Факторы, определяющие исход поражения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 10Следующая ⇒

Электрический ток - очень опасный и коварный поражающий «недруг»: человек без приборов не способен заблаговременно обнаружить его наличие, поражение наступает внезапно. Более того, его отрицательное воздействие может проявиться не сразу: человек может погибнуть спустя несколько суток после электрического удара.

Основными факторами, определяющими исход поражения, являются: величина тока и напряжения, продолжительность воздействия тока, сопротивление тела, петля («путь») тока, прерывистость тока, род тока и частота, прочие факторы.

Величина тока и напряжения. Электроток, как поражающий фактор, определяет степень физиологического воздействия на человека. Это следует и из определения понятия электробезопасности, которое приведено в ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ «Термины и определения».

Напряжение следует рассматривать лишь как фактор, обуславливающий протекание того или иного тока в конкретных условиях. Можно привести десятки примеров, когда люди гибнут от 5-12 В, и есть случаи «не поражения» человека при воздействии напряжения 6-10 кВ (при психологической готовности к электрическому удару, кратковременном воздействии тока, своевременном грамотном оказании доврачебной помощи пострадавшему). Так, директор одного из заводов, осматривая стройку, наступает ногой на провод с повреждённой изоляцией временной электросети, выполненной на напряжении 12 В, получает удар током и погибает. А вот пример иного рода. Главный энергетик одной из войсковых частей, курируя строительство подстанции, при опытной подаче напряжения 10 кВ попытался указать рукой на плохой контакт одной из шин. Произошло перекрытие, его отбросило на пол. Своевременно оказали доврачебную помощь (наружный массаж сердца, искусственную вентиляцию лёгких), и он остался жив. Налицо факт: сколько условий, столько и напряжений. Поэтому совершенно неправомерной представляется формулировка ГОСТ 12.0.003 - 74 ССБТ «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация», о том, что поражающим фактором является «повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека».

Очень хотелось бы, чтобы в новой редакции ГОСТ эти необоснованные утверждения были исправлены. Доводы о том, что на практике напряжение поражения легче измерить, чем ток, вряд ли должны быть определяющими.

По степени физиологического воздействия можно выделить следующие токи:

0, 8-1, 2 мА - пороговый ощутимый ток (то есть то наименьшее значение тока, которое человек начинает ощущать);
10-16 мА - пороговый неотпускающий (приковывающий) ток, когда из-за судорожного сокращения рук человек самостоятельно не может освободиться от токоведущих частей;
100 мА - пороговый фибрилляционный ток; он является расчетным поражающим током. При этом необходимо иметь ввиду, что вероятность поражения таким током равна 0, 5 при продолжительности его воздействия не менее 0, 5 с. Указанные значения пороговых токов относятся к токам промышленной частоты при длительности протекания более 1 с.

В новой редакции ГОСТ по электробезопасности предусматривается учесть расчётное соотношение, полученное экспериментальным путём отечественным учёным А.П. Киселёвым ещё в 50-е годы. Он назвал этот ток «безусловно поражающим»: I_пор=1, 2(30+3, 7 Gт), где G_T - масса тела человека.

Так, при массе человека 65 кг поражающий ток составит 320 мА. Хотя вполне очевидно, что в этом случае существенное значение имеет продолжительность воздействия тока.

Продолжительность воздействия тока. Этот фактор имеет не только физиологическое, но и практическое значение при проектировании устройств защитного отключения.

Установлено, что поражение электрическим током возможно лишь в состоянии полного покоя сердца человека, когда отсутствуют сжатие (систола) или расслабление (диастола) желудочков сердца и предсердий. Поэтому при малом времени воздействие тока может не совпадать с фазой полного расслабления. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов» даёт подробную таблицу зависимости допустимых для человека значений токов от продолжительности их воздействия. Так, при продолжительности воздействия 0, 1 с допустимый ток составляет 500(400) мА; при 0, 2 с - 250 (190) мА; при 0, 4 с - 125 (140) мА; при 0, 5 с -100 (125) мА; при 0, 7 с - 70 (90) мА; при 1, 0 с - 50 (50) мА.

Видно, что в основном соблюдается так называемое соотношение М.Р.Найфельда: ток в миллиамперах, умноженный на продолжительность воздействия в секундах равняется примерно 50, то есть It ~ 50. В скобках указаны значения допустимых токов при учёте нелинейной зависимости сопротивления тела человека от приложенного напряжения. Эти значения вошли в новую редакцию ГОСТ.

Сопротивление тела. Величина непостоянная, зависит от конкретных условий, меняется в пределах от нескольких сотен Ом до нескольких мегаОм. Можно было бы привести электрическую схему замещения сопротивления тела человека (как совокупность соединённых между собой ёмкостных и активных сопротивлений), расчётные соотношения, включающие в себя параметры тела, частотные характеристики приложенного напряжения. С достаточной степенью точности можно считать, что при воздействии напряжения промышленной частоты 50 Герц сопротивление тела человека является активной величиной, состоящей из внутренней и наружной составляющих. Внутреннее сопротивление у всех людей примерно одинаково и составляет 600 - 800 Ом. Из этого можно сделать вывод, что сопротивление тела человека определяется в основном величиной наружного сопротивления, а конкретно - состоянием кожи рук толщиной всего лишь 0, 2 мм (в первую очередь её наружным слоем - эпидермисом).

Примеров тому немало. Вот один из них. Рабочий опускает в электролитическую ванну средний и указательный пальцы руки и получает смертельный удар. Оказалось, что причиной гибели явился имевший место порез кожи на одном из пальцев. Эпидермис не оказал своего защитного действия и поражение произошло при явно безопасной петле тока.

