Воздействие на человека электрического постоянного и переменного тока
Проходя через организм человека, электрический ток оказывает на него термическое, электролитическое, механическое (динамическое) и биологическое действие (свойственное лишь живой ткани).
Тяжесть поражения электрическим током зависит от множества факторов:
значения силы тока;
электрического сопротивления тела человека;
длительности протекания тока;
пути прохождения тока через тело человека (рука-рука, рука-нога);
рода и частоты тока;
индивидуальных свойств человека;
условий окружающей среды.
Факторы электрического характера. Сила тока является главным фактором, определяющим степень поражения человека. Установлены следующие категории воздействия: пороговый ощутимый ток, пороговый неотпускающий ток и пороговый фибрилляционный ток.
Электрический ток наименьшей силы, вызывающий ощутимые человеком раздражения, называется пороговым ощутимым током. Человек начинает ощущать воздействие переменного тока частотой 50 Гц силой около 1,1 мА, а постоянного тока около 6 мА в виде слабого зуда и легкого покалывания при переменном токе или нагревания кожи при постоянном токе.
Пороговый ощутимый ток может явиться косвенной причиной несчастного случая, вызвав непроизвольные ошибочные действия человека в рабочих условиях.
При переменном токе 10…15 мА, а постоянном 50…80 мА человек не в состоянии преодолеть судороги мышц и разжать руку, которой касается токоведущей части, отбросить провод. Такой ток называется пороговым «неотпускающим». Превышающий его ток усиливает судорожные сокращения мышц и болевые ощущения, распространяет их на обширную область тела. Это затрудняет дыхательные движения грудной клетки, вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления и повышению нагрузки на сердце. Переменный ток 80…100 мА, а постоянный 300 мА через 1…3 секунды с начала его воздействия вызывает фибрилляцию сердца, что приводит к летальному исходу. Этот ток называется «фибрилляционным», а наименьшее его значение – пороговым фибрилляционным током. Переменный ток силой 100 мА и более мгновенно вызывает смерть от паралича сердца.
Род и частота тока
При напряжениях до 250–300 В постоянный и переменный токи одинаковой силы оказывают разное воздействие на человека. Это различие исчезает при большем напряжении.
Наиболее неблагоприятным является переменный ток промышленной частотой 20–100 Гц. Вне этого диапазона частот значения неотпускающего тока возрастают.
Сила
тока, протекающего через тело человека
,
зависит от напряжения прикосновения
и сопротивления тела человека
:
.
Напряжение прикосновения – это разница потенциалов между двумя точками включения тела человека в электрическую цепь.
Сопротивление цепи человека электрическому току
Электрическое
сопротивление цепи человека (
)
определяется суммарным сопротивлением
нескольких включенных последовательно
элементов: тела человека
,
одежды
(при прикосновении участком тела,
защищенным одеждой), обуви
и пола
,
(опорной поверхности):
.
Очень большое значение имеет изолирующая способность полов и обуви для обеспечения безопасности людей от поражения током.
Постоянный ток, как не изменяющийся во времени по величине и направлению, ощущается только в моменты включения и отключения от источника. Обычно его действие тепловое (при длительном включении). При больших напряжениях он может вызывать электролиз ткани и крови. Постоянный ток напряжением до 450В менее опасен, чем переменный ток того же напряжения.
Индивидуальные особенности сопротивления тела человека. Наибольшим электрическим сопротивлением обладает кожа, 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 в результате пробоя верхнего слоя. Увеличение силы тока или времени его протекания также снижает электрическое сопротивление кожи вследствие нагрева ее верхнего слоя.
Сопротивление внутренних органов человека является также переменной величиной, зависящей от физиологических факторов, состояния здоровья, психического состояния. 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 Ом.