Содержание материала

Глава IV. ДЕЙСТВИЕ ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. ОПАСНОСТЬ ТОКА В ПОЖАРНОМ ОТНОШЕНИИ

§ 1. Общие сведения о действии электрического тока

Организм человека для тока является проводником, чрезвычайно сложным по своим закономерностям.
Электрический ток, проходя через живой организм, оказывает влияние на его деятельность и может вызывать определенные изменения в нем, поэтому попадание человека под напряжение грозит весьма тяжелыми последствиями.
Мы рассматриваем свойства переменного тока. При этом принимается в расчет переменный ток частотой 50 гц. С повышением частоты опасность переменного тока уменьшается.
Переменный ток более опасен для организма человека, чем постоянный при относительно небольших напряжениях. При напряжении в 500 в опасность переменного и постоянного токов становится приблизительно равной, а свыше 500 в постоянный ток представляет большую опасность, чем переменный.
С точки зрения техники безопасности все электроустановки подразделяются на установки до 1000 в и выше. В каждом конкретном случае указывается величина напряжения, при котором работает та или иная установка.

§ 2. Величины напряжения и тока, опасные для человека

Степень влияния величины поражающего напряжения для 198 человека заметно, возрастает в пределах до 200 в. От 200 до 1000 в это возрастание происходит медленнее. Величина поражающего напряжения зависит от многих условий и может не совпадать с номинальной величиной напряжения установки. На величину поражающего напряжения большое влияние оказывает нагрузка в сети в данный момент, а также сопротивление электрической цепи, в которую оказался включенным человек в момент поражения. Поэтому при поражении человека током следует принимать в расчет не номинальное напряжение установки, а напряжение, под которым фактически сказался человек как составляющий элемент замкнутой электрической цепи.
Ток высокого напряжения вызывает остановку сердца, нарушает функции нервной системы и приводит к прекращению дыхания. На теле человека возникают ожоги. Поражение может произойти не только при непосредственном прикосновении человека к токоведущим частям, но и при приближении к ним на недопустимо близкое расстояние. При этом происходит перекрытие электрической дугой, и проходящий ток вызывает изменения в жизнедеятельности организма человека. Парализуются так называемые периферические окончания чувствительных нервов, что, в свою очередь, оказывает даже некоторое спасительное действие для пострадавшего, ибо его при этом как бы отбрасывает от электроустановки.
Поражение человека током в установках до 1000 в резко отличается от поражения в установках выше 1000 в. Поражение током в этих установках может также сопровождаться ожогами, как, например, в результате коротких замыканий, при неправильных операциях по разрыву электрической цепи и т. д. Однако наибольшую опасность представляет непосредственное прохождение тока через организм человека. При этом на внутренние органы, главным образом на сердце, ток оказывает более сильное действие. Объясняется это тем, что ток небольшой величины, например 100 ма, зачастую в первый момент своего действия вызывает фибрилляцию сердца, т. е. хаотические, разрозненные и разновременные сокращения отдельных волокон сердечной мышцы, после чего происходит полная остановка работы сердца. При таком явлении восстановить работу сердца оказывается более труднее, нежели тогда, когда в результате воздействия токов больших величин происходит мгновенная остановка сердца. Характерной особенностью поражения в низковольтных установках является также то, что поражение происходит при непосредственном контакте человека с токоведущими частями.   При этом человека не только не отбрасывает от установки, а наоборот, как бы притягивает. Происходит судорожное сокращение мышц руки (человек чаще всего берется рукой за токоведущие части), и при достаточной величине тока человек самостоятельно не может оторваться от установки. А судорожные сокращения дыхательных органов приводят к тому, что человек зачастую не успевает крикнуть или позвать на помощь. В табл. 34 приводятся данные по воздействию на человека токов разных величин.

Таблица 34
Воздействие на человека тока различных величин

Смертельную опасность представляет для человека ток величиной в 100 ма. Однако зарегистрировано много случаев тяжелого исхода при поражении человека гораздо меньшим током. Происходит это потому, что, помимо тока и напряжения, на исход поражения большое влияние оказывают другие факторы.

§ 3. Факторы, влияющие на степень поражения человека током

Время. Одним из решающих факторов, влияющих на степень воздействия тока на организм человека, является время, в течение которого человек находится под напряжением. Чем это время продолжительнее, тем и поражение более тяжелое. Принято считать, что лишь время от 0,1 до 2 сек. является допустимым отрезком времени, в течение которого человек без угрозы смертельного поражения может находиться под действием тока. Те или иные численные значения этого интервала находятся в зависимости от каждого конкретного случая с учетом влияния сопровождающих поражение других факторов.

