Допустимый ток через человека при защите

Характер и последствия воздействия на человека

Характер и последствия опасного и вредного воздействия на человека электрического тока зависит от многих факторов:

1. от величины и рода (переменный или постоянный) протекающего тока;
2. продолжительности его воздействия (чем больше время действия тока на человека, тем тяжелее последствия);
3. пути протекания;
4. от физического и психологического состояния человека;
5. от состояния внешней среды, например при высокой влажности воздействие электричества на организм будет сильнее.

По степени воздействия на человека от величины ток делится на три пороговых значения:

• Человек начинает ощущать воздействие проходящего сквозь него переменного тока при значении 0,6 мА, прямого начиная с 5-7 мА. Эти значения называются пороговыми ощутимыми токами.
• Следующий порог – порог неотпускающего (удерживающего) тока. Его значение для переменного тока составляет ≥10 мА, для постоянного ≥50 мА.
• Третье пороговое значение – фибрилляционный ток. Это значение переменного тока 100 мА, а постоянного 300 мА, при длительности воздействия такого тока 0,5 сек, может наступить остановка сердца или его фибрилляция.

В таблице 1 приведены различные реакции организма человека на электрический ток в зависимости от его силы и типа.

Таблица 1 – воздействие электрического тока на человека в зависимости от пороговые значения и типа (постоянного и переменного)

Сила тока, мА	Характер воздействия
Постоянный ток	Переменный ток 50 Гц
0,6—1,6	Не ощущается	Начало ощущения — слабый зуд, пощипывание кожи под электродами
2—4	Не ощущается	Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку
5—7	Начало ощущения. Впечатление нагрева кожи под электродом	Болевые ощущения усиливаются во всей кисти руки, сопровождаются судорогами. Руки, как правило, можно оторвать от электродов
8—10	Усиление ощущения нагрева	Сильные боли и судороги во всей руке, включая предплечье. Руки трудно оторвать от электродов
10—15	Усиление ощущения нагрева	Едва переносимые боли во всей руке. Руки невозможно оторвать от электродов.
20—25	Еще большее усиление ощущения нагрева кожи.	Руки парализуются мгновенно, оторваться от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено
25—50	Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц	Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном токе может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания
50—80	Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей при нарушении контакта	Дыхание парализуется через несколько секунд, нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца
100	Паралич дыхания при длительном протекании тока	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич сердца
300	Фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд — паралич дыхания	То же действие за меньшее время
более 5000	Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды. Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей

Как видно из таблицы 1, переменный ток более опасен чем постоянный. Тем не менее, даже небольшой, ниже порога ощущения постоянный ток, дает сильные удары способные вызвать судороги мышц. А при значении напряжения выше 500 В уже опаснее постоянный ток так как он обладает большой «липучестью» и от него практически невозможно самостоятельно освободиться.

В то же время, хотя переменный ток считается более опасным для человека, но это касается в основном частоты 50 Гц. С увеличением частоты, даже с учетом что сопротивление организма падает и ток текущий через него увеличивается – опасность поражения снижается электротоком и полностью исчезает при частоте 450 — 500 гГц, т.к. при высокой частоте возникает так называемый «skin» эффект – ток идет по поверхности организма, те по коже, и не может поразить человека. Но с токами такой частоты мы практически не сталкиваемся ни в быту, ни на производстве, в отличие от 50 герцового переменного напряжения, которое является стандартом в электросетях России.

Профилактика для предотвращения воздействия электрического тока на организм

Суть профилактики электротравм состоит в соблюдении установленных правил техники безопасности при использовании, ремонтных работах и монтаже электроустановок. Люди, работающие с высоковольтным напряжением должны быть хорошо проинструктированы и снабжены индивидуальным защитным снаряжением. Необходимо соблюдение правил техники электробезопасности на высоком уровне в физиотерапевтических кабинетах, где заземление и короткое замыкание в электросети представляет наибольшую опасность для работника. Пол в таких помещениях должен быть покрыт изоляционным материалом. Розетки должны иметь предохранители и крышки.

