Файл: Uchebnoe_posobie_OT.doc

- порог чувствительности – минимальная сила тока, которую ощущает человек. Он составляет 0,6...1,5 мА для переменного (частота 50 Гц) и 5...7 мА для постоянного тока. Такой ток безопасен для человека;

- пороговый неотпускающий ток – минимальная сила тока, при которой человек не может самостоятельно оторвать руки от токоведущих частей. По величине такой ток не опасен для человека, однако при длительном воздействии может привести к тяжелым последствиям и даже смерти. При постоянном токе человек может самостоятельно оторвать руку от проводника при любой силе тока, однако в момент отрыва возникают болезненные сокращения мышц, аналогичные возникающим при переменном токе. Человек способен выдержать боль при отрыве от токоведущих частей при силе тока не более 50 – 80 мА.

- пороговый фибриляционный ток – минимальная сила тока, при которой происходит фибрилляция сердечной деятельности пострадавшего. Вызывает смерть потерпевшего, если время прохождения тока превышает 1 с, составляет 100 мА для переменного тока при 50 Гц и 300 мА для постоянного тока. Ток силой более 5 А вызывает немедленную остановку сердца, минуя состояние фибрилляции.

- предельно допустимый ток – максимальная сила тока, которая не вызывает электрической травмы при любой продолжительности действия.

2. Род и частота тока – сопротивление тела человека имеет емкостную составляющую, поэтому изменение частоты приложенного напряжения приводит к изменению полного сопротивления тела и увеличение силы проходящего тока.

Увеличение частоты тока от 0 до 200 Гц приводит к увеличению опасности поражения. При частоте тока 100 кГц и выше существует только опасность ожогов. Дальнейшее повышение частоты снижает опасность поражения переменным током, который вообще исчезает при частоте 450 кГц. При напряжении до 500 В постоянный ток безопаснее (в 4-5 раз), выше 500 В – постоянный ток более опасен. Наиболее опасным для человека является переменный ток частоты 50 Гц при напряжении 220 В. Ориентировочные значения предельных величин для такого тока приведены в табл. 6.1

Таблица 6.1. Пороговые значения переменного тока частоты 50 Гц

Параметр	Сила тока, мА
Предельно допустимый ток при длительном действии	0,3
Пороговый ток чувствительности	0,6 – 1,5
Пороговый неотпускающий ток	10 – 15
Пороговый фибрилляционный ток	100

3. Электрическое сопротивление тела человека определяется сопротивлением рогового слоя кожи и зависит от приложенного напряжения. Сухая неповрежденная кожа имеет сопротивление 500...500 000 Ом. Влажная загрязненная кожа имеет значительно меньшее сопротивление, что обусловлено проходом тока через потовые железы и подкожную область. Сопротивление тела человека переменному току частоты 50 Гц принимают равным 1 000 Ом.

Живой организм состоит из различных клеток и растворов солей, что обусловливает различное электрическое сопротивление разных частей тела. Кроме того, сопротивление кожи в разных местах человеческого организма сильно отличается, поэтому тяжесть электрической травмы не последним образом зависит от места поражения. Фактор внимания повышает сопротивление тела человека и уменьшает вероятность поражения. Известно, что около 85% электрическим травм возникают в конце рабочей смены из-за ослабления внимания работников.

---

4. Длительность действия тока – при прохождении тока резко уменьшается сопротивление кожи, что приводит к более тяжелым электрическим травмам: через 30 с сопротивление тела уменьшается на 25%, а через 90 с – на 70%. В табл. 6.2 приведена зависимость предельно допустимой силы тока от продолжительности его действия.

Таблица 6.2 – Предельно допустимые значения силы тока (~50 Гц)

Параметр	Длительность дейтвия тока, с
	0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	>1
І, мА	650	500	250	165	125	100	85	70	65	55	50	6

Кроме этого, в организме накапливаются последствия воздействия тока и повышается вероятность совпадения момента прохождения тока с уязвимой Т-фазой сердечного цикла (с периодом в 0,15 – 0,20 с, в течение которого заканчивается сокращение желудочков сердца и они переходят в расслабленное состояние). Вот почему при оказании помощи во-первых, нужно прекратить действие тока.

5. Направление прохождения тока – если на пути тока оказываются жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг), то опасность поражения очень велика. При других направлениях прохождения тока тяжесть поражения значительно уменьшается. На практике встречается 15 возможных путей прохождения тока в теле человека, самыми распространенными из них являются направления «рука – рука» (40% случаев) и «правая рука – ноги» (20% случаев). Наиболее опасные пути – «голова – руки» и «голова – ноги», которые на практике реализуются достаточно редко. Наименее опасным является путь «нога – нога» (нижняя петля), который возникает при воздействии на человека напряжения шага.

6. Схема включения в электрическую цепь – человек может прикоснуться одновременно к двум фазным проводам сети переменного тока (двухфазное прикосновение), к одному фазному проводу (однофазное прикосновение), приблизиться на опасное расстояние к неизолированным токоведущим частям, коснуться корпуса электрического оборудования, оказавшегося под напряжением или войти в зону действия шагового напряжения.

5. Индивидуальные свойства человека – физически здоровые люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Наименее устойчивыми к действию электрического тока являются люди с нервными заболеваниями, заболеваниями кожи, сердечно-сосудистой системы, органов внутренней секреции, легких. Физическое и эмоциональное напряжение повышает опасность поражения человека электрическим током.

6.4. Действие электрического тока на организм

При прохождении через тело человека электрический ток производит следующие виды действия:

- термическое – заключается в нагреве до высокой температуры поверхностей тела и внутренних органов, находящихся на пути тока. Результатом могут стать ожоги кожи, разрушения или обугливание тканей, серьезные функциональные расстройства внутренних органов;

---

- биологическое– проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, вследствие чего наблюдается судорожное сокращение мышц, способное привести к остановке дыхания, разрыву тканей и органов, вывихам конечностей, спазмам голосовых связок;

- электролитическая– проявляется в электролизе (разложении) жидкостей, в том числе крови, изменении их физико-химического состава, а также существенно меняет функциональный состав клеток;

- механическое– проявляется в расслоении тканей и в отрыве отдельных частей тела.

Поражения электрическим током могут носить общий (электрический удар) или локальный характер (местные травмы).

Местные электрические травмы вызваны воздействием электрического тока или электрической дуги. Местные травмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или практически полностью, они бывают пяти видов:

- электрические ожоги – наиболее распространенная разновидность (до 65%), в зависимости от условий поражения могут быть токовыми, дуговыми или смешанными. Токовый ожог возникает при прохождении через тело тока значительной силы, такая форма ожога достаточно легкая. Электрическая дуга опасна из-за высокой температуры в столбе разряда (4 000 – 15 000°С) и интенсивного инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Наиболее тяжелой формой ожога является смешанное действие приходящего тока и электрической дуги;

- электрические знаки –пятна серого, бледно-желтого или лимонного цветов на поверхности кожи, круглой или овальной формы размером 1 – 5 мм с углублением посередине. Возникают только в результате действия тока, являются безболезненными и не требуют лечения;

- металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи человека мельчайших частиц металла, расплавленного под действием электрической дуги. Имеет место при коротком замыкании, разъединении электрической цепи под нагрузкой. Также является безболезненной и не требует лечения.

- электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз под действием ультрафиолетового излучения электрической дуги. Болезнь длится несколько дней, в течение которых больной не может смотреть на свет, также возможна частичная потеря зрения.

- механические повреждения – косвенное следствие действия электрического тока, выраженное в судорожном сокращении мышц, которое может привести к разрывам кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, вывихам суставов и переломам костей. Данный вид травмы требует длительного лечения.

Электрический удар – возбуждение живых тканей организма проходящим электрическим током, которое сопровождается судорожным сокращением мышц. Последствия –нарушение дыхания и кровообращения, электрический шок или клиническая смерть. При этом человек может не иметь электрических травм.

---

Электрический шок – тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на раздражение электрическим током, имеющая две последовательные фазы: возбуждение (появляется реакция на боль и повышается давление) и торможение (истощается нервная система, падает давление, наступает состояние депрессии). Шоковое состояние длится от десяти минут до нескольких суток, после чего наступает выздоровление или смерть.

Клиническая смерть – переходный период от жизни к смерти с момента остановки сердечной деятельности до начала распада белковых структур. Длится от 6 до 8 минут у молодых здоровых людей, после чего наступает биологическая смерть. Признаками клинической смерти являются отсутствие дыхания и пульса, посинение кожи, остановка и фибрилляция сердца, отсутствие реакции на свет. Различают четыре степени электрического удара:

- 1 степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

- 2 степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но без нарушения дыхания и сердцебиения;

- 3 степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания с нарушением дыхания или сердцебиения или дыхания и сердцебиения;

- 4 степень – клиническая смерть.

