Факторы, определяющие действие тока на организм человека
К факторам, определяющим действие тока на организм человека, относятся:
1) индивидуальные особенности и состояние организма человека;
2) род и частота тока;
3) величина тока;
4) время действия тока;
5) путь прохождения тока;
6) типы электрических сетей.
1. Действие электрического тока на организм человека определяется электрическим сопротивлением тела человека. Электрическое сопротивление тела человека принимается условно состоящим из трех последовательно включенных сопротивлений (рисунок 12.1) – двух одинаковых сопротивлений наружного слоя кожи Zн эпидермиса и одного внутреннего сопротивления Rв.
Сопротивление наружного слоя кожи состоит из активного сопротивления Rн и емкостного Сн.
В действительной форме сопротивление тела человека записывается в следующем виде:
| (12.1) |
Сопротивление наружного (RН ) рогового слоя кожи человека составляет 1 – 100 кОм. Сопротивление внутренних тканей (RВ) организма человека составляет 0,3 – 0,5 кОм. Сопротивление сухой и грубой кожи выше, чем влажной, что характерно для пожилых людей. Сопротивление кожи снижается с повышением влажности. В расчетах принимается сопротивление тела человека
RЧ = 1000 Ом.
Рисунок 12.1 – Схема электрического сопротивления тела человека
2. Переменный и постоянный ток по-разному действуют на организм человека.
Переменный ток с напряжением до 450 В опаснее, чем постоянный ток.
Постоянный ток с напряжением свыше 550 В опаснее переменного.
При напряжении 450 – 550 В опасность переменного и постоянного тока примерно одинаковая. Наибольшую опасность представляет переменный ток с частотой 50-60 Гц.
3. Величина тока, проходящего через организм человека проявляется в следующем виде (таблица 12.1).
Таблица 12.1 – Характер реакции организма на величину электрического тока по Дальзену
| Величина тока, мА | Характер реакции организма человека | |
| Переменный | Постоянный | |
| 0,1 – 1,5 | 6 – 7 | Легкое дрожание пальцев (ощутимый) |
| 8 – 10 | 50 – 70 | Судороги рук (неотпускающий) |
| 90 – 100 | 200 – 300 | Сокращение мышц сердца (фибриляционный) |
Величина тока определяет степень электрического удара на организм человека. Существуют четыре степени электрического удара:
1 степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания;
2 степень – судорожное сокращение мышц с потерей сознания;
3 степень – потеря сознания и нарушение деятельности сердца или органов дыхания;
4 степень – клиническая смерть, т.е. отсутствие кровообращения и дыхания.
Клиническая смерть – переходная стадия от жизни к смерти. Продолжительность клинической смерти:
- большинство случаев – 4 – 5 мин;
- здоровые люди – 7 – 8 мин;
- отдельные люди – 30 мин.
После клиническое смерти наступает распад клеток головного мозга и биологическая смерть.
В случае поражения человека электрическим током при остановке дыхания лицо (тело) человека становится синим; при остановке сердца лицо (тело) становится белым. При остановке дыхания вероятность спасения высокая.
4. Время действия.
С увеличением времени действия электрического тока сопротивление организма человека уменьшается. Формулы для определения допустимого тока (мА) от времени действия:
в РФ
| (12.2) |
в Международном электротехническом комитете (МЭК)
| (12.3) |
где t – время действия, с.
Для промышленных и бытовых электроустановок с напряжением до 1000 В и частотой тока 50 Гц по длительности воздействия допустимый электрический ток имеет следующие значения:
| Время действия | Допустимый ток, мА |
| Длительное действие | |
| В течение 1 с | |
| В течение 0,1 с |
Время действия электрического тока на организм человека положено в основу расчета системы защиты и выбора автомата защиты.
5. Путь прохождения тока в организме человека.
Опасность поражения человека электрическим током определяется направлением его движения в организме. Существует десять схем прохождения тока в организме человека. Рассмотри пять основных схем движения электрического тока в организме человека (рисунок 12.2).
6. Степень опасности поражения человека электрическим током при прикосновении к неизолированным токоведущим частям электроустановок зависит от электрической сети и вида прикосновения. Наиболее часто встречаются типы электрических сетей с напряжением до 1000 В, которые подразделяются на:
трехфазная четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью;
трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью;
однофазная сеть с заземленным проводом;
однофазная сеть с изолированным проводом.
Эквивалентная схема замещения сопротивления изоляции провода фазы может быть представлена следующим образом (рисунок 12.3).
полная рука – нога (40 %) левая – полная нога – рука (20 %)
правая – полная нога – рука нижняя нога – нога верхняя рука – рука
(17 %) (6 %) (6 %)
Рисунок 12.2 – Схема движения электрического тока в организме человека
Рисунок 12.3 – Схема замещения сопротивления изоляции
Рассмотрим схемы прикосновения человека к электрической сети (рисунки 12.4 – 12.7).
Проведем анализ различных сетей.
Из теоретических основ электротехники на основании эквивалентных схем (схемы замещения) сила тока, проходящего через тело человека, для соответствующих сетей записывается в следующем виде.