Сопротивление току сухой кожи
При попадании человека под электрическое напряжение, через его тело начинает течь электрический ток, и величина этого тока зависит не только от величины приложенного напряжения, но и от сопротивления тела человека. Между тем, сопротивление тела человека — величина отнюдь не постоянная, ее значение зависит от многих факторов: от состояния человека на момент контакта (психического и физического), от параметров замкнутой цепи, от внешних условий среды, в которой человек на момент удара находится.
Тело человека состоит из различных тканей, и каждый вид тканей обладает своим сопротивлением. Так например, сухожилия, кожа, жировая ткань, хрящи и кости имеют удельное сопротивление порядка 3 – 20 кОм/м. Кровь, мышцы, лимфа, головной и спинной мозг — всего от 0,5 до 1 Ом/м. Из всех этих тканей наибольшим сопротивлением отличается кожа, поэтому именно кожа в значительной степени определяет сопротивление человеческого тела электрическому току.
Человеческая кожа имеет сложную структуру. Ее наружный слой — эпидермис — включает в себя несколько структурных частей: наружный роговой слой, который не содержит ни нервов, ни кровеносных сосудов, от того и обладает наибольшим сопротивлением, и другие слои, сопротивление которых значительно меньше рогового слоя. Дальше идет дерма — внутренний слой, сопротивление которого также сильно меньше, а значит именно сопротивление рогового слоя имеет решающее значение в полном сопротивлении кожи.
На сопротивление кожи влияет ее состояние. Если кожа сухая и чистая, не имеет повреждений, то ее сопротивление лежит в пределах от 10 до 100 кОм. Если же на коже есть порезы, царапины, микротравмы, они способны сильно снизить сопротивление тела человека до сопротивления лишь внутренних тканей. Очевидно, наличие на коже вышеназванных повреждений делает поражение электрическим током более опасным. Загрязненная и влажная кожа также имеет сопротивление более низкое.
Общее сопротивление человеческого тела, попавшего под напряжение, можно представить состоящим из трех сопротивлений, включенных последовательно: два слоя эпидермиса и одно — сопротивление дермы и внутренних тканей. Таким образом, внутренние ткани служат вместе с приложенными электродами как бы обкладками конденсатора, а эпидермис — диэлектриком.
В результате, если снаружи к телу приложены электроды, то получается цепь из активного сопротивления внутренних тканей и почти емкостного сопротивления эпидермиса. То есть можно сказать, что речь идет о диэлектрической проницаемости от 100 до 200, и об удельном сопротивлении от 10 до 100 кОм/м в цепи, состоящей из конденсатора и резистора.
Внутренние ткани имеют сопротивление активное Rв с небольшой емкостной составляющей, которая почти не зависит ни от площади электродов, ни от частоты, и находится в пределах от 500 до 700 Ом.
Но оно зависит от протяженности и поперечного сечения участков тела, и от удельного сопротивления внутренних органов. То есть в эквивалентном виде общее сопротивление Zт тела человека можно представить так:
При малом сопротивлении тела человека емкостная составляющая утрачивает значение:
Итак, электрическое сопротивление тела человека зависит от следующих пяти факторов:
От общего психологического и физиологического состояния (индивидуальные особенности);
От пола — от толщины кожи (у мужчин сопротивление выше, чем у женщин);
От возраста — от грубости кожи (у взрослых сопротивление выше, чем у детей);
От внешних условий (температура, давление, влажность, плотность);
От общего состояния кожи (раны, грязь, увлажненность и т. д.);
От внешних раздражителей (внезапные удар, укол, свет или звук), способных снизить сопротивление на 20 — 50 % за несколько минут.
Легко видеть, что электрическое сопротивление человеческого тела не постоянно и не линейно, однако для расчетов его принимают равным 1 кОм. Тем не менее, сопротивление тела человека зависит и от приложенного напряжения, поскольку в момент поражения током может оказаться, что цепь включает в себя еще и поверхность пола, грунт, обувь, одежду и т. д. Ток тогда будет определять не только сопротивление собственно тела человека, но и схема его включения в цепь.
Двухфазное прикосновение
При двухфазном прикосновении человек стоит на изолированном основании, касаясь одновременно двух фаз трехфазной сети, либо двух проводников однофазной сети переменного или постоянного тока. В этом случае ток потечет через руки и через жизненно важные органы, что весьма опасно, и еще опаснее, если замыкание происходит по пути рука — голова. При таком прикосновении человек может попасть либо под линейное межфазное напряжение, либо под полное рабочее напряжение электроустановки.
