Действие электрического тока на человека

При проектировании и выполнении заземляющих устройств (ЗУ) учитывают вероятность травмирования человека электрическим током, так как нельзя исключить соприкосновение людей с опасными напряжениями, появление которых возможно на частях электроустановок, нормально не находящихся под напряжением. Действие электрического тока на организм человека зависит от его величины, продолжительности и пути, по которому он проходит, а также от физического состояния человека. Наибольшую опасность представляет ток, проходящий через область сердца.

Наименьший ток с частотой 50 Гц, воспринимаемый человеком, составляет 1 мА. Этот ток называют порогом чувствительности. Ток от 1 до 6 мА вызывает боль и непроизвольное сокращение мышц, однако человек способен при этом отпустить предмет, через который ток входит в руку. При дальнейшем увеличении тока человек теряет эту способность: он не может освободиться от предмета, который держит. Наибольший ток, при котором большинство людей способно освободиться от предметов, находящихся под напряжением, называется порогом отпускания. Он составляет примерно 9 мА, при этом напряжение, приложенное между рукой и ногами составляет 10 В. Официально порог отпускания принят равным 6 мА при напряжении 36 В и сопротивлении человека R = = 36/0,006 = 6000 Ом.

При дальнейшем увеличении тока сокращение мышц распространяется от руки к грудной клетке, вследствие чего дыхание сначала затрудняется, а затем становится невозможным. Если не разомкнуть цепь тока в течение нескольких минут, человек теряет сознание и умирает от удушья. Однако при своевременном разрыве электрической цепи дыхание восстанавливается или может быть восстановлено искусственно. Никаких опасных последствий при этом не наблюдается.

Ток порядка 100 мА при продолжительности, не превышающей нескольких секунд, то есть времени не достаточном для нарушения дыхания, представляет опасность, вызывая фибрилляцию сердца, то есть нарушение нормального сердечного ритма. Это состояние характеризуется некоординированными, асинхронными сокращениями мышечной фибрилльной ткани сердца. При фибрилляции сердце не повреждается, но нарушается ритм его работы, оно не бьется, а трепещет. Прекращается циркуляция крови в организме, и смерть наступает в течение нескольких минут.

Возникшая фибрилляция сама прекратиться не может. Искусственное дыхание при этом неэффективно. Единственным способом восстановления нормальной работы сердца является дефибрилляция, заключающаяся в контршоке электрическим разрядом в области сердца с помощью специального аппарата — дефибриллятора. Однако возможность возникновения фибрилляции сердца должна быть исключена правильным проектированием и выполнением ЗУ.

Порог фибрилляции, т.е. наибольший ток, который не вызывает фибрилляции сердца, у значительного большинства людей является функцией продолжительности воздействия и может быть определен из следующего выражения

где

Iф — действующее значение тока с постоянной амплитудой и частотой 50 Гц, соответствующее порогу фибрилляции, А;

t — продолжительность прохождения тока, с;

К — постоянная величина, установленная опытным путем, А2 • с.

Для людей массой около 50 кг порог фибрилляции можно определить из выражения

Для людей массой около 70 кг — из выражения

Выражения и следует рассматривать как приближенные, справедливые при продолжительности тока от 0,03 до 3 с.

Расчетное время t следует принять равным времени действия релейной защиты и времени отключения выключателя.

Для защиты людей от поражения электрическим током в электроустановках выполняют заземляющие устройства.