электроустановок, характер прикосновения и т.п. Правила устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.0.19-79 «Электробезопасность. Общие требования» классифицируют производственные помещения следующим образом.

1.Помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из условий: сырости (относительная влажность воздуха превышает 75%), токопроводящей пыли, высокой температуры, возможности одновременного прикосновения к металлическим корпусам электроустановок и заземлённым частям зданий, механизмов.

2.Особо опасные помещения (особая сырость, наличие химически активной среды, наличие одновременно двух и более условий по п.1).

3.Помещения без повышенной опасности (отсутствуют условия по п.п.1 и 2).

4.Территории размещения наружных электроустановок, которые приравниваются к особо опасным помещениям, т.к. характеризуются наличием условий, создающих особую опасность (см. п.2).

3.5.4.1. Действие электрического тока на организм человека

Человек, случайно оказавшийся под напряжением, замыкает электрическую цепь, по которой протекает соответствующий ток, вызывающий определённую реакцию организма, вид которой зависит от силы тока. При конструировании защитных средств за безопасную принимается сила тока 50 -75 мкА. Наименьшее значение токов, которые вызывают реакцию человека, называют пороговыми. Так при силе тока частотой 50Гц на уровне 0.6 - 1.5 мА человек обнаруживает непроизвольное дрожание пальцев рук – это пороговый ток. При силе тока 10 –15 мА возникает судорожное сокращение мышц руки, в которой зажат проводник; человек теряет контроль над своими действиями и не в состоянии самостоятельно освободиться от проводника. Такое пороговое значение характеризуют как неотпускающий ток. Обусловлено это дезорганизацией действия биотоков в организме под действием внешнего источника энергии. В случае чрезмерного раздражающего действия тока сигналы центральной нервной системы могут вызвать не только сокращение мышц, но и опасную для жизни реакцию, в том числе прекращение деятельности сердца и лёгких. При пороговом фибрилляционном токе (порядка 100 мА) наступает беспорядочное сокращение волокон сердечной мышцы (фибрилл). Сердце утрачивает способность перекачивать кровь, при прекращении кровообращения сердце расслабляется и останавливается.

При силе тока, проходящего через тело человека более 1А, происходит немедленная остановка сердца и прекращение дыхания – наступает клиническая смерть. Если в течение 6 – 8 минут восстановить нормальное

184

сокращение фибрилл, то возможно оживление работы сердца – в противном случае наступает биологическая смерть (необратимое прекращение всех функций организма). Кратковременный сильноточный импульс способен прекратить возникшую фибрилляцию сердца; на этом принципе основано действие медицинского прибора – дефибриллятора.

В настоящее время общепринятым пределом опасности считается сила тока 100 мА при продолжительности его действия 3с. В любом случае, для обеспечения безопасности людей необходимо быстро отключать сеть.

Сила тока зависит как от приложенного напряжения, так и от сопротивления тела человека, которое определяется сопротивлением кожного покрова и сопротивлением внутренних органов. При напряжении 200…300 В наступает электрический пробой верхнего слоя кожи и общее сопротивление

уменьшается до своего минимального значения (порядка 1 кОм). Сопротивление тела человека – величина нелинейная. Оно резко уменьшается при

увеличении приложенного к телу напряжения, увеличении времени протекания тока через тело, при неудовлетворительном физическом и психическом состоянии и т.п. Из рис. 3.5.1 следует, что увеличение

прило-женного напряжения от 0 до 140В сопротивление тела нелинейно падает от десятков тысяч Ом до 800 Ом. Соответственно возрастает ток.

Исход электропоражения будет зависеть также от того, какой частью тела человек попадает под напряжение. Характерные пути протекания тока: рука-ноги, рука-рука, нога-нога. Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, лёгкие. Однако смертельное поражение возможно и при протекании тока, не затрагивающего жизненно важные органы, т.к. ток в теле, как и в любой другой электрической цепи, протекает по пути наименьшего сопротивления (нервам, крови), минуя ткани с большим сопротивлением (жир, мышцы).

Исход поражения в значительной мере определяется длительностью протекания тока в организме. Продолжительное (несколько секунд) воздействие тока может приводить к тяжелому исходу.

185

Замыкания на землю в электроустановках, как правило, отключаются защитой за доли секунды. Однако устройства электробезопасности (заземления и др.) расчитывают, исходя из больших величин допустимого тока и длительности его воздействия (табл.3.5.5).