Если человек прикоснулся открытыми частями тела, то сопротивление определяется сопротивлением тела, сопротивлением кожи, если же произошло соприкосновение с полюсами через одежду, то в схему добавляется последовательно сопротивление одежды.
Можно сравнить эти два варианта. Сопротивление сухой одежды — от 10 до 15 кОм, а для влажной — от 0,5 до 1,5 кОм. Очевидно, сопротивление одежды так или иначе ограничивает ток через тело человека, хотя и падает в 10 — 30 раз в случае если одежда влажная.
При сухой одежде удар ощутится в сильном дрожании от пальцев до запястья, это 20мА при 220 вольтах. Если же одежда сырая, то при 140мА руки можно будет лишь с определенными усилиями оторвать от мест контакта. Сопротивление обуви и пола здесь не учитываются, поскольку в цепь они не включены.
Однофазное или однополюсное прикосновение
Человек стоит на земле, и только одной частью тела прикоснулся к электроустановке под напряжением, причем потенциал электроустановки отличается от потенциала земли или другой опорной поверхности. В этом случае человек попадает под напряжение относительно земли, и ток через тело будет током замыкания на землю.
Путь тока по петле голова — ноги или рука — ноги, при том через жизненно важные органы. В цепь окажутся включены сопротивления: тела, одежды, обуви, опоры. Сопротивления обуви и опоры включены между собой параллельно.
В зависимости от материала подошвы, от того влажная ли она или сухая, сопротивление обуви будет разным. Немаловажную роль играет и материал пола (опорной поверхности):
Влажная кожаная подошва обладает сопротивлением 500 Ом, сухая — 100 кОм;
Влажная резиновая подошва — 1,5 кОм, сухая резиновая подошва — 500 кОм;
Металлический пол — от 0 (сухой) до 10 Ом (влажный);
Земля сухая — 20 кОм, влажная — 800 Ом;
Бетон сухой — 2 МОм, влажный бетон — 900 Ом;
Линолеум сухой — 1,5 МОм, линолеум влажный — 50 кОм;
Камень сухой — 8,5 кОм, камень влажный — 5 кОм;
Снег или лед — от 300 Ом до 2 МОм;
Песок сухой — 8 кОм, песок влажный — 1,6 кОм;
Чернозем сухой — 160 Ом, влажный чернозем — 50 Ом.
Как видно, сопротивления опоры и обуви играют важную роль, и часто во много раз превосходят сопротивление тела человека, особенно в сухом состоянии, что может порой спасти жизнь.
При прикосновении к корпусу установки, который по какой-то причине оказался под напряжением, если заземления нет, то весь ток пойдет через тело. Если заземление присутствует, то основная часть тока пойдет через землю, а через тело — лишь малая часть, это представляет меньшую опасность для жизни.
Шаговое напряжение
Если человек стоит на земле неподалеку от заземлителя, и по грунту протекает ток, то частично этот ток может потечь через ноги по телу человека – по петле нога — нога, то есть человек попадет под шаговое напряжение. Образуется последовательная цепь, состоящая из сопротивлений опоры, обуви и тела. Сопротивления обуви и опоры играют здесь решающую роль, и способны в сухом виде принять на себя большее напряжение, чем примет голое тело.
Андрей Повный
Источник
При касании человеком находящихся под напряжением проводов, токопроводящих поверхностей, клемм источников питания через его тело начинает протекать электрический ток. Величина силы тока, проходящего при этом через организм, определяется, прежде всего, такой характеристикой, как электрическое сопротивление человека. Зависящее от большого количества факторов (от наличия влаги на коже до эмоционального состояния человека) оно влияет на безопасность электромонтажных и ремонтных работ, производимых на находящемся под нагрузкой оборудовании, линиях электропередач. О том, что собой представляет сопротивление обычного человеческого тела, от чего зависит, как изменяется, пойдет речь в данной статье.
Человеческое тело – достаточно хороший проводник электрического тока
Что такое электрическое сопротивление тела человека
Сопротивление тела человека – способность различных тканей, внутренних органов противостоять протеканию электрического тока. Как и в проводниках, суть данного явления заключается в том, что проходящий по материи поток свободных электронов сталкивается с атомами и молекулами вещества, снижает свою скорость и плотность. Следствие таких происходящих на молекулярном уровне процессов – снижение силы проходящего по тканям, внутренним органам организма тока, что существенно уменьшает причиняемый потоком электронов вред.
