Поражение электрическим током. Что такое электротравма, электрометка

7.Защита от воздействия электрического тока.

7.1. Действие электрического тока на организм человека.

При эксплуатации и ремонте электрических сетей и электрооборудования человек может оказаться в непосредственном соприкосновений с находящимися под напряжением частями электропроводок. В результате прохождения тока через организм человека может произойти нарушение его жизнедеятельности функции. Общие нарушения вызывают сбои функции центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения.

Электрический ток проходя через тело человека может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действие.

Биологическое действие проявляется в возбуждении и раздражении живых тканей организма;

Тепловое – в способности вызывать ожоги отдельных участков тела;

Механическое – приводит к разрыву тканей, вывиху суставов, и повреждению костей;

Химическое – к электролизу крови (разложению).

Опасность электрического тока состоит в том, что он не имеет внешних признаков и не ощущается органами чувств человека. Только в момент прикосновения к токоведущим частям и возникновения поражающего действия организм начинает ощущать болевые проявления от протекания тока.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов, в том числе силы тока, электрического сопротивления тела человека и длительности протекания тока через него, рода и частоты тока, пути его прохождения, индивидуальных свойств организма и условий окружающей среды.

По степени воздействия на человека различают три пороговых значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный .

Ощутимый – это электрический ток, который при прохождений через организм вызывает ощутимое раздражение. В качестве этого критерия электробезопасности принят ток I =0,6 мА, который не вызывает нарушений деятельности организма. Допустимая длительность протекания такого тока через тело человека не более 10 минут.

Неотпускающий – ток, который при прохождении через тело человека вызывает непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, ноги или других частей тела, соприкасающихся с токоведущим проводником. В качестве этого критерия электробезопасности принят ток I =6 мА . Длительность воздействия такого тока ограничивается защитной реакцией самого человека.

Фибрилляционный – ток, вызывающий при прохождений через организм фибрилляцию сердца – хаотические, разновременные и разрозненные сокращения мышечных волокон сердца и паралич дыхания.

При частоте тока 50 Гц фибрилляционными являются токи в пределах от 50 мА до 5 А, а среднее значение порогового фибрилляционного тока – примерно 100 мА. При постоянном токе средним значением порогового фибрилляционного тока можно считать 300 мА, а верхним пределом 5 А.

На степень поражения сильно влияет электрическое сопротивление тела человека, которое изменяется в очень больших пределах.

Наибольшим сопротивлением обладает верхний слой кожи толщиной около 0,2 мм, состоящий из ороговевших клеток. Удельное электрическое сопротивление сухой кожи равно 3∙10 3 -2∙10 4 Ом∙м, а внутренних мышечных тканей – 200-300 Ом∙м. Повреждение рогового слоя (порезы, царапины, ссадины и другие микротравмы) может снизить сопротивление до значений, близких к значению внутреннего сопротивления, что увеличивает опасность поражения человека током.

Такое же влияние оказывает увлажнение кожи, а также загрязнение проводящей пылью или грязью.

Повышение напряжения приложенного к телу человека, в десятки раз уменьшает сопротивление кожи, а следовательно и полное сопротивление тела, которое приближается к своему наименьшему значению 300-500 Ом.

В качестве расчётных значений электрическое сопротивление тела человека принимают 1000 Ом при напряжении U = 50В и 6000 Ом при U = 36В.

В связи с большими различиями значений сопротивлений тканей человека и невозможностью заранее предвидеть место контакта тела человека с токоведущими частями оборудования, определить поражающую силу тока невозможно. Для оценки безопасных условий исходят из допустимых напряжений.

Безопасным напряжением считают напряжение 36 В(для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и электроинструмента в помещениях с повышенной опасностью) и 12 В в особо опасных помещениях (при работах внутри котлов, металлических резервуарах и др.).

В производственных процессах используют два рода тока: постоянный и переменный. При напряжениях до 500 В опасность поражения переменным током выше чем постоянным. Переменный ток частотой 50 Гц представляет наибольшую опасность, а с повышением частоты эта опасность уменьшается.

Опасность поражения электрическим током зависит от условий выполнения работ в производственных помещениях. По степени опасности поражения людей электрическим током производственные помещения, согласно ПУЭ, подразделяют на помещения особо опасные, с повышенной опасностью и без повышенной опасности.

Особо опасные помещения имеют повышенную влажность (по производственным условиям относительная влажность в них приближается к 100%) или химически активную среду, которая постоянно или длительно разрушающе действует на изоляцию и токоведущие части. Возможно и одновременное Действие этих двух факторов, определяющих признаки повышенной опасности производственных помещений. Особо опасными помещениями являются пропиточные, гальванические, газогенераторные участки и отделения, душевые, прачечные, помещения для зарядки аккумуляторов и др. В них разрешается работать электроинструментом напряжением не выше 42В при обязательном применении средств индивидуальной защиты (диэлектрических перчаток, ковриков и др.). Переносные электрические светильники должны иметь напряжение не более 12В.

Помещения с повышенной опасностью – это такие помещения, в которых относительная влажность длительно превышает 75%; имеются токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные и др.) или токопроводящая пыль; температура воздуха длительно превышает +35°С; установлены большие заземлённые металлические конструкции и возможно одновременное прикосновение человека к имеющим соединение с землёй металлоконструкций зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой. К таким помещениям относят кузнечные, механические, столярные производственные участки и отделения, неотапливаемые складские помещения и др. Напряжение электроинструмента и переносных электрических светильников, применяемых в помещениях с повышенной опасностью, не должно превышать 42В.

Помещениями без повышенной опасности являются все помещения, в которых отсутствуют факторы, определяющие особую и повышенную опасность помещений. Это служебные и бытовые помещения, отапливаемые склады и др.

Электроустановки вне помещений по степени опасности приравнивают к электроустановкам, эксплуатируемых в особо опасных помещениях.

Все электроустановки (трансформаторы, электрооборудование, электроприборы и т.п.) согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) по условиям электробезопасности разделяют на:

· электроустановки напряжением выше 1000В.

· электроустановки напряжением до 1000В.

· электроустановки с малым напряжением, не превышающим 42В.

7.2.Опасность прикосновения к токоведущим частям в сетях с изолированной и глухозаземленной нейтралью.

Степень поражения при прикосновении к токоведущим частям электрической сети зависит от схемы прикосновения человека, напряжения сети, режима нейтрали сети, качества изоляции токоведущих частей от земли и других факторов.

Наибольшую опасность представляет двухфазное (двухполюсное) прикосновение, при котором человек одновременно присоединяется к двум фазам электроустановки и оказывается под действием рабочего напряжения. Ток I ч, проходящий через тело человека, будет зависеть в этом случае только от напряжения сети и электрического сопротивления тела человека (рис. 7.1).

В сети постоянного тока или однофазной сети ток через тело человека, А:

I = U раб / R ч

где U раб – рабочее напряжение сети, В,

R ч – сопротивление тела человека, Ом.

В трёхфазной сети при касании двух линейных проводов:

I ч = U л / R ч = √3U ф / R ч

где U Л – линейное напряжение сети, В,

U Ф – фазное напряжение сети, В.

Такое включение человека встречается достаточно редко, чаще имеет место однофазное прикосновение. В этом случае на протекающий через человека ток оказывает влияние режим нейтрали источника тока (изолированная или глухозаземлённая), сопротивление изоляции и ёмкость фаз относительно земли.

В трёхфазной сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000В (рис. 7.2а) при условии её малой протяжённости емкостным сопротивлением можно пренебречь, и тогда ток проходящий через человека:

I ч = 3U ф /(3R ч + r и)

Из приведённой формулы следует, что в неразветвлённых сетях небольшой протяжённости опасность поражения человека тем больше, чем ниже уровень изоляции (сопротивление изоляции проводов – r и). относительно земли.

В сетях с глухозаземлённой нейтралью (рис. 7.2б) ток, который пройдёт через человека при его прикосновении к фазе, будет:

I ч = U Ф / (R ч + R о)

В этом случае при прикосновении к одной из фаз трёхфазной четырёхпроводной сети с глухозаземлённой нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением.

