Особенности впливу електричного струму на організм людини

Особенности впливу електричного струму на організм людини.

Факторы, що впливають тяжкість поразки електричним струмом. Види поразки електричним струмом. Опір тіла людини.

Электрические установки складають велику потенційну небезпеку людини, позаяк у процесі експлуатації не виключені випадки торкнутися частинам що під напряжением.

Особенностью поразки електричним струмом является:

отсутствие зовнішніх ознак небезпеку, які людина могла б завчасно знайти: побачити, почути, відчувати тощо. п. Найчастіше людина входить у електричну мережу або руками (шлях струму «рука-рука »), або рукою та ногами (шлях струму «рука—ноги »). Проходить у своїй струм призводить до серйозним ушкодженням центральної нервової системи та таких життєво важливих органів, як серце й легкие.

тяжесть результату электротравм. Тимчасова втрата працездатності при электротравмах, зазвичай, тривала. Так, якщо у мережах напругою 220/380 У вона становить загалом 30 днів. Загалом электротравмы доводиться 12—16% всіх випадків виробничого травматизму зі смертельною исходом.

токи промислової частоти 10—25 мАЛО спроможні викликати інтенсивні судоми м’язів, внаслідок настає неотпускающий ефект, т. е. «приковывание «людини до токоведущим частинам, у якому постраждалий самостійно неспроможна позбутися впливу електричного струму. А тривале перебіг такого струму може призвести до важким последствиям.

воздействие струму на людини викликає різку реакцію отдергивания, а деяких випадках і непритомність. При роботи висоті це можуть призвести до зниження людини. Через війну виникає небезпека механічного травмування, причиною якого є вплив струму.

специфическая небезпека поразки електричним струмом у тому, що токоведущие частини електроустановок, вони виявилися під напругою внаслідок ушкодження ізоляції, не подають будь-яких сигналів, які попереджали людину про небезпечність. Реакція особи на одне електричний струм виникає лише за протікання останнього через тіло человека.

Воздействия струму на організм человека

Проходя через тіло людини, електричний струм надає нею теплове, хімічне, механічне і біологічне воздействие.

Тепловое вплив струму проявляється у опіках окремих ділянок тіла, нагріванні тканин та біологічних середовищ, що викликає у них функціональні розлади. Хімічний вплив виявляється у розкладанні органічної рідини, крові й проявляється у зміні їх фізико-хімічного складу; механічне призводить до розриву м’язових тканин; біологічне залежить від здібності струму дратувати і порушувати живі тканини организма.

Любое з вище перерахованих впливів струму можуть призвести до травмі. Травму, викликану впливом електричного струму чи електричної дуги, називають электротравмой (ГОСТ 12.1.009—76).

Виды поразки електричним током

На практиці электротравмы умовно поділяють у місцеві і спільні. Місцеві электротравмы викликають місцеве ушкодження організму — електричний опік, електричний знак, металлизацию шкіри частинками расплавившегося під дією електричної дуги металу, механічні ушкодження, викликані мимовільними скороченнями м’язів під впливом струму, і электроофтальмию (запалення зовнішніх оболонок очей під впливом електричної дуги).

Общие электротравмы, частіше звані електричним ударом, викликають порушення нормальної діяльності найбільш життєво важливих органів прокуратури та систем організму чи призводять до поразці всього организма.

Факторы, що впливають тяжкість поразки електричним током

К даним чинникам ставляться: сила, тривалість впливу струму, його рід (постійний, перемінний), шляху проходження, і навіть чинники довкілля та др.

Сила струму і тривалість впливу. Збільшення сили струму призводить до якісних змін впливу його за організм людини. Зі збільшенням сили струму чітко виявляються три якісно чудові відповідні - реакції організму: відчуття, судорожне скорочення м’язів (неотпускание для перемінного й больовий ефект для постійного струму) і фибрилляция серця. Електричні струми, викликають відповідну реакцію організму людини, отримали назви суттєвих, неотпускающих і фибрилляционных, які мінімальні значення прийнято називати пороговыми.

Экспериментальные дослідження показали, що людина відчуває вплив змінного струму промислової частоти силою 0,6—1,5 мАЛО та сталого струму силою 5—7 мАЛО. Ці струми не становлять серйозної небезпеку організму людини, бо як за її вплив можливо самостійне звільнення людини, то припустиме їхнє тривале перебіг через тіло человека.

В тому випадку, коли вражаюче дію змінного струму стає таким сильним, що людина над стані позбутися контакту, виникає можливість тривалого перебігу струму через тіло людини. Такі струми дістали назву неотпускающих, тривале вплив їх можуть призвести до скруті і порушення дихання. Чисельні значення сили неотпускающего струму різні для різних покупців, безліч перебувають у межах від 6 до 20 мАЛО. Вплив постійного струму не призводить до неотпускающему ефекту, а викликає сильні больові відчуття, які в різних людей наступають попри силу струму 15—80 мА.

При протікання струму на кілька десятих часткою ампера виникає небезпека порушення роботи серця. Може виникнути фибрилляция серця, т. е. безладні, некоординированные скорочення волокон серцевого м’яза. У цьому серце неспроможна здійснювати кровообіг. Фибрилляция триває, зазвичай, кілька хвилин, після чого слід повне припинення серця. Процес фибрилляции серця необоротний, і струм, що викликав його, є смертельною. Як свідчать експериментальні дослідження, проведені на тварин, порогові фибрилляционные струми залежить від маси організму, тривалості перебігу струму та її пути.

Путь струму.

