Условия (схемы) попадания человека под воздействие электрического тока электрической дуги

Отличие воздействия электрического тока на человека от действий других опасных производственных факторов заключается в том, что человек, не имея специальных приборов, только органами чувств не может определить наличие или отсутствие напряжения на электроустановке. Поэтому, защитная реакция организма проявляется уже после того, как человек попал под действие тока.

Виды поражений электрическим током: э лектрические травмы, электрические удары, смешанные – одновременно электрическая травма и электрический удар.

Виды электрических травм:

1) электрический знак представляет собой омертвевшую кожу в виде мозоли. С течением времени (иногда годы) эти знаки постепенно исчезают, возникают при хорошем контакте с токоведущими частями;

2) электрические ожоги могут возникнуть при воздействии электрической дуги, температура которой достигает нескольких тысяч градусов; а также при прохождении через тело человека больших токов (более 1 А). Ожоги электричеством вызывают ожоговую болезнь, при которой поражаются глубоколежащие ткани, исход поражения зависит от площади пораженной кожи;

3) механические повреждения (ушибы, переломы) - при падении с высоты или потери сознания, вызванные действием электрического тока;

4) электроофтальмия – поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги или ожогов;

5) электрометаллизация кожи – проникновение под поверхность кожи частиц металла вследствие разбрызгивания и испарения его под действием тока, например при горении дуги.

Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов (до несколько сотен миллиампер) и соответственно при небольших напряжениях (до 1000 В). При такой малой мощности выделение теплоты ничтожно и не вызывает ожога. Ток действует на нервную систему и мышцы. Проявляется в виде непроизвольных судорожных сокращений мышц. Эти судороги могут сопровождаться потерей сознания, но с сохранением дыхания и работы сердца или потерей сознания и одновременно нарушением дыхания и сердечной деятельности вплоть до полной остановки.

Электрические удары подразделяются на 4 вида: сокращение мышц без потери сознания; потеря сознания, но нормальное дыхание и сердцебиение; потеря сознания, прерывистое дыхание; клиническая смерть.

Наиболее опасным для человека является переменный ток с частотой 50 – 500 Гц. Способность самостоятельного освобождения от токоведущих частей сохраняется лишь при очень малом токе (до 10 мА).

Характер и последствия воздействия на человека электрического тока зависит от следующих факторов: электрического сопротивления тела человека; величины напряжения и тока; продолжительности действия электрического тока; пути тока через тело человека; рода и частоты электрического тока; индивидуальные свойства человека; условий внешней среды.

Электрическое сопротивление тела человека. Сила тока Ih, проходящего через какой-либо участок тела человека, зависит от подведенного напряжения Uпр (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления _т, оказываемого току данным участком тела:

На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела.

Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящиеся под этим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора емкостью С с сопротивлением r_н (рис.7.1). Из схемы замещения видно, что в наружном слое кожи ток протекает по двум параллельным путям; через активное наружное сопротивление Rн и емкость, электрическое сопротивление которой

,

где Wf - угловая частота, Гц; f - частота тока, Гц,

Электрическая схема замещения сопротивления наружного слоя кожи

а – схема контакта электрода; б – электрическая схема замещения; 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; 3 – внутренняя область кожи.

Тогда полное сопротивление наружного слоя кожи для переменного тока:

Сопротивление r_н и емкость C зависит от площади электродов (площадь контакта). С ростом площади контакта r_н уменьшается, а емкость C увеличивается. Поэтому увеличение площади контакта приводит к уменьшению полного сопротивления наружного слоя кожи. Опыты показали, что внутреннее сопротивление тела r_в можно рассматривать как чисто активное. Таким образом, для пути тока «рука – рука» общее электрическое сопротивление тела может быть представлено схемой замещения, представленной на рисунке.

Электрическая схема замещения сопротивления тела человека: 1 – электрод; 2 – наружный слой кожи; r_вр, r_вк - внутреннее сотротивление рук и корпуса.

Зависимость сопротивления тела человека от частоты	Зависимость сопротивления тела человека от напряжения

С увеличением частоты тока из-за уменьшения Xc сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах (более 10 кГц) практически становится равным внутреннему сопротивлению rв.

Между током, протекающим через тело человека, и приложенным к нему напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения сила тока растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека. Так, при напряжении на электродах 40 … 45 В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности электрического поля, при которых полностью или частично происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление тела человека.

При напряжении 127…220 В оно практически падает до значения внутреннего сопротивления тела. Внутреннее сопротивление тела считается активным. Его величина зависит от длины поперечного размера участка тела, по которому проходит ток.

В качестве расчетной величины при переменном токе промышленной частоты принимают активное сопротивление тела человека равное 1000 0м.

В действительных условиях сопротивление тела человека не является постоянной величиной. Оно зависит от ряда факторов, в том числе от состояния кожи, состояния окружающей среды, параметров электрической цепи и др.