Состояние организма. Если в момент поражения человек был физически и психически здоров, бодр, жизнерадостен, то поражение током он переносит легче, организм его оказывает большее сопротивление току. Если организм ослаблен болезнью, моральной травмой или усталостью, то ток оказывает более сильное действие на организм. Такое действие наблюдается и тогда, когда человек находится в состоянии опьянения, либо находился в таком состоянии накануне. Наряду с тем, что эти явления приводят к более тяжелому исходу поражения, они сами по себе способствуют попаданию человека под напряжение, ибо четкость действий рабочего, внимательность его в это время резко снижается.

Сопротивление тела человека как элемента электрической цепи. Сопротивление тела человека в результате проходящего через него переменного тока частотой 50 гц колеблется в очень широких пределах — от 600 до 100 000 Ом.
При этом имеется в виду сопротивление между двумя «электродами», приложенными к телу и создающими замкнутую электрическую цепь.
Внутренние органы не представляют существенного препятствия для тока, который мгновенно распространяется по организму, проходя по кровеносным сосудам и нервам. Основное противодействие, которое оказывает организм току, зависит от величины сопротивления в точках прикосновения «электродов». Сопротивление различных участков каждого покрова тела человека неодинаково. Так, наименьшее сопротивление имеют поверхность лица (особенно лба), ладони, подошвы и подмышечные впадины. В то же время сопротивление кожных покровов неодинаково у различных людей: у мужчин кожа грубее, чем у женщин или детей. На состояние кожи влияет также профессия работающего, т. е. в зависимости от рода выполняемой работы, физической или умственной, покров кожи на руках будет различным. Кроме того, в момент поражения кожа может быть влажной, потной, на ней могут оказаться порезы, раны, которые будут усиливать поражающее действие тока.
На степень поражения существенное влияние оказывает также сопротивление в месте соприкосновения человека с землей. Если путь тока через пострадавшего проходит от руки к ногам, то существенное значение имеет то обстоятельство, находится ли человек в обуви или нет. Если в обуви, то какой материал ее и качество (подошва из кожи, резины и т. д., обувь клееная или на гвоздях, обувь новая или старая).
Кроме того, большое значение имеет то обстоятельство, на каком полу стоит человек — на токопроводящем либо на нетокопроводящем, либо вовсе на земле.
Около 80% всех поражений током происходит при однофазных соприкосновениях человека с токоведущими частями. При этом человек чаще всего стоит на полу, поэтому изоляция полов имеет очень большое значение. Установлено, что при неблагоприятных условиях, сопутствующих поражению человека током, нижний предел удельного сопротивления пола, при котором поражение человека током не опасно, должен быть около 9,0 · 104 Ом-м.
Сравнительные величины удельных сопротивлений различных полов приведены в табл. 35. Из этой таблицы видно, что все полы в сухом состоянии, за исключением цементного, способны обеспечить надежную защиту человека. Удельное сопротивление сухого цементного пола близко к нижнему уровню безопасного удельного сопротивления. Влага резко снижает удельное сопротивление. Наиболее резкое снижение удельного сопротивления наблюдается для ксилолитового пола. В таблице приведены характеристики основных полов. Неплохие изолирующие свойства имеют асфальтовые покрытия. Большой проводимостью даже в сухом состоянии обладают покрытия из металлических плит.

Внимание. Когда в момент поражения пострадавший находится в состоянии сосредоточенного внимания, т. е. контролирует каждое свое действие, то поражение током переносится легче, организм как бы готов к противодействию. Если же человек попадает под напряжение, когда работает машинально, то это происходит для него неожиданно, он оказывается как бы захваченным врасплох.