Измеряется данная характеристика в таких единицах, как кило и мегаомы (сокращенно кОм, мОм, соответственно).
На заметку. Чтобы узнать, какое у тела человека значение сопротивления в омах, используют такой прибор, как мультиметр. Процесс измерения достаточно прост и безопасен: ручку переключения диапазонов устанавливают в положение для измерения сопротивления до 2000 кОм («2000к»), зажимают кончик каждого щупа между указательным и большим пальцами левой и правой руки. Появляющееся через 2-3 секунды на дисплее значение фиксируют при помощи кнопки «hold»(«удержать»).
Мультиметр для измерения сопротивления человеческого тела
Электрическое сопротивление человеческого тела складывается из отдельных значений данной характеристики для таких тканей и органов, как:
- Кожа;
- Подкожная жировая прослойка;
- Кровеносные сосуды;
- Кровь и лимфа;
- Костная и хрящевая ткань;
- Мышцы;
- Костный мозг;
- Органы различных систем организма (пищеварительной, дыхательной, сердечно-сосудистой и т.д.).
Самое большое сопротивление имеет кожа, точнее эпидермис – состоящий из ороговевших клеток внешний слой. Содержащий мало жидкости он очень слабо проводит ток. Расположенный под эпидермисом внутренний слой кожи, называемый дермой, имеет электропроводность значительно больше, чем наружные ороговевшие клетки.
Сопротивляемость содержащих много жидкости крови, лимфы, костного мозга, а также различных внутренних органов самая низкая. Промежуточное положение по величине данной характеристики занимает костная и хрящевая ткань.
Важно! Принято считать, что электрическое сопротивление человеческого тела переменному однофазному бытовому току должно быть равным 1 кОм. При воздействии постоянного 20-24-х вольтного тока величина данной характеристики должна составлять от 3 до 100 кОм.
На данных нормативах основан расчет максимально безопасной силы – количества электронов, проходящих через ткани человеческого организма за единицу времени без причинения ему вреда.
Значение полного сопротивления тел людей
Сопротивляемость человеческого тела электрическому току непостоянна. Основными влияющими на ее величину факторами являются состояние кожных покровов, вольт-амперные характеристики тока, физиологические особенности организма, параметры окружающей среды, содержание в воздухе пылевидных частиц с высокой электропроводимостью.
Состояние кожи
Самым высоким значением сопротивления обладает сухая и чистая кожа. При появлении на ней капельной влаги, пота, частиц металлической или угольной пыли электропроводность увеличивается. Обусловлено это тем, что вода и обильный пот способствуют удалению с кожи жировой пленки, тем самым увеличивая ее электропроводность.
Также увеличивают электропроводность кожи при нарушении ее целостности участки с различными ссадинами, порезами, гематомами, мозолями, кожными сыпями, термическими и химическими ожогами, они имеют достаточно низкое сопротивление, из-за чего более подвержены действию электротока.
Влажная кожа – одна из причин электротравм и электроожогов кистей рук
Место приложения электротока
Сопротивляемость организма протеканию по нему потока заряженных частиц зависит от того, в каком месте тело соприкасается с токопроводящей поверхностью, находящимся под напряжением проводом. Небольшим электрическим сопротивлением характеризуются такие участки тела с тонким верхним слоем кожи, как:
- Большая часть лица;
- Шея;
- Внешняя поверхность предплечий;
- Тыльная часть кистей;
- Подмышки.
При контакте данных участков с находящимися под напряжением поверхностями, оголенными проводниками сила протекающего по телу тока может, как нарушать нормальный обмен веществ и работу внутренних органов, так и приводить к летальному исходу.
Уровень сопротивляемости тканей
Самой большой сопротивляемостью протеканию тока отличаются сухая и неповрежденная кожа, ногтевая ткань. Наибольшей электропроводностью и, следовательно, низким сопротивлением характеризуются различные содержащиеся в организме жидкости: кровь, лимфа, костный мозг.
Значения показателей тока
На сопротивляемость организма влияют такие характеристики электрического тока, как:
- Мощность – проходящий через организм ток с большим значением мощности активизирует кровообращение, тем самым сильно снижая сопротивление тела.