Персонал, работающий в действующих электроустановках проходит мед. осмотр разово на протяжении двух лет. В проведении осмотра принимают участие: терапевт, хирург, невропатолог, окулист, сдаётся кровь на содержание гемоглобина и лейкоцитов, а также делается рентгеновский снимок.

https://youtube.com/watch?v=eqjldKvw62E

Причины нагрева кабеля

Токоведущие жилы могут перегреваться по нескольким причинам, которые напрямую связаны с природой электрического тока. Электрическое поле приводит в движение электроны, которые перемещаются по выбранному проводнику. В кристаллических решетках, из которых состоят металлы, действуют сильные молекулярные связи. Представьте шарик для настольного тенниса и паутину. Вторая — более-менее прочна, первый — обладает малым весом, поэтому для того, чтобы шарик разорвал паутину, придется приложить больше усилий. Чем сильнее вы выполните замах, тем более напряженными будут ваши мышцы. Чем больше напряжение, тем выше затрачиваемая энергия. Соответственно и мышцы будут нагреваться сильнее.

Так и электроны вынуждены высвобождать больше тепла, затрачивая немало энергии на преодоление этих молекулярных связей. Такой процесс называется преобразованием электрической энергии в тепловую.

Сравнить такое явление можно с выделением тепла при трении. Можно сказать, что электроны вынуждены тереться о кристаллическую решетку металла и тем самым выделять тепло. Данное свойство металлического кабеля имеет свои преимущества и недостатки. Нагрев может быть полезен на производственных объектах и для бытовых приборов. Он является основным свойством, позволяющим работать электрическим печам, обогревателям, утюгам и чайникам. Однако в обычных электрических сетях это может привести к перегреву и разрушению изоляции, а впоследствии — и вовсе к возгоранию. Могут испортиться техника и оборудование. Происходит подобное в случае превышения заданной нормы для длительных токовых нагрузок.

Перечислим три основные причины перегрева проводника:

Наиболее распространенная — использование кабеля с некорректным сечением. Любой проводник имеет уникальную максимально допустимую пропускную способность по току. Измеряется она в Амперах. Перед подключением бытового прибора нужно определить его мощность и в соответствии с ней подобрать правильное сечение

Важно учесть запас на 30-40%.
Вторая причина — отсутствие качественного контакта в точках соединения линии. Речь идет об участках трассы, где кабель подключается к щитку, автомату или выключателю

Плохой контакт приводит к нагреву. При худших раскладах — полному перегоранию. В большинстве случаев будет достаточно осмотреть контакты и подтянуть все соединения.
Старая электропроводка строилась на алюминиевых жилах, поэтому при модернизации таких кабельных линий зачастую возникает необходимость перехода на медные проводники. В данном случае важно соблюдать технику подключения медных и алюминиевых жил. Без применения специальных клеммников появление окисления — вопрос времени.

Старая алюминиевая проводка в квартире

Чем опасен переменный ток

Особенность переменного напряжения заключается в изменении полярности с определенной частотой. Соответственно, с этой же частотой меняется направление протекания электронов. Для человека этот вид электротока представляет серьезную угрозу, поскольку он оказывает более выраженное стимулирующее воздействие на нервы и мускулатуру, в том числе сердечную.

При электроударах смерть пострадавших чаще всего наступает в результате фибрилляции желудочков сердца, которая более вероятна под воздействием «переменки». Кроме того, переменный ток в электросети более опасен из-за маленького сопротивления тела человека по отношению к нему.

При определенных условиях переменное напряжение оказывается практически полностью безопасным. Это возможно при его сверхвысокой частоте (более 20 кГц). Безопасность достигается за счет поверхностного эффекта, благодаря которому электричество протекает только по коже, затрагивая ее верхние слои и не проникая во внутренние органы.

От чего зависит тяжесть и характер электротравмы?

Факторы поражения электрическим током:

1. Вид, сила и напряжение тока

• Переменный ток более опасен, чем постоянный. При этом низкочастотные токи (около 50-60 Гц), опаснее, высокочастотных. Частота тока используемого в быту 60 Гц. При увеличении частоты ток, он идет по поверхности кожи, вызывая ожоги, но не приводит к летальному исходу.
• Наиболее значима сила и напряжение электротока.