7.3.Опаснсть напряжения прикосновения и шага.

При пробое или нарушении изоляции электроустановок (рис.7.3) их корпуса и соединённые с ними заземлители оказываются под напряжением. При прикосновении к любому корпусу электроустановки 1, 2, 3 возникает опасность поражения человека электрическим током. Ток, протекающий через корпус электроустановки и заземлитель, растекается по значительному объёму земли. В этом случае земля становится участком электрической цепи. Пространство вокруг заземлителя, где проходит растекание тока на землю, называют полем растекания.

Для выявления закономерности распределения потенциалов на поверхности земли в зоне растекания тока примем допущение что ток замыкания I з стекает в землю через полусферический заземлитель радиусом r , находящийся в однородном грунте с удельным сопротивлением ρ , Ом∙м. (Распределение потенциала на поверхности земли при растекании тока в грунте показан на рис. 7.4.).

Потенциал т.А, находящийся на расстоянии х А от заземлителя можно определить из выражения:

(7.1)

Из выражения (7.1) видно, что потенциал на поверхности земли вокруг полушарового заземлителя изменяется по закону гиперболы, уменьшаясь от максимального значения до нуля по мере удаления от заземлителя.

При попадании человека в зону растекания тока, он может оказаться под разностью потенциалов, которая существует между двумя точками земли, на которых стоит человек. Эту разность потенциалов между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек, называют напряжением шага .

Напряжение шага U ш можно определить как разность потенциалов между точками А и В на поверхности земли (рис.7.3).

Напряжение шага зависит от ширины шага α, и расстояния х А от места замыкания на землю. По мере удаления от места замыкания опасность шаговых напряжений уменьшается: U ш1 › U ш2 (рис. 7.3). На расстоянии около 20м от места замыкания шаговое напряжение практически не представляет опасности. При шаге равном 0,8м вблизи места растекания тока шаговое напряжение может достигать 100 – 150В. Такое напряжение при протекании тока по пути «нога – нога» может вызвать судороги мышц ног, и человек может упасть на землю.

Для уменьшения шагового напряжения в зоне растекания тока человек должен соединить ноги вместе, и не спеша выходить из опасной зоны так, чтобы при передвижении ступня одной ноги не выходила за пределы другой.

Напряжением прикосновения называют напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, или напряжение, приложенное к телу человека.

Корпуса электроустановок 1, 2, 3, которых может коснуться человек (рис.7.3), соединённых заземляющей шиной с заземлителем, при пробое изоляции окажутся под тем же потенциалом, что и сам заземлитель- j з

Потенциал другой точки – это потенциал основания (земли) в том месте где стоит человек – j осн

В этом случае напряжение прикосновения будет:

Где – коэффициент напряжения прикосновения, учитывающей форму потенциальной кривой при полусферическом заземлителе. При заземлителях другой формы коэффициент α 1 определяют из других выражений.

Таким образом, напряжение прикосновения для человека (рис.7.3.), касающегося заземлённого корпуса электроустановки и стоящего на земле, определяется отрезком ОС и зависит от формы потенциальной кривой и расстояния х между человеком и заземлителем: чем дальше от заземлителя находится человек, тем больше U пр и наоборот.

При наибольшем расстоянии х = ∞, а практически при х ≥ 20м напряжение прикосновения имеет наибольшее значение:

U ПР =U З ;

Это наиболее опасный случай прикосновения.

При наименьшем значении х , т.е. когда человек стоит непосредственно на заземлителе U ПР =0 , и .

Это безопасный случай, при котором человек не подвергается воздействию напряжения, хотя он и находится под потенциалом заземлителя.

При других значениях х в пределах 0…20м U пр плавно возрастает от 0 до з, а от 0 до 1 (пунктирная кривая на рис. 7.3.).

7.4. Организационные мероприятия и технические средства,

обеспечивающие безопасность работ в электроустановках.

Обслуживание электроустановок, производство монтажных, ремонтных и наладочных работ требуют выполнения организационных и технических мероприятий, применения технических средств по предупреждению поражения человека электрическим током.