Самостоятельная работа № 6

УСЛОВИЯ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Цель работы: научиться рассчитывать параметры поражения электрическим током в случае однофазного включения человека в трехфазную сеть.

Задача 1. Определить последствия однофазного включения человека в трехфазную сеть переменного тока с заземленной нейтралью в помещении с деревянным полом (R_пол = 100 000 Ом). Сопротивление обуви прохождению электрического тока принять равным (R_об = 30 000 Ом).

Решение

В промышленности используется два вида трехфазных сетей. Наиболее распространенной является четырехпроводная с заземленной нейтралью (рис. 6.2), поскольку от нее можно получать одновременно фазное (220 В) и линейное (380 В) напряжение. Такие сети используют в помещениях с повышенной опасностью, где невозможно обеспечить высокий уровень изоляции, и в разветвленных сетях. Если возможно поддерживать высокий уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли невелика, используют трехпроводную сеть с изолированной

нейтралью.

Рис. 6.2 – Включение человека в трехфазную четырехпроводную систему

При прикосновении человека к фазному проводу трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью ток проходит через тело человека, затем через землю и через заземление нейтрали. Силу тока, проходящего через тело человека, можно определить по формуле

В сетях переменного тока фазное напряжение (между фазой и нейтральным проводом) 220 В, сопротивление человеческого тела принимаем равным 1 кОм, а сопротивление заземления нейтрали значительно меньше, чем другие сопротивления, поэтому им можно пренебречь. Тогда сила тока

---

мА.

Такая сила тока не является опасной для человека.

Задания для самостоятельной работы № 6

Задача 1. Определить силу тока, проходящего сквозь тело человека при его включении в трехфазную сеть переменного тока с заземленной нейтралью, если электрическое сопротивление пола R_пол, а сопротивление обуви человека R_об. Заземление выполнено проводником длины l. Данные для расчета взять из табл. 6.2.

Таблица 6.2

№ варианта	Rпол, кОм	Rоб, кОм	l, м	материал проводника
1	20	2	3,0	медь
2	25	3	3,5	алюминий
3	30	4	3,0	медь
4	20	5	4,5	алюминий
5	20	6	4,0	медь
6	25	7	6,0	алюминий
7	30	7	4,0	медь
8	20	8	3,0	алюминй
9	25	5	4,0	медь
10	30	6	3,0	алюминий
11	20	7	4,5	медь
12	25	8	4,0	алюминий
13	30	5	3,3	медь
14	20	6	4,0	алюминий
15	25	7	3,0	медь
16	30	8	4,0	алюминий
17	20	5	3,5	медь
18	25	6	4,0	алюминий
19	30	7	4,0	медь
20	20	8	3,5	алюминий
21	25	5	4,5	медь
22	30	6	3,5	алюминий
23	20	7	2,8	медь
24	25	8	5,0	алюминий
25	30	5	4,0	медь
26	20	6	3,5	алюминий
27	25	7	3,0	медь
28	30	8	2,5	алюминий
29	20	5	4,0	медь
30	25	6	4,5	алюминий

Практическое занятие № 6

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

Цель работы: изучение средств и методов измерения удельного электрического сопротивления грунтов различных типов.

Приборы и инструменты: измеритель сопротивлений заземлений МС-08, групповые заземлители, вспомогательный заземлитель, компенсационный заземлитель-зонд, соединительные провода.

Теоретическая часть

Электрофизические свойства грунта, в котором находится заземлитель, определяются прежде всего его удельным сопротивлением. Чем меньше удельное сопротивление, тем более благоприятные условия для расположения заземлителя.

Удельное сопротивление грунта – сопротивление между противоположными плоскостями куба земли с ребром длины 1 м. Единица измерения удельного сопротивления – ом на метр (Ом·м).

Чтобы оценить величину удельного сопротивления грунта, сравним его с наиболее распространенным электротехническим материалом – медью. Так, куб меди таких же размеров имеет сопротивление 1,72·10^-8 Ом·м. При 20°С и средней влажности удельное сопротивление грунта составляет примерно ρ = 100 Ом·м, то есть земля имеет удельное сопротивление в 5,7 млрд. раз больше.

---