Факторы, определяющие опасность электрического поражения

Степень воздействия электрического тока на человека зависит от следующих факторов:

1. Сила тока, проходящая через тело человека и напряжение;

2. Сопротивление тела человека;

3. Длительность (время) воздействия;

4. Рода и частота тока;

5. Путь прохождения тока;

6. Индивидуальные особенности человека;

7. Условия окружающей среды.

Главным (поражающим) фактором является сила тока, проходящая через тело человека. Чем больше ток, тем опаснее его действие. Он определяет степень физиологического воздействия на человека.

Для характеристики степени воздействия электрического тока установлены три пороговых значения:

1. Пороговый ощутимый – наименьшая величина силы тока, вызывающего при его прохождении ощутимые раздражения (слабый зуд, пощипывание). Величина составляет 0,8-1,2мА для переменного тока f=50Гц, 5-7мА для постоянного тока.

2. Пороговый неотпускающий – наименьшее значение тока, при котором человек не может самостоятельно разжать руку, касающуюся токоведущей части из-за судорожного сокращения мышц. Величина 10-16мА для переменного тока f=50Гц, 50-70мА для постоянного тока.

3. Пороговый фибрилляционный – величина тока, вызывающего фибрилляцию сердца (нарушение ритма сердечной деятельности – хаотические сокращения сердечной мышцы). Величина 50-350мА для переменного тока f=50Гц, 300мА для постоянного тока.

Эта величина является расчётным поражающим током и определена из вероятности поражения равной 0,5 при времени воздействия 0,5сек.

В новой редакции ГОСТ Р 12.1.019-2009 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты» по электробезопасности предусматривается введение расчётного соотношения, полученного нашим учёным Киселёвым А.Л. в 50-е гг., который назвал фибрилляционный ток безусловно поражающим.

, (9.1)

где G_h – масса человека.

Степень воздействия электрического тока зависит также от сопротивления тела человека, т.к. оно определяет величину проходящего через него тока.

Сопротивление тела человека складывается из сопротивлений кожного покрова и внутренних тканей. Сопротивление внутренних тканей значительно меньше, чем кожного покрова (600-800Ом) и основное сопротивление определяется кожным покровом – эпидермисом, толщиной 0,2мм. Чистая, сухая, неповреждённая кожа имеет сопротивление 2*10³-2*10⁶Ом (от 2кОм до 2МОм).

При загрязнении, увлажнении и повреждении кожи сопротивление резко снижается (и может составлять около 500Ом) при повышенной влажности (j=75%) сопротивление уменьшается в 12 раз, а в воде в 25 раз. При расчётах сопротивление человека обычно принимают равным 1000 Ом и обозначают R_h.

Если оценить сопротивление человека в относительных единицах и принять сопротивление кожи за 1, то сопротивление внутренних тканей: костей, лимфы, крови составит 0,15-0,2, а сопротивление нервных волокон составит 0,025 – нервы отличные проводники электрического тока. Поэтому опасно приложение электродов к акупунктурным точкам, т.к. они соединены с нервными волокнами и поражающий ток может возникнуть при очень малых напряжениях.

Время воздействия (Длительность).

При увеличении воздействия электрического тока сопротивление тела человека уменьшается из-за нагрева, потоотделения и усиления кровообращения. Поэтому при увеличении времени воздействия опасность увеличивается. Кроме того установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в состоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствует сжатие (систола) или расслабление (диастола), поэтому при малом времени воздействия тока может не совпадать с фазой полного расслабления, поэтому при очень малом времени воздействия допустимые значения тока больше. Например при t=0,1сек I_доп=500мА.

Род и частота тока.

Переменный ток опаснее, чем постоянный примерно в 4-5 раз.

Опасность переменного тока зависит от частоты.

Диапазон наиболее опасных частот 50-100Гц. Самая опасная частота f=70Гц, возникают резонансные явления биополей с внешними электромагнитными полями.

Поражающий ток при любой частоте выше 200Гц (, мА) подчиняется квадратичной зависимости и может быть вычислен по формуле:

, (9.2)

где I₅₀ – пороговый ток при частоте f =50Гц.

Переменные токи опасны до f=1000Гц, при f=50кГц практически не опасны и человек длительное время выдерживает ток в несколько Ампер. (Диполи молекул тела не успевают переориентироваться и в итоге организм не реагирует на такие воздействия).

Путь тока через тело человека.

Степень опасности электрического поражения зависит также и от пути (или петли)

прохождения тока через тело человека, т.к. в ряде случаев он может проходить через жизненно-важные органы: лёгкие, сердце, спинной мозг и т.д.

При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока прежде всего выясняется по какому пути протекал ток.

Наиболее вероятными признаны следующие:

Правая рука – ноги 20% случаев поражения;

Левая рука – ноги 17% случаев поражения;

Обе руки – ноги 12% случаев поражения;

Голова – ноги 5% случаев поражения;

Рука – рука 40% случаев поражения;

Эти пути называются большими или полными, т.к. ток захватывает область сердца, они наиболее опасны. В этом случае через сердце человека проходит до 12% от общего значения тока.