Реакция организма на прохождение переменного тока
Сила тока	Что чувствует пострадавший?
0,9-1,2 мА	Ток еле ощутим
1,2-1,6 мА	Чувство «мурашек» или шекотания
1,6-2,8 мА	Чувство тяжести в запястье
2,8-4,5 мА	Тугоподвижность в предплечье
4,5-5,0 мА	Судорожное сокращение предплечья
5,0-7,0 мА	Судорожное сокращение мышц плеча
15,0-20 мА	Невозможно оторвать руку от провода
20-40 мА	Очень болезненные мышечные судороги
50-100 мА	Остановка сердца
Более 200 мА	Очень глубокие ожоги

1. Путь прохождения тока по организму

Путь, который проделывает ток через тело, называется петлей тока. Наиболее опасна полная петля (2 руки – 2 ноги), при этом варианте ток проходит через сердце, вызывая сбои в его работе вплоть до полной его остановки. Так же считаются опасными следующие петли: рука-голова, рука-рука.

1. Длительность действия тока

1. Факторы внешней среды

1. Исход элетротравмы так же во многом зависит от возраста и состояния организма в момент поражения

Усиливают тяжесть поражения: детский и старческий возраст, утомление, истощение, хронические заболевания, алкогольное опьянение.

Классификация электротравматизма

Техника безопасности в обращении с электрическим током

Электротравмы классифицируют по следующим признакам:

1. По месту получения травмы электротоком;

В общем случае определены три вида травматических поражений токами различного характера происхождения:

• Производственные электротравмы – если человек пострадал на работе, работая с оборудованием, задействованным от электричества;
• Бытовые травмы от электричества, полученные в бытовых условиях. В основном, бытовому электротравматизму подвержены домохозяйки и маленькие дети. Основные причины – игнорирование требований техники безопасности в обращении с бытовой техникой (стиральными машинами, электромикроволновками, утюгами);
• Природные электротравмы – как результат воздействия природного электричества. Классический пример – удар молнией, представляющий собой разряд атмосферного электричества.

На рис. ниже показана типовая бытовая электротравма – ожог руки после удара током от неисправного электроприбора.

Бытовая электротравма

1. По характеру действия тока (длительность воздействия);

Временной характер воздействия тока приводит к двум видам электротравматизма:

• Мгновенным электротравмам, полученным от действия электрического разряда в течение короткого промежутка времени (так называемый удар током). Для них присущи опасные для жизни повреждения, требующие оказания срочной медицинской помощи;
• Хроническому протеканию электротравматизма, связанному с длительным и незаметным влиянием электрических полей на человека. Например, хроническим электротравмам подвержен персонал, работающий вблизи мощных высоковольтных генераторов. Симптомы поражения хронического характера проявляются в повышенной утомляемости, треморе, повышенном артериальном давлении, нарушении сна, ухудшении памяти.

1. По характеру поражения определены:

• Местные электротравмы, характеризующиеся местным (локальным) повреждением определенной части тела;
• Общие электротравмы, представляющие собой обширные поражения организма в результате протекания через него электрического тока. При общих электротравмах возможны остановки сердца и дыхания, приводящие к клинической смерти пострадавшего человека.

Согласно статистическим данным, повреждения от ударов током распределены следующим образом:

• 20% всех случаев приходятся на местные электротравмы;
• 25% – травмы общего характера;
• 55% являются смешанными, в которых одновременно проявляются местные и общие поражения организма.

Опасности поражения током

Важно знать, что при поражении электрическим током:

1. Происходит сокращение мышечных тканей организма, что может привести к остановке дыхания и остановке сердца.
2. Есть возможность получить серьезные травмы, ушибы, при потере ориентации вследствие удара током.
3. Есть возможность получить значительные термические ожоги открытых частей тела вследствие горения «дуги».
4. Изменяется химический состав крови.
5. Могут произойти разрывы тканей мозга, что приводит к кому, потере многих умственных способностей, в том числе и базовых (писать, говорить). Человек может впасть в кому.

Безопасным считается напряжение до 12В – в особо опасных помещениях (закрытые резервуары, колодцы, тоннели и пр.)

В нормальных условиях безопасным считается напряжение до 40В переменного тока и 110В постоянного.

Каждый человек реагирует на ток, протекающий через него, индивидуально. Это зависит от многих факторов, которые обуславливают электрическое сопротивление кожи человека:

• Возраст человека.
• Тип кожи (сухая или жирная).
• Пола человека (у мужчин сопротивление кожи выше, а значит, они более устойчивы к поражению электрическим током).
• От психологического состояния. Например, человек нервничает, руки потеют и сопротивление падает.
• От наличия царапин и ран.

Наименьшим сопротивлением обладает детская кожа, поэтому для детей электрический ток представляет самую большую опасность.