Таблица 35
Величины удельных сопротивлений различных полов


Материал пола

Состояние пола

Влажность, %

Средние значения удельных сопротивлений (10 Ом м)

 

Сухой

до 65

63,0

Бетон

Влажный

65-75

7,8

 

Мокрый

75—100

1,8

 

Сухой

до 65

88,0

Метлахские плитки

Влажный

65—75

17,0

 

Мокрый

75—100

2,7

 

Сухой

до 65

170,1

Дубовый паркет

Влажный

65—75

51,0

 

Мокрый

75—100

2,1

Березовый паркет, крашеные доски

Сухой

до 65

64,0

 

Влажный

65—75

23,3

 

Мокрый

75—100

1,7

 

Сухой

до 70

21,9

Цемент

Влажный

70—80

1,5

 

Мокрый

80—100

0,09

 

Сухой

до 65

63,0

Ксилолит

Влажный

65—80

0,08

 

Мокрый

80-100

0,009

 

Сухой

1150,0

Кирпич

Мокрый

180,0

Линолеум

Сухой

234,0

 

Мокрый

32,0

Путь прохождения тока через человека. Этот фактор определяет степень поражения человека током в зависимости от того, проходит ли через сердце весь ток или только часть его. Наиболее тяжелые последствия вызывает поражение тогда, когда весь ток проходит через область сердца. Это имеет место, например, при протекании тока от одной руки к другой или от руки к ногам.
Помимо общего пути протекания тока через организм, большое значение имеют также те точки тела, которыми человек со прикоснулся с токоведущими частями. Так, на шее, голени и тыльной части руки имеются точки, проводимость через которые значительно больше, чем через остальные части тела человека.
На степень поражения человека током оказывают влияние также и другие факторы. Например, напряженность электрического поля, величина которого определяется площадью соприкосновения электродов с телом человека, расстоянием между этими электродами, а также формой самих электродов. На степень поражения влияет также окружающая атмосферная среда. В районах с повышенной влажностью или с повышенной температурой действие тока оказывается более тяжелым, нежели в районах со средней влажностью и температурой. Это относится равным образом и к помещениям. Немаловажное значение имеет также атмосферное давление. При пониженном атмосферном давлении, например, в горных районах степень воздействия тока на организм человека увеличивается. В то же время поражение током при повышенном давлении менее опасно для организма.

§ 4. Опасность тока в пожарном отношении

Электрический ток представляет опасность в пожарном отношении. Чаще всего к пожарам приводят всевозможные короткие замыкания, возникающие как при соприкосновении между собой разных проводов, так и при соприкосновении фазного провода с землей.
Короткие замыкания во внутренних проводках происходят вследствие порчи изоляции. Изоляция приходит в негодность из- за механических повреждений, вследствие химических выделений окружающей среды или вследствие естественного старения. На качество изоляции отрицательно действует также сырость и высокая температура. Короткие замыкания во внутренних проводках могут происходить не только при непосредственном соприкосновении проводов, изоляция которых потеряла свои свойства. Они могут возникнуть и в результате прохождения тока между проводами, не соприкасающимися друг с другом, но которые могут оказаться электрически соединенными между собой вследствие соприкосновения их с металлическими предметами, например с водопроводными трубами. Короткие замыкания между проводами могут происходить также вследствие влажности окружающей среды, в частности, из-за сырости стен.
Короткие замыкания могут возникнуть не только в проводах, но и в других частях электроустановок. В точке короткого замыкания образуется искрение, которое в зависимости от электрических параметров данной сети может достигать значительных размеров и вызывать пожары и разрушения электроустановок и других сооружений.
Особенно опасны короткие замыкания, когда предохранители неправильно выбраны и не отключают участок электрической сети, где произошло замыкание. Большая опасность в пожарном отношении возникает также, когда вместо предохранителей заводского исполнения применяются самодельные предохранители («жучки»).
Опасность в пожарном отношении может возникнуть в результате недопустимо высокого перегрева тех или иных частей электроустановок. Провода выбираются такого сечения, чтобы они чрезмерно не перегревались при прохождении тока определенной величины. Если сечение проводов окажется недостаточным (то ли вследствие неправильного его выбора, то ли из-за значительного увеличения присоединенной нагрузки сверх расчетной), это вызовет значительный перегрев проводов, что, в свою очередь, приведет к нагреву изоляции и к возможному ее воспламенению. Воспламенение же изоляции может привести как к коротким замыканиям, так и к возгоранию окружающих предметов.
Определенную пожарную опасность представляют всевозможные неплотные контакты, например в местах присоединения проводов к электроустановкам и приборам или при сращивании их между собой. Неплотные контакты окисляются и создают большое сопротивление. Они чрезмерно нагреваются и нередко вызывают воспламенение изоляции проводов.
Неплотные соединения могут приводить еще и к искрению, что также является возможной причиной возникновения пожаров. К пожарам могут привести также так называемые электрические дуги, возникающие при неправильных отключениях электрической цепи. Пожары, особенно в быту, часто происходят из-за того, что электронагревательные устройства и приборы оставляются включенными без надзора.