Дія електричного струму на організм людини

Негативні наслідки електричного струму відбуваються під час дії елект­ричного струму (включення людини в електричну мережу). Особливості дії на живу тканину електричного струму мають своєрідний та різносторонній харак­тер. Проходячи через тіло людини, електричний струм чинить термічну, елект­ролітичну і механічну (динамічну) та біологічну дію.

Термічна дія струму проявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагрі­ванні до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, які перебувають на шляху струму, що спричиняє в них суттєві розлади.

Електролітична дія струму проявляється в розкладанні органічної рідини, у тому числі крові, що супроводжується значними змінами її складу, а також тканини в цілому.

Механічна (динамічна) дія струму проявляється в розшаруванні, розривах та інших подібних пошкодженнях різних тканин організму, в тому числі м'язо­вої тканини, стінок кровоносних судин та судин легеневої тканини, тощо вна­слідок електродинамічного ефекту, а також миттєвого вибухоподібного утво­рення пари від перегрітої струмом тканинної рідини та крові.

Біологічна дія струму є специфічним процесом, що проявляється в подра­зненні та збудженні живих тканин організму, а також в порушенні внутрішніх біоелектричних процесів, які протікають в нормальнодіючому організмі та най­тісніше пов'язані з його життєвими функціями.

Вказана багатогранність дій електричного струму на організм людини не­рідко призводить до різних електротравм, які умовно можна звести до двох ви­дів: до систем місцевих чи до загальних електротравм.

Важкість ураження залежить від сили електричного струму, електричного опору людини, величини напруги, частоти та виду струму, тривалості дії, шля­ху проходження через тіло, індивідуальних властивостей людини.

При розрахунку опір тіла людини приймають К_л=1000 Ом. Сила струму, що проходить через тіло людини визначається по формулі:

(3.1)

де U _Д – напруга дотику, [В];

R_Л - опір тіла людини, [Ом].

фазний провід

нульовий провід

Мал. З. Схема дії електричного струму на організм людини.

Наслідки впливу електричного струму та тяжкість електротравми на ор­ганізм людини залежить від ряду чинників:

- електричного характеру (величина на

- пруги, сила струму, вид струму (по­стійний чи змінний), частота при змінному струмі);

- неелектричного характеру (тривалість дії електроструму);

- навколишнього середовища (температура, тиск, вологість повітря);

- шляху протікання струму через тіло людини.

При ураженні людини електричним струмом основним вражаючим чин­ником є сила струму, що проходить через тіло людини. При цьому ступінь не­гативного впливу на організм людини збільшується із зростанням струму. За характером дії струм оцінюють так, як показано в табл. 1.

Таблиця 1.

Характер впливу електричного струму на організм людини.

Із наведеної таблиці можна виділити декілька характерних значень струмів.

Відчутний струм - малий струм, який людина починає відчувати, в сере­дньому близько 1,1 мА при змінному струмі частотою 50 Гц і близько 6 мА при постійному струмі. Найменше значення відчутного струму називається порого-вим відчутним струмом.

Невідпускний струм - струм, що спричиняє в разі проходження через тіло людини непереборні судорожні скорочення м'язів руки, в якій затиснутий про­відник, а його найменше значення називається пороговим невідпускним стру­мом. При змінному струмі (50 Гц) величина цього струму перебуває в межах 20...25 мА, при постійному струмі невідпускних струмів немає, оскільки за пев­них значень струму людина може самостійно розтиснути руку, в якій затисну­тий провідник, і таким чином відірватися від струмопровідної частини. Однак у момент відриву виникають болісні скорочення м'язів. Сила струму становить приблизно 50...80 мА. Цей струм і прийнято за поріг невідпускних струмів при постійній нарузі.