Но усреднено, организм человека реагирует на поражение электрическим током следующим образом:

Ток, воздействующий на человек прямо пропорционален подведенному напряжению и обратно пропорционален электрическому сопротивлению кожи – ни что иное, как закон Ома.

Защита от статического электричества

Каждый из нас наверняка сталкивался со статическим электричеством. Заряды статического электричества часто образуются на одежде, особенно у синтетических материалов. Когда в сухую погоду Вы снимаете одежду (рубашку, кофту, свитер) из синтетического материала слышится потрескивание, а в темное время — заметны искры. Электролизация возникает при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов, причем материалы, имеющих большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую -отрицательно.

Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов. Чем больше сила и скорость трения и больше различие электрических свойств, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов.

Например, электростатические заряды образуются на кузове двигающегося в сухую погоду автомобиля, если резина колес обладает хорошими изолирующими свойствами. В результате между кузовом и землей возникает электрическое напряжение, которое может достигнуть 10 кВ (киловольт) и привести к возникновению искры при выходе человека из автомобиля — разряд через человека на землю.

Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электролизация электропроводящих объектов.

Например, на металлических предметах (автомобиль и т.п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.

На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой.

1.7.85

Защитное электрическое разделение цепей следует
применять, как правило, для одной цепи.

Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно
превышать 500 В.

Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от
разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 «Трансформаторы разделительные и безопасные
разделительные трансформаторы», или от
другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного тpaнсформатора,
не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками
других цепей.

Проводники цепей, питающихся от разделительного
трансфоматора, рекомендуется прокладывать отдельно от других цепей. Если это
невозможно, то для таких цепей необходимо использовать кабели без металлической
оболочки, брони, экрана или изолированные провода, проложенные в изоляционных
трубах, коробах и каналах при условии, что номинальное напряжение этих кабелей
и проводов соответствует наибольшему напряжению совместно проложенных цепей, а
каждая цепь защищена от сверхтоков.

Если от разделительного трансформатора питается только один
электроприемник, то его открытые проводящие части не должны быть присоединены
ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.

Допускается питание нескольких электроприемников от одного
разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:

1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны
иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;

2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть
соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной
системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками
и открытыми проводящими частями других цепей;

3) все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт,
присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;

4) все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование
класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника
уравнивания потенциалов;

5) время отключения устройством защиты при двухфазном
замыкании на открытые проводящие части не должно превышать время, указанное в
табл.1.7.2.

Причины

Основной этиологический фактор – действие тока. Дополнительными условиями являются состояние организма и наличие или отсутствие какой-либо защиты. Электрический удар, как правило, возникает по причине несоблюдения правил использования или отсутствия защиты при работе с проводкой. В группу риска входят профессии, связанные с работой с током. Однако электротравма может произойти с любым человеком. Нередки случаи поражения в быту, но они преимущественно заканчиваются благоприятно. Кроме того, часты среди таких поражений эпизоды контакта с оголенными проводами. Внимательность и знание техники безопасности защитят от таких явлений.

1.7.78

При выполнении автоматического отключения питания в
электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть
присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена
система TN, и
заземлены, если применены системы IT или TT. При этом характеристики защитных аппаратов
и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось
нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным
аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

В электроустановках, в которых в качестве защитной меры
применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание
потенциалов.

Для автоматического отключения питания могут быть применены
защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на
дифференциальный ток.

От чего зависит степень поражения

Поражение электрическим током от одного и того же источника на разных людей может воздействовать с отличающейся степенью тяжести, поскольку оно зависит не только от мощности и силы напряжения, но и от индивидуальных особенностей конкретного человека.

Вид, сила и напряжение электротока

Напряжение электрического тока напрямую влияет на результат удара током и его последствия. Чем выше напряжение, тем серьезнее последствия.

Различают:

• низкое напряжение (до 1000 В);
• высокое напряжение (свыше 1000 В).

Для поражения током достаточно напряжения всего в 100 – 200 В, при этом у человека могут возникать мышечные спазмы, потеря сознания. Ток с более высоким напряжением приводит к серьезным травмам органов и ожогам, а иногда и к летальному исходу.

Поражение высоковольтным током может происходить бесконтактно (электрическая дуга, через токопроводящие поверхности при шаговом напряжении).

