Действие электрического тока на организм человека

Электрическое сопротивление  организма человека падает при увеличении тока и длительности его прохождения  вследствие усиления местного нагрева кожи, что приводит к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка кровью и увеличению выделения пота.

С повышением напряжения, приложенного к телу человека, уменьшается сопротивление  кожи, а, следовательно, и полное сопротивление  тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом. Это  объясняется пробоем рогового слоя кожи, увеличением тока, проходящего  через нее, и другими факторами.

Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чем у мужчин, у детей меньше, чем у взрослых, у молодых людей  меньше, чем у пожилых. Это объясняется  толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи. Кратковременное (на несколько  минут) снижение сопротивления тела человека (20-50 %) вызывает внешние, неожиданно возникающие физические раздражения: болевые (удары, уколы), световые и звуковые.

На электрическое сопротивление  влияют также род тока и его  частота. При частотах 10-20 кГц верхний  слой кожи практически утрачивает сопротивление  электрическому току.

Кроме того, есть особенно уязвимые участки тела к действию электрического тока. Это так называемые акупунктурные  зоны (область лица, ладони и др.) площадью 2-3 мм2. Их электрическое сопротивление  всегда меньше электрического сопротивления  зон, лежащих вне акупунктурных  зон.

Длительность протекания тока через тело человека очень сильно влияет на исход поражения в связи  с тем, что с течением времени  падает сопротивление кожи человека, более вероятным становится поражение  сердца.

Путь тока через тело человека также имеет существенное значение. Наибольшая опасность возникает  при непосредственном прохождении  тока через жизненно важные органы. Статистические данные показывают, что  число травм с потерей сознания при прохождении тока по пути «правая рука-ноги» составляют 87 %; по пути «нога-нога» - 15%, Наиболее характерные цепи тока через человека: рука-ноги, рука-рука, рука-туловище (соответственно 56,7; 12,2 и 9,8 % травм). Но наиболее опасными считаются те цепи тока, при которых вовлекаются обе руки - обе ноги, левая рука-ноги, рука-рука, голова-ноги.

Род и частота тока также  влияют на степень поражения. Наиболее опасным является переменный ток  частотой от 20 до 1000 Гц. Переменный ток  опаснее постоянного, но это характерно только для напряжений до 250 -300 В; при  больших напряжениях становится опаснее постоянный ток. С повышением частоты переменного тока, проходящего  через тело человека, полное сопротивление  тела уменьшается, а проходящий ток  увеличивается. Однако уменьшение сопротивления  возможно лишь в пределах частот от 0 до 50-60 Гц. Дальнейшее же повышение  частоты тока сопровождается снижением  опасности поражения, которая полностью  исчезает при частоте 450-500 кГц. Но эти  токи могут вызывать ожоги как  при возникновении электрической  дуги, так и при прохождении  их непосредственно через тело человека. Снижение опасности поражения током  с повышением частоты практически  заметно при частоте 1000-2000 Гц.

Индивидуальные свойства человека и состояние окружающей среды также оказывают заметное влияние на тяжесть поражения.

 

3. Условия и  причины поражения электрическим  током

 

Поражение человека электротоком или электрической дугой может  произойти в следующих случаях:

· при однофазном (однократном) прикосновении изолированного от земли  человека к неизолированным токоведущим  частям электроустановок, находящимся  под напряжением;

· при одновременном прикосновении  человека к двум неизолированными частям электроустановок, находящимся под  напряжением;

· при приближении человека, не изолированного от земли, на опасное  расстояние к токоведущим, не защищенным изоляцией частям электроустановок, находящихся под напряжением;

· при прикосновении человека, не изолированного от земли, к нетоковедущим  металлическим частям (корпусам) электроустановок, оказавшихся под напряжением  из-за замыкания на корпусе;

· при действии атмосферного электричества во время разряда  молнии;

· в результате действия электрической дуги;

· при освобождении другого  человека, находящегося под напряжением.

Можно выделить следующие  причины электротравм:

Технические причины - несоответствие электроустановок, средств защиты и  приспособлений требованиям безопасности и условиям применения, связанное  с дефектами конструкторской  документации, изготовления, монтажа  и ремонта; неисправности установок, средств защиты и приспособлений, возникающие в процессе эксплуатации.

Организационно-технические  причины - несоблюдение технических  мероприятий безопасности на стадии эксплуатации (обслуживания) электроустановок; несвоевременная замена неисправного или устаревшего оборудования и  использование установок, не принятых в эксплуатацию в предусмотренном  порядке (в том числе самодельных).

Организационные причины - невыполнение или неправильное выполнение организационных  мероприятий безопасности, несоответствие выполняемой работы заданию.

Организационно-социальные причины:

· работа в сверхурочное время (в том числе работа по ликвидации последствий аварий);

· несоответствие работы специальности;

· нарушение трудовой дисциплины;

· допуск к работе на электроустановках  лиц моложе 18 лет;

· привлечение к работе лиц, неоформленных приказом о приеме на работу в организацию;

· допуск к работе лиц, имеющих  медицинские противопоказания.

При рассмотрении причин необходимо учитывать так называемые человеческие факторы. К ним относятся как  психофизиологические, личностные факторы (отсутствие у человека необходимых  для данной работы индивидуальных качеств, нарушение его психологического состояния и пр.), так и социально-психологические (неудовлетворительный психологический  климат в коллективе, условия жизни  и пр.).

 

4. Классификация помещений по электробезопасности

 

Помещения по степени  опасности поражения током из-за характера окружающей среды делятся  на классы: 1-й класс — помещения  с повышенной опасностью — при  наличии одного из условий: а) сырость (относительная влажность воздуха превышает 75%); б) токопроводящая пыль; в) токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.): г) температура воздуха выше +35°С (помещения с сушилками, котельные и т.д.); д) возможность одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования и к соединенным с землей металлоконструкциям здания, технологическим аппаратам, механизмам; 2-й класс — особо опасные помещения — при наличии одного из условий: а) особая сырость (влажность близка к 100%, при этом потолок, стены, пол и предметы покрыты влагой); б) химически активная среда (т. е. агрессивные пары, газы, жидкости) или органическая среда, образующая отложения и плесень, разрушающие изоляцию и токоведущие части электрооборудования; в) одновременно два и более условия повышенной опасности; 3-й класс — помещения без повышенной опасности — при отсутствии условий повышенной или особой опасности.

 

5. Меры защиты от поражения электрическим током

 

Согласно требованиям  нормативных документов, безопасность электроустановок обеспечивается следующими основными мерами:

1) недоступностью токоведущих  частей;

2) надлежащей, а в отдельных  случаях повышенной (двойной) изоляцией;

3) заземлением или занулением  корпусов электрооборудования и  элементов электроустановок, могущих  оказаться под напряжением;

4) надежным и быстродействующим  автоматическим защитным отключением;

5) применением пониженных  напряжений (42 В и ниже) для питания  переносных токоприемников;

6) защитным разделением  цепей;

7) блокировкой, предупредительной  сигнализацией, надписями и плакатами;

8) применением защитных  средств и приспособлений;

9) проведением планово-предупредительных  ремонтов и профилактических  испытаний электрооборудования,  аппаратов и сетей, находящихся  в эксплуатации;

10) проведением ряда организационных  мероприятий (специальное обучение, аттестация и переаттестация  лиц электротехнического персонала,  инструктажи и т.д.).

Для обеспечения электробезопасности  на предприятиях мясной и молочной промышленности применяют следующие  технические способы и средства защиты: защитное заземление, зануление, применение малых напряжений, контроль изоляции обмоток, средства индивидуальной защиты и предохранительные приспособления, защитные отключающие устройства.

Защитное заземление - это  преднамеренное электрическое соединение с зёмлёй или её эквивалентом металлических  нетоковедущих частей, которые могут  оказаться под напряжением. Оно  защищает от поражения электрическим  током при прикосновении к  металлическим корпусам оборудования, металлическим конструкциям электроустановки, которые вследствие нарушения электрической  изоляции оказываются под напряжением.

Сущность защиты заключается  в том, что при замыкании ток  проходит по обеим параллельным ветвям и распределяется между ними обратно  пропорционально их сопротивлениям. Поскольку сопротивление цепи «человек-земля» во много раз больше сопротивления  цепи «корпус-земля», сила тока, проходящего  через человека, снижается.

В зависимости от места  размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают  выносные и контурные заземляющие  устройства.

Выносные заземлители  располагают на некотором расстоянии от оборудования, при этом заземлённые  корпуса электроустановок находятся  на земле с нулевым потенциалом, а человек, касаясь корпуса, оказывается  под полным напряжением заземлителя.

Контурные заземлители располагают  по контуру вокруг оборудования в  непосредственной близости, поэтому  оборудование находится в зоне растекания тока. В этом случае при замыкании  на корпус потенциал грунта на территории электроустановки (например, подстанции) приобретает значения, близкие к  потенциалу заземлителя и заземленного электрооборудования, и напряжение прикосновения снижается.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым  защитным проводником металлических  нетоковедущих частей, которые могут  оказаться под напряжением. При  таком электрическом соединении, если оно надежно выполнено, всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, при которой обеспечивается срабатывание защиты (предохранителя или автомата) и автоматическое отключение поврежденной установки от питающей сети.

Малое напряжение - напряжение не более 42 В, применяемое в целях  уменьшения опасности поражения  электрическим током. Малые напряжения переменного тока получают с помощью  понижающих трансформаторов. Его применяют  при работе с переносным электроинструментом, при использовании переносных светильников во время монтажа, демонтажа и  ремонта оборудования, а также  в схемах дистанционного управления.

Изолирование рабочего места - это комплекс мероприятий по предотвращению возникновения цепи тока человек-земля  и увеличению значения переходного  сопротивления в этой цепи. Данная мера защиты применяется в случаях  повышенной опасности поражения  электрическим током и обычно в комбинации с разделительным трансформатором.

Выделяют следующие виды изоляции:

· рабочая - электрическая  изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим  током;

· дополнительная - электрическая  изоляция, предусмотренная дополнительно  к рабочей изоляции для защиты от поражения электрическим током  в случае повреждения рабочей  изоляции;

· двойная - электрическая  изоляция, состоящая из рабочей и  дополнительной изоляции. Двойная изоляция заключается в одном электроприёмнике двух независимых одна от другой ступеней изоляции (например, покрытие электрооборудования  слоем изоляционного материала - краской, пленкой, лаком, эмалью и т.п.). Применение двойной изоляции наиболее рационально, когда в дополнение к рабочей электрической изоляции токоведущих частей корпус электроприёмника изготавливается из изолирующего материала (пластмассы, стекловолокна).

Защитное отключение - это  быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности  поражения электрическим током.

Оно должно обеспечить автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, не допустимым для человека, и (или) при  возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Защитное отключение рекомендуется  в качестве основной или дополнительной меры защиты, если безопасность нельзя обеспечить при заземлении или занулении, либо если заземление или зануление  трудно выполнимо, либо нецелесообразно  по экономическим соображениям. Устройства (аппараты) для защитного отключения в отношении надежности действия должны удовлетворять специальным  техническим требованиям.