47. Опасность прикосновения к заземленным предметам. Нормирование допускаемых напряжений.

При стекании тока с заземли­теля последний приобретает некото­рый потенциал , пропорциональ­ный току. Поверхность земли в зоне растекания тока также приоб­ретает некоторый потенциал, рас­пределение которого зависит от схе­мы и размеров заземлителя, глу­бины заложения проводников, строе­ния земли и ее удельного сопротив­ления. Следовательно, при стекании тока с заземлителя между поверх­ностью земли и заземленными пред­метами возникают некоторые на­пряжения. Максимальное напряже­ние между поверхностью земли (пола) и заземленным предметом, которого может коснуться человек (но еще не касается), называется напряжением прикосновения U_np.

Человек может оказаться под напряжением, и не прикасаясь к заземленным предметам. Действи­тельно, в зоне растекания тока меж­ду двумя точками поверхности зем­ли на расстоянии s, соответствую­щем длине шага, имеется напряжение U_ш = U₂ — U₃, получившее название напряже­ния шага.

Напряжение U_ш составляет часть напряжения заземлителя, тем мень­шую, чем равномернее распределе­ние потенциала по поверхности земли.

Напряжения прикосновения и ша­га называют частичными напряже­ниями, так как они составляют часть потенциала заземлителя, тем мень­шую, чем равномернее распределен потенциал по поверхности земли. . При проектировании заземляю­щего устройства приходится сопос­тавлять ожидаемые напряжения, приложенные к человеку, с соответ­ствующими допускаемыми напря­жениями для человека. Определение этих напряжений представляет не­малые трудности, так как они за­висят от многих условий, которые не всегда могут быть учтены и про­верены экспериментально.

Допускаемые напряжения, при­ложенные к человеку. Несмотря на то что критерием опасности для че­ловека при включении его в элек­трическую цепь является значение тока, а не напряжения, при проек­тировании заземляющих устройств пользуются понятием допускаемых напряжений. Они могут быть опре­делены умножением соответству­ющих токов на сопротивление чело­века. В ПУЭ-76 (разд. I) указаны следующие значения допускаемых напряжений, приложенных к чело­веку от руки к ногам:

Продолжитель­ность прохождения то­ка, с 0,1 0,2 0,5 0,7 1,0 3,0 Допускаемое напряжение, В.....500 400 200 130 100 65

Расчетные значения максималь­ного напряжения, приложенного к человеку, не должны превосходить указанные допускаемые напряже­ния. При этом следует ориентиро­ваться на время срабатывания ре­зервных релейных защит, учитывая возможность отказа основных за­щит и вызванное этим увеличение продолжительности замыкания.

48. Действие электрического тока на человека.

Действие электрического тока на человека зависит от значения тока и продолжительности его воздействия, а также от пути, по которому он проходит, и, наконец, от физичес­кого состояния человека. Наиболь­шую опасность представляет ток, проходящий через область сердца. На этом пути ток может возникнуть при прикосновении, человека к ме­таллическим предметам, находя­щимся под напряжением. Ток прохо­дит в этом случае от руки к ноге или обеим ногам. Прохождение то­ка от ноги к ноге менее опасно. Ог­раничимся здесь рассмотрением действия на человека переменного тока с постоянной амплитудой и частотой 50 Гц.

Наименьший ток, воспринимаемый человеком, составляет около 1 мА. Этот ток принято называть порогом чувствительности. Ток по­рядка нескольких миллиампер вы­зывает боль и непроизвольное сок­ращение мышц, по которым он проходит. Эти явления прогресси­руют по мере увеличения тока и продолжительности его прохожде­ния. Ток в 10—15 мА человек едва выносит в течение 1—2 с. При не­которых значениях тока сокращение мышц настолько сильно, что че­ловек не в состоянии разжать кисть руки и отпустить электрод, через который ток входит в руку. По ме­ре увеличения тока сокращение мышц распространяется от рук к грудной клетке, вследствие чего затрудняется дыхание и становится, наконец, невозможным. Если не прервать ток в течение нескольких минут, человек теряет сознание и умирает от удушья. Однако при своевременном разрыве цепи тока дыхание восстанавливается или мо­жет быть восстановлено искусствен­ными приемами. Никаких опасных последствий при этом не наблюда­ется.

Если несколько превысить ток, нарушающий дыхание (вследствие сокращения мышц грудной клет­ки), может наступить смерть, даже когда длительность воздействия то­ка не превышает нескольких се­кунд, т. е. времени, слишком мало­го, чтобы нарушение дыхания пред­ставлялось опасным. Смерть насту­пает в этом случае вследствие вентрикулярной фибрилляции сердца, т. е. нарушения нормального ритма сердца. Это состояние характеризу­ется некоординированными, асин­хронными сокращениями мышеч­ной фибрилльной ткани сердца вме­сто нормальных координированных сокращений. Фибрилляция являет­ся следствием ненормальных по­буждений сердца, но не поврежде­ния его. В состоянии фибрилляции сердце трепещет, а не бьется. Оно не прослушивается в стетоскоп. Прекращается циркуляция крови, и смерть наступает в течение не­скольких минут. Если фибрилляция возникла, она не прекратится сама. Искусст­венное дыхание здесь неэффектив­но. Единственный способ восстано­вить нормальную работу сердца за­ключается в своевременном и уме­лом контршоке затухающим током постоянного направления с по­мощью особого аппарата — дефиб­риллятора. Однако такая возмож­ность в практике эксплуатации элек­трических установок отсутствует.