Фібриляційний струм - змінний (50 Гц) струм 50 мА і більше, проходячи через тіло людини шляхом «рука - рука» або «рука - ноги», діє як подразник на м'язи серця. Це небезпечно для життя людини, оскільки через 1...3 с з моменту замикання кола через людину може настати фібриляція, або зупинка серця. При цьому припиняється кровообіг і відповідно в організмі виникає нестача кисню; це, в свою чергу, призводить до припинення дихання, тобто настає смерть. Еле­ктричний струм, що спричиняє фібриляцію серця, називається фібриляційним струмом, а найменше його значення - пороговим фібриляційним струмом. За частоти 50 Гц фібриляційними є струми в межах від 50 мА до 5 А, а середнє значення порогового фібриляційного струму - близько 100 мА. При постійному струмі середнім значенням порогового фібриляційного струму можна вважати 300 мА, а верхнім - 5 А. Струм понад 5 А, як постійний, так і змінний, спричи­няє раптову зупинку серця, минаючи стан фібриляції. Водночас із зупинкою се­рця виникає і параліч дихання, причому після швидкого відключення струму дихання, як правило, самостійно не відновлюється.

Безпечним струмом можна вважати такий струм, який упродовж тривало­го часу (декілька годин) може проходити через людину, не завдаючи їй шкоди і не спричиняючи ніяких відчуттів, і який набагато менший від порогового від­чутного струму. Точні значення безпечного струму не встановлені, але для практичних цілей його найбільше значення можна, певно, вважати таким, що дорівнює 50...75 мкА при змінному струмі промислової частоти (50 Гц) і 100... 125 мкА - при постійному струмі.

Із порівняння значень порогових струмів, наведених у табл. 1, можна зро­бити висновок, що постійний струм менш небезпечний (у 4...5 разів), ніж змін­ний. Але все це справедливо лише для відносно невисоких напруг-до 250...300В. За більш високих напруг небезпека ураження постійним струмом зростає. Вва­жається, що за напруги 500 В їх дія вирівнюється, а в разі більш високих напруг постійний струм стає не безпечнішим, ніж змінний частотою 50 Гц.

При дотику людини до фазного проводу для захисту людини виняткове значення мають струмонепровідне взуття і підлога:

(3.2)

Для зменшення І_Л застосовують діелектричні калоші, килимки, ізолюючі підставки, діелектричні рукавиці, інструмент з ізолюючими рукоятками.

Напруга кроку

Коли обривається електричний провід і падає на землю, коли пробиває ізоляція на незаземлений корпус електроустановки, коли ударяє блискавка -людина може потрапити під напругу в зоні розтікання електричних зарядів по землі, яка називається зоною кроку. Розтікання електричних зарядів по землі від точки дотику електричного проводу проходить по експоненціальному зако­ну рівномірно в усі сторони (мал. 4).

Мал. 4. Схема дії напруги кроку.

(3.3)

У зоні контакту електричного проводу з землею потенціал землі буде до­рівнювати потенціалу проводу, а на відстані 20 м потенціал землі буде дорів­нювати нулю.

При знаходженні людини, в зоні розтікання електричних зарядів ноги людини можуть бути на різних відстанях від місця контакту, тобто в точках з

різними потенціалами, та виникає один з найменш небезпечних шляхів - «нога

- нога», який викликає на людину дію так званої напруги кроку.

Напруга кроку (крокова напруга) - це різниця потенціалів між двома точ­ками, де стоять ноги людини.

При збільшені кроку крокова напруга зростає. Тому, виходити із зони дії крокової напруги (в радіусі 20 м) потрібно короткими кроками чи стрибками на двох або на одній нозі. Напруга кроку навіть відносно невеликих значень (50...80 В) спричиняє мимовільні судорожні скорочення м'язів ніг і як наслідок

- падіння людини на землю. В цей момент припиняється вплив на людину на­
пруги кроку і виникає більш тяжка ситуація: замість нижньої петлі в тілі люди­
ни утворюється новий, більш небезпечний шлях, як правило, від рук до ніг.
Оскільки в такому положенні людина доторкається одночасно точок землі, від­
далених одна від одної на відстань, що перевищує довжину кроку, напруга, що
діє на неї, як правило, більша за напругу кроку. Внаслідок створюється загроза
смертельного ураження. Також небезпечна крокова напруга для великих тва­
рин, у яких відстань між передніми та задніми ногами більше ніж у людини.

Поиск по сайту: