Пороговый неотпускающий ток это

Обычно в переменном токе промышленной частоты учитывается только активное сопротивление человеческого тела, равное 1 000 Ом, и принимается за расчетное значение.

Тип и частота тока. Прямым фактором физической травмы при электротравмах является прохождение электрического тока через тело человека. Сопротивление человеческого тела и приложенное к нему напряжение влияют только в той мере, в какой они изменяют величину тока.

Токи разных типов (при прочих равных условиях) неодинаково опасны для организма. Наиболее опасным током является переменный ток с промышленной частотой 50-60 Гц. Он оказывает сильное воздействие на центральную нервную систему и вызывает сильные мышечные спазмы, которые во многих случаях удерживают людей в контакте с токоведущими частями и не позволяют им освободиться от переменного тока.

Существует несколько теорий на этот счет, но ни одна из них не отвечает высоким стандартам современной физиологической науки. Однако, в хорошем приближении, это явление можно объяснить следующим образом.

Когда к живой клетке прикасается живой ГФ, внутриклеточное вещество распадается на ионы, которые устремляются к внешней оболочке клетки.

При частоте 50 Гц скорость ионов настолько высока, что они проходят всю длину ячейки за период изменения тока. Это соответствует максимальному разрушению клетки и нарушению биохимических процессов в ней.

Дальнейшее повышение частоты, несмотря на увеличение тока, протекающего через человека, сопровождается снижением опасности паралича, который полностью исчезает при частоте 450 — 500 кГц.

Токи с частотой 450 — 500 кГц и выше не могут вызвать смертельных травм, останавливая работу сердца или легких и других жизненно важных органов.

Действительно, эти токи сохраняют риск ожогов, как при возникновении дуги, так и при прямом прохождении через тело человека.

Постоянный ток примерно в 4 — 5 раз безопаснее переменного тока с частотой 50 Гц. Проходя через тело человека, он вызывает меньшее сокращение мышц и меньший дискомфорт, чем переменный ток той же величины. Только когда цепь замыкается и размыкается, человек испытывает кратковременное ощущение боли из-за внезапного сокращения мышц, аналогичное тому, которое возникает при переменном токе примерно той же силы.

Сказанное о сопоставимой опасности постоянного и переменного токов справедливо только для напряжений до 500 В. При более высоком напряжении постоянный ток считается более опасным, чем переменный ток с частотой 50 Гц.

По мере увеличения силы тока возрастает и тяжесть негативного воздействия тока на организм человека. В таблице 1.4 приведены характеристики физиологического воздействия тока в зависимости от его величины.

Существует три степени воздействия электрического тока на организм человека и три пороговых значения электрического тока: ощутимое нереагирующее и фибрилляционное.

Ощутимый ток — это ток, который вызывает ощутимое раздражение при прохождении через человека. Человек начинает ощущать воздействие переменного тока 0,5-1,5 мА при частоте 50 Гц и постоянного тока 5-7 мА, протекающего через него.

Физиологические характеристики тока

В зависимости от текущего значения

50 — 60 Гц

Первоначальные ощущения, легкое дрожание рук

Сильное дрожание пальцев рук

Судороги в руках

Руки снимаются с электродов с трудом. Сильная боль в пальцах и кистях рук

Повышенное ощущение тепла

Руки немедленно парализуются, и их нельзя отсоединить от электродов. Сильная боль, дыхание становится затрудненным.

Еще более сильное ощущение нагрева. Незначительные мышечные спазмы в руках.

Паралич дыхания. Возникновение трепетания желудочков.

Более сильное ощущение тепла. Мышечные спазмы в руках. Одышка

Паралич дыхания. Трепетание желудочков с параличом сердца, если оно длится 3 секунды или дольше

Паралич дыхания и сердца более чем через 01 с. Разрушение тканей тела под воздействием тепла, выделяемого током

Дыхательный и сердечный паралич с трепетанием желудочков

При переменном токе эффект ограничивается легким зудом и покалыванием, при постоянном токе — поражением кожи при контакте с токоведущей частью. Приведенные значения тока являются пороговыми значениями, при которых начинается сенсация.

Неотпускающий ток — это ток, который при прохождении вызывает непреодолимое сокращение мышц в руке, где зажат проводник.

Пороговый ток расцепления — это наименьший ток расцепления. Для переменного тока с частотой 50 Гц он составляет 10 — 15 мА. При данном значении тока человек испытывает невыносимую боль, а судороги в руке настолько сильны, что он не в состоянии их преодолеть, т.е. не может разжать руку, в которой зажат ТВФ.

В случае постоянного тока пороговое значение неотпускающего тока составляет 50 — 80 мА.

Фибрилляционный ток — это ток, который при прохождении через тело вызывает фибрилляцию сердца.

Фибрилляция (fibrillatio) — это быстрое, хаотичное сокращение многих отдельных мышечных волокон сердца, в результате чего сердце теряет способность сокращаться эффективно и синхронно.

После этого пораженная часть сердца перестает перекачивать кровь. Фибрилляция может возникать независимо в предсердиях или желудочках сердца. Фибрилляция предсердий является распространенной аритмией и проявляется в виде учащенного и нерегулярного пульса и учащенного сердцебиения. При фибрилляции желудочков (фибрилляции желудочков) сердце перестает биться. Наиболее распространенной причиной фибрилляции желудочков является инфаркт миокарда.

Пороговый ток фибрилляции — это наименьшее значение тока фибрилляции. При переменном токе частотой 50 Гц ток фибрилляции составляет от 100 мА до 5 А, а пороговый ток — 100 мА. Для постоянного тока пороговым током фибрилляции считается ток 300 мА, верхний предел которого составляет 5 А. Следует подчеркнуть, что это относится к случаям, когда ток проходит через человека в течение длительного периода времени (не менее 2-3 секунд) по пути от руки к руке или от руки к ноге.

Токи более 5 А при постоянном токе и частоте 50 Гц обычно не вызывают фибрилляцию сердца. При прохождении этого тока сердце немедленно останавливается, минуя состояние фибрилляции. Если ток кратковременный (до 1-2 секунд) и не вызывает паралича, сердце обычно самостоятельно восстанавливает нормальную работу.

В случае большого тока, даже при коротком воздействии, помимо остановки сердца наступает паралич дыхания.

Влияние продолжительности протекания тока на исход травмы. Анализ несчастных случаев с людьми, вызванных электрическим током, и эксперименты на животных показывают, что длительность протекания тока через тело человека существенно влияет на исход травмы: чем дольше действие тока, тем выше вероятность тяжелого или смертельного исхода. Эта взаимосвязь объясняется тем, что с увеличением продолжительности воздействия тока на живую ткань увеличивается (кумулируется) воздействие тока на организм и, наконец, повышается вероятность того, что время прохождения тока через сердце совпадет с фазой Т сердечного цикла (кардиоцикла).

Увеличение силы тока с увеличением времени экспозиции связано с уменьшением сопротивления тела.

Действие тока на организм проявляется в нарушении функции центральной нервной системы, изменении состава крови, местном разрушении тканей организма под воздействием выделяемого тепла, нарушении работы сердца и легких и т.д.

Конечно, по мере увеличения времени воздействия тока эти негативные факторы накапливаются, и их вредное влияние на состояние организма усиливается.

Опасность совпадения времени прохождения тока через сердце с фазой Т сердечного цикла заключается в следующем.

Каждый сердечный цикл состоит из двух периодов: диастолы, когда камеры сердца, находясь в расслабленном состоянии, наполняются кровью, и систолы, когда сердце сокращается и выбрасывает кровь в артериальные сосуды (рис. 1.10a).

На кардиограмме видны отдельные участки, соответствующие различным фазам работы сердца. Например, Р-волна возникает во время сокращения предсердий (что обеспечивает наполнение кровью расслабленных желудочков), пик QRS возникает во время сокращения желудочков, чтобы кровь выбрасывалась в аорту, а Т-волна — это период, когда сокращение желудочков заканчивается и желудочки переходят в состояние расслабления.

Было установлено, что чувствительность сердца к электрическому току меняется от фазы к фазе. Сердце наиболее уязвимо во время фазы Т, которая длится около 0,2 секунды. Поэтому, если ток проходит через сердце в фазе Т, он вызывает фибрилляцию сердца. Например, в экспериментах на животных было показано, что ток промышленной частоты (до 10 А) длительностью 0,2 с обычно не вызывает фибрилляцию сердца, если время его прохождения совпадает с периодом сокращения предсердий (пик P) или желудочков (пик QRS). Однако если ток накладывается на Т-фазу, фатальный отказ происходит при гораздо меньшем токе (0,6 — 0,7 А) той же продолжительности.

Рис.1.10. Опасное совпадение тока, протекающего через сердце, с Т-фазой сердечного цикла:

(a) электрокардиограмма здорового человека (схематическое изображение); (b) кривая, выражающая общий характер зависимости между риском поражения электрическим током (т.е. вероятностью возникновения фибрилляции сердца) и моментом прохождения тока через сердце человека

Поэтому вероятность возникновения фибрилляции сердца, то есть риск смертельного исхода, зависит не только от величины тока, но и от фазы сердечного цикла, с которой ток проходит через сердце. Общий характер этой зависимости выражается кривой, показанной на рис.10б.

Когда время прохождения тока равно или больше времени сердечного цикла (0,75 — 1 с), ток «встречает» все фазы сердца, включая наиболее чувствительную фазу Т; это очень опасно для организма.

Если время воздействия тока меньше времени сердечного цикла на 0,2 с или более, вероятность совпадения момента прохождения тока с фазой Т, а значит и опасность травмы, быстро уменьшается.

Следует отметить еще одно важное обстоятельство, влияющее на результат изменений. Факт, что если время перехода тока совпадает с Т-фазой, то и в этом случае вероятность возникновения фликера зависит от времени воздействия тока.

На рисунке 1.11 показана зависимость порогового тока фликера при частоте 50 Гц от времени его прохождения через человека.

Пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи

Человек обычно начинает ощущать раздражающее действие переменных токов с промышленной частотой 50 Гц при силе тока 0,6-1,5 мА и постоянных токов 5-7 мА. Эти токи называются пороговыми токами чувствительности. Они не опасны для человека, и человек может отключиться от цепи.

При переменном токе 5-10 мА раздражающее действие электрического тока становится сильнее, вызывая мышечную боль и непроизвольное сокращение. При токах 10-15 мА боль в мышцах становится настолько сильной, что человек уже не в состоянии освободиться от тока (не может разжать руку, отбросить провод и т.д.). Переменные токи 10-15 мА и выше и постоянные токи 50-80 мА и выше называются токами холостого хода.

Переменные токи силой 25 мА и выше (в зависимости от того, где человек касался токоведущих частей — в зависимости от пути прохождения тока) воздействуют на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть.

Электрические токи силой около 100 мА или более при частоте 50 Гц и 300 мА или более при постоянном напряжении воздействуют на сердечную мышцу за короткое время (1-2 секунды) и вызывают фибрилляцию. Эти токи называются токами фибрилляции.

Токи более 5 А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя фазу фибрилляции сердца. При длительном протекании тока (несколько секунд) — сильные ожоги, разрушение тканей человека.

Воспринимаемый ток — электрический ток, который, проходя через тело человека, вызывает ощутимое раздражение.

Необратимый ток — электрический ток, который, проходя через тело человека, вызывает непреодолимое сокращение мышц руки, в которой зажат провод.

Фибрилляционный ток — электрический ток, который, проходя через тело человека, вызывает фибрилляцию сердца.

Наименьшие значения этих токов называются пороговыми токами.

Пороговые значения разумного, нередукционного и фибрилляционного токов, полученные в результате экспериментальных исследований, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Пороговые значения токов смысла, несглаживания и фибрилляции

Переменный ток 50 Гц

Постоянный ток, мА

Путь протекания тока через человека

Путь электрического тока через тело человека играет важную роль в результате удара током. Наиболее серьезные последствия будут иметь место, если на пути тока окажутся сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг (рука-пол, рука-рука, шея-пол, шея-рука).

Данные в таблице 1.1 соответствуют пути прохождения человека от руки к руке или от руки к ноге.

Таблица 1.1 также показывает, что воздействие на человека постоянного и переменного тока отличается — переменный ток промышленной частоты более опасен, чем постоянный ток той же величины.