- Частота – зависимость сопротивляемости тела от значения частоты протекающего по нему тока такова: переменный промышленный либо бытовой ток уменьшает сопротивление человеческого тела в разы сильнее, чем обладающий такими же вольт-амперными характеристиками постоянный.
Физиологические факторы и показатели окружающей среды
Основными физиологическими факторами, существенно влияющими на сопротивление тела, являются такие:
- Пол – женский организм более восприимчив к электротравмам, чем мужской;
- Возраст – способность тела пожилого человека или ребенка сопротивляться протекающему по нему току не такая высокая, как у возрастной категории от 16-18 до 50 лет.
- Болезни и ослабленное состояние организма – больному или ослабленному организму преодолевать действие тока значительно труднее, нежели здоровому.
Угольная пыль
Значительно уменьшают сопротивляемость тела к протеканию по нему тока высокая температура воздуха и большое содержание в нем капельной влаги.
Важно! Также электропроводность человеческого тела может зависеть от наличия в воздухе мелких взвешенных частиц угольной или металлической пыли. Этот факт советуют принимать во внимание всем работающим в условиях шахт и токарных мастерских электрикам.
Таким образом, знание того, сколько составляет сопротивление человеческого тела ом, что на него влияет, позволяет принять действенные меры, способные повысить электробезопасность работ, производимых на силовых установках и линиях электропередач, находящихся под напряжением. Померить данную характеристику тела можно с помощью обычного мультиметра, при условии наличия у него соответствующего диапазона для измерения электрического сопротивления.
Видео
Источник
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯСВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
«ПЕРВОУРАЛЬСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Исследовательская работа
«Сопротивление тела человека в различных условиях»
Исполнители: Зиялтдинов Денис Викторович,
Янеков Андрей Борисович
Руководитель: Кузнецова Алина Валентиновна
Первоуральск
2011г.
Содержание.
стр.
Введение…………………………………………………………………………………………3
Сопротивление кожи человека…………………………………………………………………4
Измерение сопротивления кожи человека ……………………………………………………5
Воздействие электрического тока на человека ………………………………………………7
Защита человека от поражающего действия электрического тока………………………….9
Первая помощь при поражении электрическим токам………………………………………10
Литература………………………………………………………………………………………11
Введение.
Целью данной работы является определение условий, влияющих на изменение сопротивления тела человека, изучение способов защиты от поражающего действия электрического тока и первой помощи при поражении электрическим током.
Тело человека является проводником электрического тока. Разные ткани тела оказывают току разное сопротивление: кожа, кости, жировая ткань — большое, а мышечная ткань, кровь и особенно спинной и головной мозг — малое. Наибольшим сопротивлением по сравнению с другими тканями обладает кожа, и главным образом ее верхний слой, называемый эпидермисом.
Электрическое сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже при напряжении 15 — 20 В находится в пределах от 3 до нескольких сотен кОм, а иногда и более.
Сопротивление тела человека — величина переменная, зависящая от множества факторов, в том числе и от состояния кожи, параметров электрической цепи, физиологических факторов, состояния окружающей среды (влажность, температура и т.п.).
Сопротивление тела человека падает при увеличении величины тока и длительности его прохождения за счет усиления местного нагрева кожи, приводящего к расширению сосудов, а, следовательно, к усилению снабжения этого участка тела кровью и увеличению потовыделения.
Сопротивление тела человека зависит от пола и возраста людей: у женщин это сопротивление меньше, чел у мужчин, у детей — меньше, чем у взрослых, у молодых — меньше, чем у пожилых. Объясняется это толщиной и степенью огрубления верхнего слоя кожи
При расчетах обычно принимают сопротивление тела человека, равное 1000 Ом, т.е. 1 кOм.
Сопротивление кожи человека.
Строение кожи весьма сложно. Кожа состоит из двух основных слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы.
Наружный слой кожи — эпидермис в свою очередь имеет несколько слоев, из которых верхний самый толстый называется роговым.
Роговой слой состоит из многих рядов омертвевших ороговевших клеток; он лишен кровеносных сосудов и нервов и поэтому является слоем неживой ткани. На разных участках тела роговой слой имеет толщину от 0,05 до 0,2 мм; на ладонях и подошвах, утолщаясь, он может образовывать мозоли, т. е. иметь значительную толщину.
