 |
В зависимости от продолжительности воздействия на человека
|
|
|
|
Таблица 2
| Род тока | Нормируемая величина. | Продолжительность воздействия тока t,с | ||||||||||
| 0,01-0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | ||
| Переменный (50Гц) | I | |||||||||||
| U | ||||||||||||
| Постоянный | I | |||||||||||
| U |
Допустимые значения напряжения прикосновения и тока проходящего через тело человека используются для разработки комплекса защитных мер и определения параметров защитных устройств, при которых еще возможно обеспечить безопасность. Иногда применяют термин "безопасный ток", который смысла не имеет, так как ток любой величины оказывает некоторое воздействие на организм человека. Так, электрический ток 0,02 - 0,07мА, 50Гц вызывает болевые ощущения в отдельных точках на теле человека. Поэтому правомерно применять понятие "допустимый ток". Величиной допустимого тока следует задаваться исходя их тех пороговых значений тока, при которых появляется реальная опасность. Так, в опасных условиях работы (высота, вблизи движущихся или вращающихся частей и т.д.), когда человек в процессе работы вынужден иметь постоянный контакт с частями находящимися под напряжением, длительно допустимый ток следует принять ниже порога ощущения, не более 0,5мА. При работе в нормальных (безопасных) условиях, в качестве длительно допустимого тока при случайном прикосновении следует принимать порог не допускающего тока, 10мА, так как превышение этой величины тока грозит реальной опасностью.
Частота тока
Установлено, что в сопротивлении тела человека входит и емкостная составляющая:
|
|
|
,
где, 
.
Поэтому увеличение частоты приложенного напряжения сопровождается уменьшением полного сопротивления тела и ростом тока, проходящего через человека. С ростом тока проходящего через тело человека, опасность поражения возрастает, значит и повышение частоты должно вести к повышению такой опасности.
Однако такое предположение справедливо только в диапазоне частот от 0 до 50 Гц. В области частот от 0 до 50 Гц с уменьшением частоты значение неотпускающего тока возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток), становится больше примерно в 3 раза (см. рис. 2).
Повышение частоты, выше этого диапазона, несмотря на рост тока, проходящего через тело человека, сопровождается снижением опасности поражения, которая полностью исчезает при частоте 450-500 кГц, т.е. такие токи не могут поразить человека. Однако сохраняется, в этом случае, опасность ожогов при прохождении тока через тело человека и при возникновении электрической дуги.
За опасность поражения принята величина, обратная не отпускающему току при данной частоте, выраженная в процентах. За 100% взята опасность при 50 Гц как наибольшая во всей шкале частот.
Тогда опасность поражения при искомой частоте определяется из выражения
где, 
- неотпускающие токи при 50 Гц и искомой частоте f, мА.
Упрощенно изменение опасности тока с изменением частоты можно объяснить характером раздражающего действия тока на клетки живой ткани.
Если к клетке живой ткани приложить постоянное напряжение, то во внутриклеточном веществе, которое можно рассматривать как электролит, возникает электролитическая диссоциация, в результате чего будет происходить распад молекул на положительные и отрицательные ионы. Эти ионы начнут перемещаться к оболочке клетки, положительные ионы к отрицательному электроду, а отрицательные – к положительному. Такое явление вызовет нарушение нормального состояния клетки и протекающих в ней естественных биохимических процессов.
|
|
|
  |
При переменном токе ионы будут перемещаться, следуя изменению полярности электродов.
Можно предположить, что в интервале частот от 0 до 50 Гц, большее нарушение естественного состояния клетки вызывает ток, при котором ион делает от одного до нескольких "полных" пробегов за единицу времени внутри оболочки клетки. За опасное состояние, предположительно, можно считать или один "полный" пробег ионов, или максимальное число "полных" пробегов, которые происходят при частоте 50 Гц. Поскольку ионы, как материальные частицы, обладают определенной скоростью перемещения в электролите, то при определенной частоте (очевидно 50 Гц) ион не успеет достигнуть оболочки клетки, за время изменения полярности. Такое положение будет отвечать, предположительно, меньшему нарушению нормального состояния клетки. При дальнейшем повышении частоты длина пути пробега ионов будет сокращаться и может наступить такой момент, когда движение ионов прекратиться, а следовательно, будет отсутствовать опасное нарушение состояние клетки. Такое положение возникает при частотах выше 450-500 кГц.
Пути тока
В практике эксплуатации электроустановок при включении человека в электрическую цепь ток через него протекает, как правило, по пути "рука - ноги" или "рука - рука". Однако возможных путей тока в теле человека очень много. Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг) человека попадает под воздействием тока, а также от величины тока непосредственно воздействующего на эти органы и в частности на сердце.
Характерные пути тока (петли тока) в теле человека приведены на рис. 3.
Ток распределяется по всему объему тела, однако наибольшая часть его проходит по пути наименьшего сопротивления - вдоль кровеносных и лимфатических сосудов, нервных стволов и разветвлений.
При этом путь наименьшего сопротивления необязательно должен быть кратчайшим между электродами. Измерения показали, что значение сопротивления тела человека электрическому току при разных петлях тока различно:
|
|
|
- "рука - рука" – 1360 Ом;
- "рука - ноги " – 970 Ом;
- "руки - ноги" - 670 Ом.
Опасность различных петель тока можно оценить, пользуясь данными таблицы 3.
Наиболее опасными являются петли голова – руки, голова - ноги, когда ток может проходить через головной и спинной мозг. Однако эти петли возникают относительно редко. Следующим по опасности является путь правая рука - ноги, когда через сердце по продольной оси протекает наибольший ток.
Несмотря на малую величину тока, протекающего через сердца человека при петле " нога - нога" при шаговом напряжении, равном 80-120 В, происходят судороги ножных мышц, человек падает и, касаясь рукой земли, попадает под большие напряжение, так как петля тока теперь уже будет "руки - ноги" ("рука - нога"), что может привести к поражению электрическим током.
|
|
|
