопротивление тела человека прохождению электрического тока оказывают влажность и температура помещения, состояние одежды, обуви и т. д.
От чего зависит тяжесть поражения человека электрическим током
Тяжесть поражения тела человека электрическим током зависит от силы и частоты тока, от пути и продолжительности его действия, а также от сопротивления тела человека в момент соприкосновения с токоведущими частями.
Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие, а наиболее уязвимыми частями тела в момент прикосновения к токоведущей части являются щека, шея, голень, плечо и тыльная сторона ладони.
Не менее важным фактором является площадь соприкосновения тела человека с токоведущими частями электроустановки.
Чем больше площадь соприкосновения тела человека с проводником и продолжительнее действие электрического тока на человеческое тело, тем меньше его сопротивление и, следовательно, больше опасность поражения электрическим током.
Поэтому опасность поражения электрическим током резко возрастает при таких видах работ, как сварка внутри колодцев, цистерн, резервуаров, внутри сосудов, находящихся под давлением (кфтлы, баллоны, трубопроводы), где большая вероятность соприкосновения работающего с металлическими конструкциями.
Опасными для поражения электрическим током являются помещения с токопроводящими полами (земля, бетон, металл и др.), в которых относительная влажность превышает 75%.
Особо опасными являются помещения, в которых относительная влажность воздуха достигает 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), а также помещения с химически активной средой, разрушающе действующей на изоляцию и токоведущие части электрооборудования и т. д.
Для нормальных условий работы в сухих помещениях считается безопасным напряжение, не превышающее 36 В, а при особо неблагоприятных условиях смертельные поражения током возможны даже при напряжении 12 В. С увеличением частоты тока опасность поражения понижается.
Наибольшую опасность представляют токи, частота которых составляет 40 — 60 Гц. При частотах выше 100 Гц опасность поражения резко падает.
Величина тока в человеке определяется также приложенным напряжением в момент прикосновения к токоведущим частям.
Если человек замыкает своим телом два фазных провода действующей установки, взявшись, например, за них руками, он ставит свое тело под полное линейное напряжение сети.
Когда человек касается одного провода трехфазной сети, находящегося под напряжением, то он ставит себя под напряжение, действующее между этим проводом и землей.
В этом случае в электрическую цепь, по которой проходит ток через тело человека, включено обычно еще сопротивление изоляции (относительно земли) обуви, пола, проводов других фаз, которых человек не касается.
Что такое шаговое напряжение
Напряжение, возникшее в цепи тока замыкания на землю между двумя ее точками в момент прикосновения к ним человека, называется напряжением прикосновения.
Поражение током может произойти и под действием шагового напряжения, которое возникает под действием растекающегося в земле тока при замыкании токоведущих частей на корпус оборудования или непосредственно на землю.
Шаговое напряжение равно разности потенциалов между двумя точками поверхности земли на расстоянии одного шага (примерно 0,8 м). Оно возрастает по мере приближения к точке соединения токоведущих частей с землей и может быть равно напряжению прикосновения.
Поэтому при обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещено приближаться к месту повреждения на расстояние менее 4 — 5 м в закрытых распределительных устройствах и на 8 — 10 м в открытых.
Воздействие переменного электромагнитного поля на человека
Длительное воздействие переменного электромагнитного поля на организм человека также вызывает некоторые нарушения его нормальной деятельности — человек быстро утомляется, снижается точность движений во время работы, появляется головная боль и боль в области сердца, иногда повышается кровяное давление.
Электрическое поле промышленной частоты помимо биологического воздействия на организм человека вызывает электризацию его как проводника. Поэтому человек, изолированный от земли и находящийся в электрическом поле, оказывается под значительным потенциалом (величиной несколько киловольт).
В случае прикосновения человека к заземленным частям электрооборудования возникает электрический разряд. Разрядный ток вызывает болезненные ощущения.
Выбор средств защиты от вредного действия электромагнитных полей зависит от частоты колебаний электромагнитного поля. В установках промышленной частоты напряжением 330 кВ и выше как защитное средство применяют экранирующий костюм, изготовляемый из специальной металлизированной ткани.
В комплект защитного костюма входят комбинезон или куртка с брюками, головной убор (каска, шапка) и кожаные ботинки с электропроводящими подошвами, обеспечивающими хороший электрический контакт с поверхностью, на которой стоит человек.
Все части костюма соединены между собой специальными гибкими проводниками. Для защиты применяют также специальные заземленные экраны в виде щитов из металлической сетки. Их защитное действие основано на эффекте ослабления электрического поля вблизи заземленного металлического предмета. Экраны могут быть постоянные и переносные в виде козырьков, навесов, перегородок или палаток.
Опасность статического электричества
Опасность для человека представляет также статическое электричество. Статическое электричество образуется в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов или ионов при соприкосновении двух разнородных материалов. Искровые разряды статического электричества могут явиться причиной воспламенения горючих веществ и взрывов, привести к порче или разрушению материалов, отрицательно воздействовать на организм человека.
Накопление разрядов статического электричества на стационарных и передвижных установках происходит:
при наливе электризующихся жидкостей (этиловый эфир, сероуглерод, бензол, бензин, толуол, этиловый и метиловый спирты) в незаземленные резервуары, цистерны и другие емкости ;
во время протекания жидкостей по трубам, изолированным от земли, или по резиновым шлангам,
при выходе из сопел сжиженных или сжатых газов, особенно тогда, когда в них содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль ;
во время перевозки жидкостей в незаземленных цистернах и бочках;
при фильтрации жидкостей через пористые перегородки или сетки;
при движении пылевоздушной смеси в незаземленных трубах и аппаратах (пневмотранспорт, размол, просеивание, аэросушка);
в процессах перемешивания веществ в смесителях;
при механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную;
во время трения трансмиссионных ремней (прорезиненных и кожаных диэлектриков) о шкивы.
Накопление зарядов статического электричества на людях происходит:
при пользовании обувью с непроводящими электрический ток подошвами;
одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственных волокон;
при передвижении по покрытию пола, непроводящему электрический ток, при выполнении ручных операций с веществами — диэлектриками.
Длительное воздействие зарядов статического электричества (например, при ручных операциях) оказывает вредное влияние на здоровье работающих.
Для отвода статического электричества, накапливающегося на установках, устройствах и оборудовании, применяют заземляющие устройства.
Смесители, газо- и воздухопроводы, воздушные и газовые компрессоры, пневмосушилки, воздухопроводы вытяжных систем вентиляции и пневмотранспорта, особенно при удалении синтетических материалов, сливоналивные устройства, резервуары, емкости, аппараты и другие устройства, в которых возникают опасные потенциалы электричества, необходимо заземлять не менее чем в двух местах.
Все передвижные емкости, временно находящиеся под наливом или сливом сжиженных горючих газов и пожароопасных жидкостей, на время заполнения необходимо присоединить к заземлителю.
Во избежание воспламенения и взрыва пылевоздушных смесей необходимо:
препятствовать образованию смесей в пределах взрываемости;
остерегаться образования тонкой пыли;
повышать относительную влажность воздуха;
заземлять технологическое и транспортное оборудование, особенно выпускные сопла, фильтры из текстильных и других токонепроводящих материалов прошивать медными многожильными проводами с последующим заземлением их;
не допускать накопления пыли в помещении, падения или сброса ее с большой высоты, а также ее завихрения.
Для отвода статического электричества используют токопроводящую обувь — ботинки с кожаной подошвой, подошвой из токопроводящей резины или пробитой токопроводящйми и неискрящими при трении и ударах заклепками (латунными), заземляют ручки дверей, лестниц, рукоятки приборов и т. д.
Защита от статического электричества:
Поражение током может произойти и от молнии. Ток молнии может достигать 100 — 200 кА. Производя тепловое, электромагнитное и механическое воздействие на предметы, по которым он проходит, ток может вызвать разрушения зданий и сооружений, пожары и взрывы, представлять большую опасность для людей.
Разрушающее и поражающее действие молнии может быть вызвано прямым (непосредственным) ударом в объект, занесенным высоким потенциалом (по проводам воздушных линий или трубопроводам, в которые ударила молния во время грозового разряда), наведенными напряжениями под действием электростатической и электромагнитной индукции (вторичное воздействие молнии), а также шаговыми напряжениями и напряжениями прикосновения в зоне растекания тока молнии (при разряде в землю, дерево, здание, грозозащитное устройство и т. п.).
Для приема электрического разряда молнии (тока молнии) служат устройства — молниеотводы, состоящие из несущей части (например, опоры), молниеприемника (металлический стержень, трос или сетка), токоотвода и заземлителя.
Каждый молниеотвод в зависимости от его конструкции и высоты имеет определенную зону защиты, внутри которой объекты не подвержены прямым ударам молнии.
Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами в местах их взаимного сближения на 10 см и меньше через каждые 20 м приваривают стальные перемычки с тем, чтобы не было незамкнутых контуров (в местах разрывов возможно искрение и, следовательно, не исключена опасность взрыва и пожара).
Статистика показывает, что около 9,5% всех случаев электротравматизма приходится на системы электроосвещения, а из них более половины представляют случаи поражения током во время смены ламп при прикосновении к цоколю или к неправильно заправленному патрону. Чтобы избежать опасности поражения током во время замены электрической лампы, необходимо перед заменой снять напряжение.
Другие материалы со статистикой электротравматизма:
Источник