Роговой слой обладает относительно высокой механической прочностью, плохо проводит тепло и электричество и служит как бы защитной оболочкой, покрывающей все тело человека. В сухом и незагрязненном состоянии роговой слой можно рассматривать как диэлектрик: его удельное сопротивление в тысячи раз превышает сопротивление других слоев кожи и внутренних тканей организма.
Другие слои эпидермиса, лежащие под роговым слоем и образованные в основном из живых клеток, можно условно объединить в один так называемый ростковый слой. В основании росткового слоя непрерывно происходит деление и развитие новых живых клеток, а вверху — ороговение и отмирание клеток, которые при этом изменяют свою форму, уплотняются, пропитываются особым белковым веществом и становятся клетками рогового слоя. Электрическое сопротивление росткового слоя благодаря наличию в нем отмирающих и находящихся в стадии ороговения клеток может в несколько раз превышать сопротивление нижнего слоя кожи и внутренних тканей организма, хотя по сравнению с сопротивлением рогового слоя оно невелико.
Внутренний слой кожи — дерма состоит из прочных волокон, переплетающихся между собой и образующих густую сеть, которая и служит основой всей кожи. Между этими волокнами находятся кровеносные сосуды, нервы и корни волос. Здесь же расположены потовые и сальные железы, выводные протоки которых выходят на поверхность кожи, пронизывая эпидермис. Электрическое сопротивление дермы незначительно: оно во много раз меньше сопротивления рогового слоя.
Сопротивление тела человека при сухой, чистой в неповрежденной коже, измеренное при напряжении до 15—20В, колеблется в пределах примерно от 3000 до 100 000 Ом, а иногда и более. Если на участках кожи, где прикладываются электроды, соскоблить роговой слой, сопротивление тела упадет до 1000 — 5000 Ом, а при удалении всего верхнего слоя кожи (эпидермиса) — до 600 — 700 Ом. Если же под электродами полностью удалить кожу, то будет измерено сопротивление внутренних тканей тела, которое составит всего лишь 300—500 Ом.
При повреждении рогового слоя кожи (ссадина, царапина и пр.) резко снижается величина электрического сопротивления тела человека и, следовательно, увеличивается проходящий через тело ток.
При повышении напряжения, приложенного к телу человека, возможен пробой рогового слоя, отчего сопротивление тела резко понижается, а величина поражающего тока возрастает.
Измерение сопротивления кожи человека.
Было проведено измерение сопротивления кожи студентов группы Сд-205 с помощью цифрового омметра.
Ребята брали электроды кончиками пальцев разных рук. На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоев кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, как бы образуют обкладки конденсатора.
Результаты измерений представлены в таблице 1:
Фамилия, имя | Сопротивление, кОм |
Анненков Виталий | 660 |
Баглаев Илья | 830 |
Башуров Илья | 240 |
Зиелтдинов Денис | 350 |
Зинатов Фидан | 800 |
Киряков Кирилл | 750 |
Кузнецов Евгений | 740 |
Пузатко Ярослав | 400 |
Страхов Павел | 610 |
Уваров Дмитрий | 870 |
Янеков Андрей | 280 |
Среднее значение | 590 |
Затем, мы повторили этот опыт, но руки предварительно смочили водой. Результаты измерений представлены в таблице 2:
Фамилия, имя | Сопротивление, кОм |
Анненков Виталий | 85 |
Баглаев Илья | 111 |
Башуров Илья | 37 |
Зиелтдинов Денис | 176 |
Зинатов Фидан | 136 |
Киряков Кирилл | 40 |
Пузатко Ярослав | 160 |
Уваров Дмитрий | 100 |
Янеков Андрей | 47 |
Среднее значение | 99 |
Сопротивление уменьшилось примерно на порядок. Следовательно, наиболее неблагоприятный исход поражения будет в случаях, когда прикосновение к токоведущим частям произошло влажными руками.
Если предварительно согреть руки, например, положив их на радиатор отопления, то сопротивление также уменьшается. Результаты измерений представлены в таблице 3:
Фамилия, имя | Сопротивление, кОм |
Анненков Виталий | 400 |
Башуров Илья | 100 |
Зиелтдинов Денис | 85 |
Зинатов Фидан | 800 |
Пузатко Ярослав | 230 |
Янеков Андрей | 90 |
Среднее значение | 284 |
Прохождение электрического тока связано с нагреванием тканей организма, следовательно, поражающее действие на человека усиливается.