Сила тока характеризует заряд, идущий через токопроводящую поверхность за определенный промежуток времени. Человеческий организм способен ощущать ток силой от 1 мА и выше. При этом, чем выше сила тока, тем сложнее разорвать физический контакт с источником тока.

Выделяют 2 основных вида электротока: переменный и постоянный. Наиболее опасным считается поражение переменным током. Он характеризуется частотой (периодом колебаний), и при низкочастотном ударе (до 60 Гц, используется в быту) намного ощутимее воспринимается человеком.

Поэтому предельно допустимый безопасный порог силы воздействия тока на организм при постоянном виде колеблется в пределах 10 – 50 мА, а при переменном – всего лишь до 10 мА. Превышение этих показателей сопровождается сильными судорогами, нарушением или остановкой дыхания и сердечной деятельности.

Продолжительность контакта с источником электроэнергии

Длительность нахождения организма под воздействием электрического тока напрямую влияет на тяжесть электротравмы.

Чем дольше происходит контакт с источником, находящимся под напряжением, тем больше вероятность того, что поражение произойдет в период фазы Т сердечного цикла (когда мышцы из напряженного состояния переходят в расслабленное). В данном случае возможна фибрилляция сердца и летальный исход.

Превышение допустимых безопасных показателей воздействия переменного и постоянного тока или достижение их критических величин (10 мА и 50 мА соответственно) при прямом контакте приводит к невозможности разжатия рук и освобождению от источника электрического тока.

Длительный контакт может происходить не только в результате соприкосновения с источником поражения, но и бесконтактно (например, при растекании тока по полу в результате обрыва высоковольтных проводов).

Путь тока по организму

Электрический ток может проходить по организму разным путем, который называют петлями потока.

Его движение от точки входа до точек выхода зависит от напряжения:

• при высоком – ток преодолевает кратчайший путь через тело;
• при низком – движение происходит по пути наименьшей сопротивляемости тканей (через кровь, мышцы, слизистые оболочки и нервные окончания).

Петля может проходить по одному из вариантов:

• рука – рука (верхняя);
• рука – нога;
• рука – обе ноги;
• голова – рука;
• нога – нога (нижняя);
• голова – нога;
• голова – обе ноги;
• рука + нога – рука + нога (полная петля).

Первый и последний вариант считаются самыми опасными, поскольку электрический ток проходит через сердце. Особую угрозу представляет петля, проходящая через голову и затрагивающая мозг.

Физиологическое состояние человека

На степень поражения электрическим током влияют общие показатели здоровья человека.

Наибольшей чувствительностью к электротравмам обладают люди:

• имеющие заболевания сердечно-сосудистой и нервной системы;
• с выраженными симптомами переутомления;
• страдающие хроническими болезнями органов дыхания, эндокринной и нервной системы, кожи, сердца;
• получившие тепловой удар;
• имеющие признаки истощения.

Факторы внешней среды

На силу воздействия электрического тока на организм могут оказывать влияние факторы извне:

• высокая температура воздуха (свыше + 25 С);
• пониженное атмосферное давление (менее 740 мм);
• влажность воздуха более 75 %;
• наличие электрического или магнитного поля;
• близость токопроводящих проводников;
• наличие химических веществ и едких газов, нарушающих целостность изоляционных оболочек источников тока.

Какой ток опаснее и в чем состоит главный риск для человека

Наиболее опасен для человека переменный электрический ток. Он часто оказывается смертелен, поскольку способен провоцировать фибрилляцию желудочков сердца.

Однако постоянное электричество также нельзя считать безопасным. Последствия его воздействия бывают не менее серьезными, включая тяжелые электротравмы и механические травмы при отбросе пострадавшего. Существенная разница заключается в том, что серьезная угроза возникает при высоких значения потенциала – более 500 В. С таким вольтажом люди обычно не имеют дела в быту. Однако на промышленных электроустановках он встречается достаточно часто.

Необходимо учитывать, что электрическое напряжение для человека в целом безопасно. Угрозу представляет действующая сила тока, возникающего в результате этого напряжения. Именно от значения данной величины зависит степень угрозы. Так, безопасным считается переменный ток силой до 10 миллиампер.

Серьезная опасность от постоянного тока проявляется при ампераже более 50 миллиампер. Смертельно опасной величиной электрического переменного тока является значение 90-100 миллиампер. При этих же значениях смертельным для человека считается ток и постоянного напряжения.

Источник: ledsshop.ru