Продолжительность воздействия электрического тока

Важным фактором при оценке риска поражения электрическим током является продолжительность прохождения тока через человека. По мере увеличения продолжительности протекания тока возрастает вероятность получения серьезных или смертельных травм. Кратковременное (несколько сотых долей секунды) воздействие даже больших токов (100 А и более) может не иметь серьезных последствий. Влияние продолжительности протекания тока через тело человека на исход травмы можно оценить по формуле:

Где: Ih — ток, протекающий через тело человека, мА, t — продолжительность протекания тока, с.

Это связано с тем, что при увеличении длительности протекания тока сопротивление человеческого тела уменьшается, так как при этом увеличивается местный нагрев кожи, что приводит к расширению ее кровеносных сосудов и увеличению притока крови к этому участку и увеличению силы тока.

На рисунке 1.2 представлен экспериментально полученный график, показывающий степень опасности травмирования человека при воздействии электрического тока различной величины в разные промежутки времени.

Рисунок 1.2 График вероятности возникновения фликера 0,5%.

Из графика видно, что для пары значений тока и длительности тока вне заштрихованной области вероятность возникновения фликера превышает 0,5%.

Взаимосвязь, показанная на рисунке 1.2, может быть выражена формулой:

где: if.0,5% — ток, вызывающий мерцание с вероятностью 0,5%, мА; t — продолжительность протекания электрического тока через тело человека, с.

Индивидуальные свойства человека

Было установлено, что физически крепкие и сильные люди легче переносят удары током. Люди, страдающие заболеваниями кожи, системы кровообращения, эндокринных органов, легких, нервными заболеваниями, имеют повышенную восприимчивость к поражению электрическим током.

Условия внешней среды

Условия окружающей среды оказывают значительное влияние на риск поражения электрическим током. Влага, токопроводящая пыль, коррозийные пары и газы разрушают изоляцию электроустановок, а высокая температура окружающей среды снижает электрическую стойкость человека, еще больше увеличивая риск поражения электрическим током. Воздействие на человека усугубляется токопроводящими полами и металлическими конструкциями в непосредственной близости от электрооборудования с заземлением, поскольку прикосновение к этим предметам и к корпусу электрооборудования, находящегося под напряжением, вызывает одновременное прохождение через человека тока опасной величины.

Воздействие на человека электромагнитных полей

При эксплуатации высоковольтного электрооборудования (330 кВ и выше) — распределительных устройств наружной установки, воздушных линий электропередачи (ВЛ), необходимо учитывать негативное воздействие электромагнитных полей на человека. Биологически активными являются электрические и магнитные поля, напряженность которых превышает допустимые значения.

Максимально допустимый уровень напряженности (E) приложенного электрического поля (EF) составляет 25 кВ/м. Запрещается находиться в среде с ЭП более 25 кВ/м без применения средств индивидуальной защиты.

При уровне ЭП от 5 до 20 кВ/м допустимое время пребывания человека рассчитывается по формуле:

где: E — уровень интенсивности ЭП (кВ/м); T — допустимое время пребывания (ч).

При уровне напряженности ЭП не более 5 кВ/м, людям разрешается находиться в ЭП в течение всего рабочего времени (8 часов).

Допустимая напряженность (H) или индукция (V) магнитного поля (МП) для условий общего (все тело) и местного (конечности) воздействия в зависимости от пребывания в МП определяется в соответствии с таблицей 1.2.

Таблица 1.2. Допустимые уровни магнитного поля

Время экспозиции, ч.

Допустимые уровни МП H(A/m)/V(μT) во время воздействия.

Существует 3 основные реакции после воздействия тока:

(1) Судорожное сокращение мышц. 2) Судорожное сокращение мышц;

3) Фибрилляция камер сердца.

Соответственно, токи, вызывающие эти реакции, называются пороговыми токами:

Их минимальные значения называются порогами.

При воздействии переменного тока f = 50 Гц наблюдаются следующие эффекты тока:

До 1 мА — не ощущается (пороговое значение 0,6 — 1,5 мА, для постоянного тока 5 — 7 мА).

1 — 6 мА — безболезненные ощущения, без потери мышечного контроля.

6 — 20 мА — болезненные ощущения, нарушение мышечного контроля.