Измерить сопротивление данным омметром, надев резиновые перчатки, не представляется возможным. Предел измерения омметра 20 МОм. Применение изолирующих материалов необходимо для защиты от поражающего действия электрического тока.
Выводы, полученные в результате данного исследования, подтверждают требования безопасной эксплуатации электрооборудования.
Воздействие электрического тока на человека.
При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводками электрического тока.
Величина тока походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления, оказываемого току данным участком тела.
Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растет быстрее. Это объясняется главным образом нелинейностью электрического сопротивления тела человека.
При напряжении на электродах 40-45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100-200В падает до значения внутреннего сопротивления тела.
С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается. При частотах 10—20 кГц наружный слой кожи практически утрачивает сопротивление электрическому току.
Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое и биологическое воздействия.
Тепловое действие проявляется в виде ожогов участков кожи тела, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон.
Химическое действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма.
Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма. В результате такого возбуждения они могут погибнуть.
Различают два основных вида поражения человека электрическим током: электрический удар и электрические травмы.
Электрическим ударом называется такое действие тока на организм человека, в результате которого мышцы тела начинают судорожно сокращаться. При этом в зависимости от величины тока и времени его действия человек может находиться в сознании или без сознания, но при нормальной работе сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечно-сосудистой системы, что ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов (сердца, мозга и пр.).
Электрической травмой называют такое действие тока на организм, при котором повреждаются ткани организма: кожа, мышцы, кости, связки. Особую опасность представляют электрические травмы в виде ожогов. Такой ожог появляется в месте контакта тела человека с токоведущей частью электроустановки или электрической дугой. Бывают также такие травмы, как металлизация кожи, различные механические повреждения, возникающие в результате резких непроизвольных движений человека. В результате тяжелых форм электрического удара человек может оказаться в состоянии клинической смерти: у него прекращается дыхание и кровообращение.
Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания вследствие паралича мышц грудной клетки и так называемый электрический шок.
Большое значение в исходе поражения имеет путь тока. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказывается сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. Путь тока имеет еще то значение, что при различных случаях прикосновения будет различной величина сопротивления тела человека, а следовательно, и величина протекающего через него тока. Наиболее опасными путями прохождения тока через человека являются: «рука — ноги», «рука — рука». Менее опасным считается путь тока «нога — нога». Как показывает статистика, наибольшее число несчастных случаев происходит вследствие случайного прикосновения или приближения к голым, незащищенным частям электроустановок, находящихся под напряжением.
К факторам, влияющим на исход поражения электрическим током, относят:
1. Величина тока.
2. Величина напряжения.
3. Время действия.
4. Род и частота тока.
5. Путь замыкания.
6. Сопротивление человека.
7. Окружающая среда.
По поражающему действию, токи подразделяются на:
– неощущаемые (0,6 – 1,6мА);
– ощущаемые (3мА);
– отпускающие (6мА);
– неотпускающие (10-15мА);
– удушающие (25-50мА);
– фибрилляционные (100-200мА);
– тепловые воздействия (5А и выше).
Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты при величине тока 1—1,5 мА и постоянного тока 5—7 мА. Эти токи называются ощутимыми токами. Они не представляют серьезной опасности, и при таком токе человек может самостоятельно освободиться от воздействия.
При переменных токах 5—10 мА раздражающее действие тока становится более сильным, появляется боль в мышцах, сопровождаемая судорожным их сокращением.
При токах 10—15 мА боль становится трудно переносимой, а судороги мышц рук или ног становятся такими сильными, что человек не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока. Переменные токи 10—15 мА и выше и постоянные токи 50—80 мА и выше называются неотпускающими токами, а наименьшая их величина 10—15 мА при напряжении промышленной частоты 50 Гц и 50—80 мА при постоянном напряжении источника называется пороговым неотпускающим током.
Переменный ток промышленной частоты величиной 25 мА и выше воздействует не только на мышцы рук и ног, но также и на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть.
Ток 50 мА при частоте 50 Гц вызывает быстрое нарушение работы органов дыхания, а ток около 100 мА и более при 50 Гц и 300 мА при постоянном напряжении за короткое время (1—2 с) поражает мышцу сердца и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными. При фибрилляции сердца прекращается его работа как насоса по перекачиванию крови. Поэтому вследствие недостатка в организме кислорода происходит остановка дыхания, т. е. наступает клиническая (мнимая) смерть.