Таблица 3.5.5 Параметры электробезопасности требований ГОСТ 12.1.038-82

Постоянный ток менее опасен, его пороговые значения в 3-4 раза выше, чем переменного тока промышленной частоты 50Гц. Однако это справедливо при небольших напряжениях, когда ещё не наступает электрический пробой верхнего слоя кожи. В диапазоне 400–600 В опасность постоянного и переменного тока примерно одинакова. Переменный ток наиболее опасен при частоте 50Гц, опасность снижается при частоте 1-2 кГц, а при частоте 400-500 кГц биологическое действие тока не проявляется вовсе. Однако и в этом случае сохраняется опасность ожогов как от электрической дуги, так и от тока, проходящего через тело человека.

Исход поражения зависит и от индивидуальных свойств человека. У одного и того же человека пороговые значения тока меняются в зависимости от его физического и психического состояния. Состояние возбуждения уменьшает электрическое сопротивление организма, а следовательно, и увеличивает опасность поражения. Опасное действие оказывает ток на людей, страдающих некоторыми заболеваниями (болезни сердца, нервные заболевания). Поэтому обслуживание электроустановок поручается лицам, прошедшим медицинский осмотр и специальное обучение.

В условиях эксплуатации, ремонтов электроустановок, профилактических испытаний возможны замыкания на землю, в том числе и через сопротивление человека. Опасность электропоражения определяется значением приложенного к человеку напряжения, которое в свою очередь зависит от схемы включения человека в электрическую цепь, а также от режима работы и параметров электрической цепи.

По условиям электробезопасности электроустановки разделяют по напряжению до 1000В и выше 1000В. Кроме того, выделяют электроустановки малого напряжения (не выше 42 В).

186

В промышленных электроустановках наиболее распространены трёхфазные сети переменного тока. Точка соединения обмоток трансформатора называется нейтралью. По режиму нейтрали питающего трансформатора различают трёхфазные сети с изолированной (не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление) и заземлённой (присоединённая к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление) нейтралью. При напряжении до 1000В широкое распространение получили сети с изолированной нейтралью и особенно – четырёхпроводные с заземлённой нейтралью, напряжением 380/220 В. При напряжении 1…35 кВ сети имеют изолированную нейтраль,

выше 35 кВ – заземлённую. Заземление нейтрали называется рабочим: оно обеспечивает работу электроустановок в нормальных и аварийных условиях.

Провода электрических сетей связаны с землёй через активные сопротивления изоляции Rиз, через которые при наличии напряжения проходит ток (ток утечки). Кроме того, каждый проводник обладает ёмкостью относительно земли Сиз, т.е. связан с ней через ёмкостные сопротивления Хиз, величина которой определяется геометрическими размерами проводника. Эти сопротивления фактически распределены вдоль провода, но в схемах сетей промышленных предприятий их можно считать сосредоточенными.

Человек может попасть под напряжение в различных сетях при возникновении контакта с токоведущими частями электроустановок, а также с частями, нормально не находящимися под напряжением – в случае аварии.

При однополюсном прикосновении к проводу однофазной изолированной сети человек оказывается подключенным в цепь тока, как показано на рис.3.5.2а.

Однофазные сети обычно имеют небольшую протяжённость и ёмкость их проводников можно пренебречь (в сетях постоянного тока ток через неё не

187

протекает). Из эквивалентной электрической схемы (рис.3.5.2б) находим силу тока, протекающего через человека:

IЧ = 2RЧ U+ RИЗ ;

где Rч = Rт + Rоп + Rоб + Rод – сопротивление человека, состоящее из сопротивления тела человека Rт = 1кОм, сопротивления опоры под ногами человека Rоп = 0.04…200кОм, сопротивления обуви Rоб = 0.2…500кОм (в зависимости от влажности обуви), сопротивления одежды Rод = 0.5…10кОм.

В трёхфазных сетях человек может случайно прикоснуться к одной фазе. При этом в сетях с заземлённой не йтралью он попадает под фазное напряжениие (рис.3.5.3, поз.1) и ток через человека определяется выражением

IЧ = UФ . RЧ

Рис.3.5.3. Прикосновение в трёхфазной сети с заземлённой нейтралью

Если человек стоит на проводящем основании в сырой обуви, то можно принять, что его сопротивление RЧ = RТ = 1кОм. Тогда в сети 380В с фазным

напряжением 220В через тело человека пройдёт ток IЧ = 1220103 = 220мА

смертельно опасный для человека.

Но если человек стоит на сухом полу в диэлектрической обуви, то приняв Rоп = 100 кОм, Rоб = 50 кОм, получим Rч = Rт + Rоп + Rоб = 1 + 100 +

пороговый ощутимый ток. Этот пример показывает, какое значение для безопасности работающих в электроустановках имеют изолирующие полы и обувь.

188