Факторы неэлектрического характера

Индивидуальные способности сопротивления тела человека. В электрической цепи тело человека не может рассматри­ваться как простой физический проводник. Живая ткань от­дельных частей и тело в целом представляют сопротивление, которое под воздействием проходящего электрического тока под­чиняется более сложным законам, чем металлические провод­ники, электролиты и полупроводники.

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 от десятков килоом (кОм) до сотен Ом в ре­зультате пробоя верхнего слоя. Увеличение силы тока или времени его протекания также снижает электрическое сопротив­ление кожи вследствие нагрева ее верхнего слоя.

Различные ткани и органы человека обладают разным удель­ным объемным сопротивлением. Наибольшую величину сопро­тивления имеет сухая неповрежденная незагрязненная здоровая кожа. Верхний роговой слой кожи (эпидермис) имеет очень большое удельное объемное сопротивление (около 10⁸ Ом-см) и может рассматриваться как диэлектрик. Сопротивление

Сопротивление внутренних органов человека является также переменной величиной, зависящей от физиологических факторов, состояния здоровья, психического состояния. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления.

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 расче­тов по обеспечению электробезопасности условно принимают сопротивление тела человека равным 1000 0м.

Таблица Характер воздействия тока на человека (пут» тока рука — нога,

напряжение 220 В)

Ток, мА	Переменный ток, 50 Гц	Постоянный ток
0,6... 1,5	Начало ощущения, легкое дро­жание пальцев	Ощущений нет
2.0...2.5	Начало болевых ощущений	Тоже
5.0...7.0	Начало судорог в руках	Зуд, ощущение нагрева
8,0...10,0	Судороги в руках, трудно, но можно оторваться от электродов	Усиление ощущения нагрева
20.О...25.0	Сильные судороги и боли, нео-	Судороги рук, затруднение ды-
	тлускаюший ток, дыхание затруд­нено	хания
50,0...80,0	Паралич дыхания	Тоже
90,0.100,0	Фибрилляция сердца при дей-	Паралич дыхания при длитель-
	ствии тока в течение 2—3 с, пара-	ном протекании тока
	лич дыхания
300,0	То же, за меньшее время	Фибрилляция сердца через 2— 3 с, паралич дыхания

(Допустимым считается ток, при котором человек может самосто­ятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, при 10 с и менее — 6 мА)

Переменный ток опаснее постоянного, однако при высоком на­пряжении (более 500 В) опаснее постоянный ток. Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова — рука, голова — ноги, рука — рука, нога — рука, нога — нога и т. д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг (голова — руки, голова — ноги), сердце и легкие (руки — ноги). Неблагоприятный микроклимат (по­вышенная температура, влажность) увеличивает опасность поражения током, так как влага (пот) понижает сопротивление кожных покровов.

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 значения напряжений прикоснове­ния и токов для нормального (неаварийного) режима работы электроустановок при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки не должны превышать следующих значений: при переменном (50 Гц) токе U ≤ 2В;

I ≤0,ЗмА и при постоянном токе U≤28ВиI≤1,0мА (ГОСТ 12.1.038—82 c изм. 1996 Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновений и токов.). Указанные значе­ния установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

При работе на предприятиях в условиях высоких температур ( > 25 °С) и относительной влажности воздуха ( > 75 %) указанные значения напряжения прикосновения и токов должны быть уменьшены в 3 раза. При аварийном режиме, т. е. при рабо­те неисправной электроустановки, угрожающей электротравмой, их значения указаны в табл.

Таблица Предельно допустимые уровни напряжения и тока

Ток	Норми­руемая величин U,В е	Предельно допустимый уровень, не более, при длительности воздействия тока, с
		0,1	0.3	0,5	0.7	0.9	1	Свыше 1 Свыше 1
Переменный (50 Гц) Постоянный	U,В I,мА U,В I,мА I, мА	340 400 500 500	135 160 350 350	105 125 250 250	85 90 230 230	70 65 210 210	60 50 200 200	20 6 40 15

Из данных табл. следует, что при переменном токе силой 6мА и постоянном 15мА человек самостоятельно может освобо­диться от токоведущих частей в течение периода продолжитель­ностью более 1 с. Эти токи считаются длительно допустимыми, если отсутствуют обстоятельства, усугубляющие опасность.

Путь тока через человека. Он 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 по 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 %).

Факторы окружающей среды. Многие факторы окружающей производственной среды существенно влияют на электробез­опасность. Во влажных помещениях с высокой температурой ус­ловия для обеспечения электробезопасности 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 электроустановки — землей. Токопроводящая пыль повышает возможность случай­ного электрического контакта человека с токоведущими частя­ми и землей.

В отношении опасности поражения людей электрическим то­ком в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) различают помещения без повышенной опасности, с повы­шенной опасностью и особо опасные.