Токи более 5А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца. Чем больше время протекания тока через тело человека, тем тяжелее его результаты и больше вероятность летального исхода.
Защита человека от поражающего действия электрического тока.
Зануление – металлическое соединение корпуса электроустановки с нулевым проводом, позволяющим свести аварийный режим к однофазному короткому замыканию с последующим отключением поврежденного контура в минимально короткое время (0,2с).
Зануление применяют в четырех проводных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000В. Защитный эффект зануления состоит в уменьшении длительности замыкания на корпус и, следовательно, в снижении времени воздействия электрического тока на человека.
Повторное заземление нулевого провода необходимо для обеспечения лучшей защиты человека от поражения электрическим током. При обрыве нулевого провода, при переходе электрического тока на корпус электроустановки ток короткого замыкания протекает через сопротивление повторного заземления и сопротивления заземления и фазу.
Повторное заземление нулевого провода устраивается многократно:
– для воздушных линий через каждые 250м;
– для кабельных линий через каждые 250м;
– и обязательно при вводе в производственное помещение.
Повторное заземление нулевого провода полностью не обеспечивает защиты от поражения током, а лишь смягчает аварийный режим, уменьшает напряжение на корпусе в 2-3 раза.
Опасность поражения сохраняется, поэтому применяются индивидуальные защитные средства (коврики, рукавицы, боты и т.д.).
Для защиты от поражения током голые провода, шины и другие токоведущие части либо располагают в недоступных местах, либо защищают ограждениями. В некоторых случаях для защиты от прикосновения применяют крышки, короба и т. п.
Первая помощь при поражении электрическим током.
В первую очередь, следует немедленно прекратить воздействие на пострадавшего электрического тока: выдернуть вилку из розетки, отбросить оголенный провод и т.п. Необходимо соблюдать осторожность, так как, пока напряжение не снято, спасающий тоже подвергается опасности при прикосновении к пострадавшему. Можно воспользоваться изолирующим материалом: сухими резиновыми перчатками и сапогами, чтобы оттащить человека в сторону, или сухой деревянной палкой, чтобы отшвырнуть оголенный провод. В некоторых случаях пострадавшего легче оттащить за одежду. Но только если одежда пострадавшего абсолютно сухая, а тащить пострадавшего можно только одной рукой. Чтобы случайно не коснуться пострадавшего или оголенных проводов, вторую руку лучше убрать за спину или вообще сунуть в карман.
Но если провода зажаты пострадавшим в сведенных судорогой руках и не известно, где находится выключатель, то эти провода следует перерезать или перерубить. Искать в этой ситуации рубильник или выключатель, значит, только терять время. В этом случае должно соблюдаться следующее правило. Ножом или ножницами с изолированными ручками надо перерезать провод и причем обязательно на разных уровнях, чтобы не вызвать короткого замыкания.
После того, как пострадавший обесточен, нужно начинать оказывать ему первую помощь. Оценить состояние пострадавшего. Если тяжелых повреждений с потерей сознания нет, пострадавшего следует тепло укрыть, дать ему успокаивающее и обезболивающее средства, теплый чай.
Но если у пострадавшего отсутствует реакция зрачков на свет и пульс на сонной артерии, то следует быстро нанести ему прекардиальный удар. Если оживление не произошло, нужно начинать непрямой массаж сердца и искусственную вентиляцию легких. Реанимационные мероприятия продолжают до появления признаков жизни или до прибытия квалифицированной медицинской помощи.
Литература.
- Касьянов В.А. Физика 10 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений- М: Дрофа, 2003
- Прошин В.М. Лабораторно – практические работы по электротехнике: учеб. пособие для нач. проф. образования.- М: Издательский центр «Академия», 2007
- Енохович А.С. Справочник по физике- М.: Просвещение, 1990
- Шахмаев Н.М.и др. Физический эксперимент в средней школе.- М .:Просвещение, 1991
- Девясилов В.А. Охрана труда: учебник.-3-е изд., испр. и доп.- М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2008
- Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ: Учеб. пособие для нач. проф. образования.- М.: Издательский центр «Академия», 2004
- Куликов О.Н. Охрана труда в металлообрабатывающей пр