20 — 30 мА — очень болезненные ощущения, нет самостоятельного освобождения от контакта.

30-50 мА — сильный спазм мышц, включая грудную клетку, затрудненное дыхание, возможна остановка сердца.

50-100 мА — паралич дыхания; возможна фибрилляция, смерть.

100-500 мА — фибрилляция, самовосстановление невозможно.

500-1000 мА — ожоги в месте контакта; возможно мерцание.

1000 мА — сильные ожоги, возможно мерцание.

Мерцание может возникнуть не ранее 3000-5000 мА.

Ток без разрядки (6-20 мА) означает, что человек не может разрядиться и существует риск длительного протекания тока, что приводит к затруднению дыхания и нарушению дыхания.

При токе 100-1000 мА может возникнуть фибрилляция сердца, представляющая собой неконтролируемое сокращение волокон сердечной мышцы, и сердце может перестать перекачивать кровь по кровеносным сосудам. Фибрилляция обычно длится несколько минут, после чего сердце полностью останавливается.

Процесс фибрилляции сердца необратим, т.е. сердце не может самостоятельно вернуться к нормальному биению. Сила тока, вызывающая фибрилляцию, является смертельной. Пороговые значения для токов Фликкера индивидуальны: они зависят от веса тела, состояния организма, а также от продолжительности протекания тока и его пути.

Электрический ток является комплексным раздражителем тканей и органов. Это раздражение бывает первичным (прямым) и вторичным (опосредованным нервной системой). Ток в первую очередь стимулирует нервные окончания — внешние рецепторы. Он сужает их, нарушая нормальное кровоснабжение и вызывая мышечные спазмы, которые могут привести к остановке дыхания либо непосредственно, либо в результате церебральной вазоконстрикции.

Путь тока имеет значение для исхода электротравмы. Повреждения особенно серьезны, если на пути тока находятся сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. Это особенно верно при биполярном контакте с токоведущими частями.

Чаще всего на практике ток проходит через человека, который подвергся напряжению в направлениях рука-нога и рука-рука, нога-нога. Степень повреждения зависит от того, какие органы находятся на пути. Например, по пути «нога-нога» через сердце проходит 0,4% общего тока, а по пути «рука-рука» — 3,3%. Действие тока многократно усиливается, если он проходит через так называемые акупунктурные зоны.

Поскольку существует 3 реакции на токи, то существует и 3 критерия электробезопасности и соответствующие уровни допустимых токов (ГОСТ 12.1.038-82):

I. Нечувствительный ток, не вызывающий возмущения организма и допустимый для непрерывного (£ 10 мин) протекания через тело человека при эксплуатации электрооборудования; для тока с f = 50 Гц это ток 0,3 мА, а для постоянного тока — ток 1 мА.

II. Нулевой ток; действие такого тока допустимо, если tprotect.Ł 30 c. Для переменного тока это 6 мА (для постоянного тока 15 мА).

Фибрилляционный ток, не превышающий порогового значения и работающий t £ 1 с. Его номиналы, в зависимости от времени работы, составляют от 50 мА до 650 мА для переменного тока и от 200 мА до 650 мА для постоянного тока.

Исследования по определению влияния типа тока на риск травмирования людей показали, что f = 50 Гц является самой неблагоприятной частотой! (Наблюдается явное увеличение пороговых значений наблюдаемого и неотреагировавшего тока при f 100 Гц) J при f = 400

Поэтому одной из мер повышения электробезопасности является увеличение частоты тока f (но только для цепей с заземленной нейтралью!).

Параметры окружающей среды также оказывают большое влияние на электробезопасность. К ним относятся, например, влажность, температура, токопроводящая пыль, материал пола и т.д.). Влажные помещения или наружная установка создают неблагоприятные условия, например, увеличивается зона контакта человека с токоведущими частями. Если в помещении есть заземленный пол и заземленные металлические конструкции, человек постоянно подключен к одному полюсу (заземлению) электроустановки. В этом случае любой контакт с токоведущими частями немедленно приводит к двухполюсному подключению к электрической сети.

Дата добавления: 2015-08-08 ; Отображение: 4626 ; ЗАПРОС НА РЕЦЕПТЫ

Оцените статью
Добавить комментарий