Действительно, если оценить этот факт в относительных единицах и принять сопротивление кожи за 1, то сопротивление внутренних тканей, костей, лимфы, крови составит 0, 15 - 0, 20, а сопротивление нервных волокон - всего лишь 0, 025 («нервы» - отличные проводники электрического тока! ). Кстати, именно поэтому опасно приложение электродов к так называемым акупунктурным точкам. Так как они соединены нервными волокнами, поражающий ток может возникнуть при очень малых напряжениях. Именно один из таких случаев описан в литературе, когда поражение человека произошло при напряжении 5 В (см. Манойлов В. Е.: «Основы электробезопасности», Энергоатомиздат, М., 1991.).

Сопротивление тела не является постоянной величиной: в условиях повышенной влажности оно снижается в 12 раз, в воде - в 25 раз, резко снижает его принятие алкоголя. Зато во время сна оно возрастает в 15-17 раз. (Здесь, видимо, уместной была бы шутка о том, что всё-таки не следует спать на работе, чтобы уменьшить вероятность поражения током). В качестве расчётной величины во всех электротехнических расчётах по электробезопасности условно принято значение, равное 1000 Ом.

Петля («путь») тока через тело человека. При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего, выясняется, по какому пути протекал ток. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда - многообразие возможных петель тока. Наиболее вероятными признаны следующие: «правая рука - ноги» (20% случаев поражения); «левая рука -ноги» (17%); «обе руки - ноги» (12%); «голова - ноги» (5%); «рука - рука» (40%); «нога - нога» (6%). Все петли, кроме последней, называются «большими», или «полными» петлями, ток захватывает область сердца, они наиболее опасны. В этих случаях через сердце протекает 8-12 процентов от полного значения тока.

Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0, 4 процента от полного тока. Эта петля в принципе малоопасная. Так в опытах к задним ногам собаки подавалось напряжение 1000 В в течение 12 с, и животное не погибало. Однако, вследствие «подкашивающего» действия тока, человек может упасть в потенциальном поле и тогда эта малоопасная петля превращается в любую опасную.

И здесь уместно привести любопытный факт. На занятиях по электробезопасности на вопрос, каким образом может спастись человек, оказавшийся в потенциальном поле, наряду с правильными ответами (прыжки на одной или двух ногах, выход так называемым «гусиным» шагом) очень часто приводятся совершенно неприемлемые: «лечь на землю и катиться», «ползти» и т.п.

И это при всей очевидности того, что опасность при этом может существенно возрасти, по сравнению с напряжением шага: человек может «вобрать» в себя разность потенциалов на длину тела.

Прерывистые (импульсные) токи, применяемые в различных технологических процессах, при 3-4 импульсах в секунду и выше с точки зрения физиологического воздействия воспринимается как непрерывные токи. Строго говоря, необходим учет коэффициентов формы, амплитуды импульсов, но для практики это не имеет существенного значения.

Для импульсных токов действительны все значения пороговых токов, указанных выше.

Род тока и частота. Влияние этого фактора на вероятность поражения проще всего пояснить с помощью графической зависимости, показанной на рисунке 1. По оси ординат отложены относительные значения пороговых «поражающих» токов, по оси абсцисс - значения частоты в Гц.

Из рисунка видно, что наиболее опасная частота для человека -70 Гц (физиологически: из-за резонансных явлений биополей с внешними электромагнитными полями).

Частота 50 Гц «равноценна» частоте 100 Гц. Поражающий ток при любой частоте выше 200 Гц подчиняется квадратичной зависимости и вычисляется по формуле, показанной на рисунке 1, где I_f-пороговый ток при частоте f; I₅₀ - пороговый ток при частоте 50 Гц.

Опасны переменные токи до 1 кГц; выше 50 кГц практически не опасны, и человек выдерживает длительное время ток в несколько А (физиологически: диполи тела человека не успевают «переориентироваться» и в итоге организм не реагирует на такие воздействия).

Рис. 1. Зависимость пороговых токов от частоты

Кстати, в лабораторных условиях с использованием специальных устройств для исследования физиологического действия тока, при частотах 200 кГц и выше человек спокойно выдерживает ток 10 - 15 А. Эти токи оказываются ниже значений пороговых токов ощущения.

Постоянный ток в 4-6 раз менее опасен, чем переменный ток промышленной частоты (см. рис. 1 - значение тока при частоте, равной 0).

Прочие факторы. Из причин, влияющих на вероятность поражения человека электрическим током и не указанных выше, можно выделить ещё целый ряд. Условно их можно подразделить на 2 группы и сформулировать следующим образом:

Всё, что увеличивает темп работы сердца, способствует повышению вероятности поражения. К таким причинам следует отнести усталость, возбуждение, голод, жажду, испуг, принятие алкоголя, наркотиков, некоторых лекарств, курение, болезни и т.п.
«Готовность» к электрическому удару, т.е. психологические факторы. Здесь, естественно, не идёт речь о привыкании к опасности и грубых нарушениях мер безопасности при работе в электроустановках.

В этих материалах авторы сознательно не стали рассматривать особенности термического, электролитического, биологического воздействия тока на человека, анализировать виды электротравм (электрические ожоги: токовые или контактные, дуговые, комбинированные, электрические «знаки»; металлизацию кожи; механические повреждения; электроофтальмию; электрический удар, включая состояние клинической смерти). Не стали рассматривать такие наиболее опасные причины, приводящие к клинической смерти, как поражение центральной нервной системы; асфиксию (удушье); остановку сердца, фибриляцию. Эти вопросы тесно связаны с оказанием первой доврачебной помощи с привлечением специалистов-медиков.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