Поражение буде важчим, якби шляху струму виявляються серце, грудної клітки, головний і спинний мозок. У практиці обслуговування електроустановок струм, протекающий через тіло людини, який потрапив під напруга, йде, зазвичай, шляхом «рука—рука «чи «рука—ноги ». Проте може протікати й на інших шляхах, наприклад, «голова—ноги », «спина—руки », «нога—нога «та інших. Ступінь поразки у таких випадках залежить від цього, які органи людини потраплять під вплив струму, і навіть від сили струму, який струменіє безпосередньо через серце. Так, при протікання струму шляхом «нога—нога «через серце проходить 0,4% загального струму, а, по шляху «рука—рука «— 3,3%. Сила неотпускающего струму шляхом «рука-рука «приблизно 2 разу менше, ніж шляхом «права рука—ноги » .

Род струму

Ток промислової частоти є самим несприятливим. При збільшенні частоти (понад 50 відсотків гц) значення істотного і неотпускающего струму зростають. З зменшенням частоти від 50 гц до 0 значення неотпускающего струму також зростають і за частоті, рівної нулю (постійний струм), стають більше приблизно 3 раза.

Значения фибрилляционного струму при частотах 50−100 гц рівні. З підвищенням частоти до 200 гц сила фибрилляционного струму зростає приблизно 2 разу, а до 400 гц — майже 3,5 разу. Підвищення частоти яке живить напруги електроустановок застосовують як жодну з заходів электробезопасности.

Окружающая середовище.

Влажность і температура повітря, наявність заземленных металевих конструкцій і підлоги, токопроводящей пилу надають додаткове впливом геть умови электробезопасности.

Ступінь поразки електричним струмом у що свідчить залежить від щільності й площі контакту людини з токоведущими частинами. У вологих помешканнях із високої температурою чи зовнішніх електроустановках складаються несприятливі умови, у яких площа контакту людини з токоведущими частинами збільшується. Наявність, заземленных металевих конструкцій і підлоги створює підвищену небезпека поразки через те, що людина практично постійно пов’язані з одним полюсом (землею) електроустановки. І тут будь-яке дотик людини до токоведущим частинам відразу наводить до двухполюсному включенню їх у електричну ланцюг. Toкoпроводящая пил також умови для електричного контакту і з токоведущими частинами, і з землей.

Электрическое опір тіла человека

Сила струму Iч, який струменіє через будь-якої ділянку тіла людини, залежить від подведенного напруги Uпр (напруги доторку) і електричного опору zт що чиниться току даним ділянкою тіла,.

Iч = Uпр / zт На ділянці між двома електродами електричне опір тіла людини у основному складається з опорів двох тонких зовнішніх верств шкіри, що стосуються електродів, і внутрішнього опору решти тела.

Плохо проводить струм зовнішнє шар шкіри, що прилягає до электроду, й внутрішня соціальність тканину, що під цим шаром, хіба що утворюють обкладки конденсатора ємністю із опором rн. У зовнішньому шарі шкіри струм протікає з двох паралельним шляхах: через активне зовнішнє опір rн і ємність З, (малюнок 1) електричне опір якої.

xc = 1/ (?С) где? = 2nf — кутова частота, гц; f — частота струму, гц.

Тогда повне опір зовнішнього шару шкіри для змінного струму zн = rн xc /? rн2 +xc 2.

Сопротивление rн і ємність З залежить від площі електродів (площа контакту). Зі збільшенням площі контакту rн зменшується; а ємність З збільшується. Тому збільшення площі контакту приводить до зменшення повного опору зовнішнього шару кожи.

Опыты показали, що внутрішнє опір тіла людини rв можна як суто активне. Отже, для шляху струму «рука—рука «загальне електричне опір тіла то, можливо представлено схемою заміщення, наведеної малюнку 2. Зі збільшенням частоти струму шляхом зменшення xc опір тіла людини зменшується і за великих частотах (понад десять кГц) практично стає рівним внутрішньому опору rв. Залежність опору тіла людини від частоти приведено малюнку 3.

Между струмом, протекающим через тіло людини, і докладеним щодо нього напругою існує нелінійна залежність: зі збільшенням напруги сила струму зростає швидше. Це переважно нелинейностью електричного опору тіла людини. Так, при напрузі на електродах 40—45 У в зовнішньому шарі шкіри виникають значні напруженості електричного поля, у яких в цілому або частково відбувається пробою зовнішнього шару, що знижує повне опір тіла людини (малюнок 4). При напрузі 127—220 У воно практично падає до значення внутрішнього опору тіла. Це опір приймається рівним 1 кОм.

Зная допустимі значення сили струмів для різної тривалості впливу і повний опір тіла людини zт можна визначити дозволене напруга доторку.

Uпр доп=Iдоп zт где Iдоп — допустима сила тока.

.

Рисунок 1. Електрична схема заміщення опору зовнішнього шару кожи:

a — схема контакту електрода з тілом людини; б— електрична схема замещения;

1 — електрод; 2— зовнішнє шар шкіри; 3— внутрішня область кожи.

.

Рисунок 2. Электрическая схема заміщення опору тіла человека.

1 — електрод, 2 — зовнішнє опір шкіри рук, rвр, rвк — внутрішній спротив рук і корпуса.

.

Рисунок 3. Зависимость опору тіла людини zт від частоти токаf.

Рисунок 4. Зависимость опору тіла zт людини від напруги. U.

Список литературы

Буралев Ю.В., Павлова Є.І. Безпека життєдіяльності на транспорті: Учеб. для вузів. М.: Транспорт, 1999.

Девисилов В. А. Охорона праці. — М.: Форум-ИНФРА-М, 2003.

Клочкова Е. А. Охорона праці в залізничному транспорті. — М.: Маршрут, 2004.

Н е і м чи Л. А. Безпека життєдіяльності: теорія, питання й відповіді: Учеб. сел. М.: Вузівська книга, 1997. 142 с.