Помещениями без повышенной опасности (Категория I) являются такие, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или осо­бую опасность.

Помещения с повышенной опасностью(Категория II) характеризуются на­личием одного из следующих условий:

• сырость (относительная влажность воздуха длительно пре­вышает 75 %);

• токопроводящая пыль, которая может оседать на токоведущих частях, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п.;

• токопроводящие полы (металлические, земляные, железобе­тонные, кирпичные и т. п.);

• высокая температура воздуха, постоянно или периодически (более 1 суток) превышающая + 35 ⁰С, 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. Примерами помещений с повышенной опасностью могут быть: в пивоварении и безалкогольном производстве — бродиль­ное отделение; отделения приготовления сухих напитков; цехи готовой продукции; сушильные и элеваторные отделения крахма-лопаточного производства; тестоприготовительные отделения хлебозаводов.

Особо опасные помещения(Категория III) характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

• особая сырость (относительная влажность воздуха близка к 100%, потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помеще­нии, покрыты влагой);

• химически активная или органическая среда (агрессивные па­ры, газы, жидкости, образуются отложения или плесень, разрушаю­щие изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

• одновременно два или более условий повышенной опасно­сти. К помещениям этого класса, например, относятся: бутылкомоечные отделения, цехи розлива купажа, варки сиропа на пивобезалкогольных производствах; сиропные, варочные, сепараторные отделения крахмалопаточного производства.

Территории размещения наружных электроустановок прирав­ниваются к особо опасным помещениям.

Анализ опасности поражения человека электрическим током

Поражения электрическим током возникают при прикоснове­нии человека к токоведущим частям, находящимся под напряже­нием (прямое прикосновение) или при соприкосновении с откры­тыми проводящими частями, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции (косвенное при­косновение). Анализ опасности такого прикосновения сводится к определению значения тока в цепи человека I_ч, зависящего от схемы его включения в электрическую сеть, схемы сети, режима работы, качества изоляции токоведущих частей и условий экс­плуатации электроустановки. Основные схемы включения:

• однофазное (однополюсное), когда человек имеет электри­ческую связь с землей и касается одной фазы электроустановки;

• двухфазное (двухполюсное), когда человек касается двух не­изолированных фаз (полюсов) электроустановки;

• прикосновение к нетоковедущим частям электроустановки, оказавшихся под напряжением в результате повреждения изоля­ции (равноценно однофазному включению);

• включение между двумя точками земли в поле растекания тока, находящимися под разными потенциалами (включение под напряжением шага).

Электроустановки по условиям электробезопасности подразде­ляются на электроустановки напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ. Правила безопасности при этом существенно отличаются. В связи с тем, что большинство рабочих мест связаны с эксплуата­цией электроустановок до 1 кВ, дальнейшее рассмотрение вопро­сов электробезопасности относится исключительно к электроус­тановкам напряжением до 1 кВ.

На предприятиях наиболее часто используются трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью и реже трехфазные сети с изолированной нейтралью.

Глухозаземленная нейтраль — это нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляюще­му устройству.

Изолированная нейтраль — это нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им уст­ройств.

Сети с изолированной нейтралью целесообразно применять в тех случаях, когда имеется возможность поддерживать высокий уровень изоляции проводов, а емкость сети относительно земли не­значительна. К ним относятся малоразветвленные сети, не подвер­женные воздействию агрессивной среды и находящиеся под посто­янным надзором персонала. Сеть с заземленной нейтралью следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ, 7-е издание) для электроустановок приняты следующие обозначения (рис. 23):

♦ система TN — система, в которой нейтраль источника пита­ния глухо заземлена, а открытые проводящие части электроуста­новки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

система TN-C — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении;

• система TNS — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;

• система TN-C-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;

• система IT — система, в которой нейтраль источника пита­ния изолирована от земли или заземлена через приборы или уст­ройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводя­щие части электроустановки заземлены;

• система ТТ — система, в которой нейтраль источника пита­ния глухо заземлена, а открытые проводящие части электроус­тановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали ис­точника.

Первая буква — состояние нейтрали источника питания отно­сительно земли: Т — заземленная нейтраль; / — изолированная нейтраль.

Вторая буква — состояние открытых проводящих частей отно­сительно земли: Т — открытые проводящие части заземлены, не­зависимо от отношения к земле нейтрали источника питания; N— открытые проводящие части присоединены к глухозазем­ленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N) буквы — совмещение в одном провод­нике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого за­щитного проводников:

• S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) провод­ники разделены;

• С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего про­водников совмещены в одном проводнике (Р£Л^-проводник);

• N ( ) — нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

• РЕ( ) — защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

• PEN ( ) — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабо­чий проводники.