Работы в действующих установках по мерам безопасности разбивают на 4 категории:

При полном снятии напряжения;

При частичном снятии напряжения;

Без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением;

Без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением

Правилами техники безопасности определены требования к персоналу, обслуживающему электроустановки.

7.5.Защита от поражения электрическим током при прикосновении к

нетоковедущим частям электроустановок.

Для устранения опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и к другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением в результате нарушения изоляции, применяют защитное заземление, зануление и защитное отключение .

Защитным заземлением называют преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем является металлический проводник (электрод) или группа соединённых между собой проводников (электродов), находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй. Заземляющим проводником называют металлический проводник, который соединяет заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении до безопасных значений напряжений прикосновения . Это достигается путём уменьшения потенциала заземлённого оборудования, за счёт уменьшения сопротивления заземлителя.

При замыкании токоведущих частей на заземлённый корпус электроустановки он окажется под напряжением U З =I З R З Человек при прикосновении к корпусу попадает под напряжение. Ток протекающий через тело человека будет

Из этого выражения видно, что ток через человека можно уменьшить путём уменьшения сопротивления заземления R з и коэффициента прикосновения или увеличения общего сопротивления человека R оч .

Защитное заземление применяют в трёхфазных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. (рис. 7.5-а) и сетях напряжением выше 1000 В с заземлённой нейтралью. (рис. 7.5-б).

Сопротивление заземляющего устройства Rз в таких случаях не должно быть больше нормированной величины. Эта величина зависит от напряжения электроустановки, мощности источника питания и является основным показателем, характеризующим пригодность защитного заземления для данных условий.

Согласно ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81 « ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление » в электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В в сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. Если мощность источника питания (трансформатора, генератора) не превышает 100 кВ ·А, то сопротивление заземляющего устройства может достигать 10 Ом, но не более.

В электроустановках с напряжением выше 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 250/I з (где I з – ток замыкания на землю). При использовании заземляющего устройства одновременно и для электроустановок напряжением до 1000 В его сопротивление R з = 125/I з . Во всех случаях сопротивление R з не должно превышать 10 Ом.

Сопротивление заземления измеряют не реже одного раза в год в периоды наименьшей проводимости:один раз летом при наибольшем просыхании почвы, один раз зимой при наибольшем промерзании почвы. Контроль сопротивления заземления проводят при помощи измерителей защитного заземления типов МС-08, М-416 и др.

7.6 Расчёт защитного заземления .

Расчёт заключается в определении числа заземляющих проводников (труб, стержней), и длины соединяющей полосы, способа размещения в грунте.

Порядок расчёта заземлителей.

1. Зная напряжение, мощность и режим нейтрали электроустановки, определяют нормируемую величину сопротивления –R з.

2. Определяют расчётное удельное сопротивление грунта .

За расчётное удельное сопротивление грунта принимают наибольшее его значение в течении года

где – удельное сопротивление грунта, полученное при измерении, Ом*м

Ψ – коэффициент, учитывающий увеличение удельного сопротивления земли в течении года для разных климатических зон. По таблице 3.11 и 3.12 [ 7 ].

3.Рассчитывают сопротивление R В вертикальных одиночных заземлителей по эмпирическим формулам табл. 3.1 , табл. 11.4.[ 4 ].

4. Определяют число вертикальных заземлителей n с учетом коэффициента использования вертикальных электродов.

Сначала принимают =1. Затем уточняют количество электродов с учетом выбранного по табл. 3.2. значения , который зависит от числа заземлителей, способа их размещения и от отношения расстояния а между заземлителями к их длине l.

5. Находят длину соединяющей вертикальные электроды полосы. При размещении электродов в ряд длина полосы l n =1.05*a(n-1)

При размещении по контуру l n =1.05*a*n

6. По расчетным и выбранным параметрам полосы определяют ее сопротивление R г по эмпирическим формулам табл. 3.1[ 7 ] , табл. 11.4.[ 4 ].

7. Определяют результирующее сопротивление R общ растеканию тока сложного заземлителя с учетом экранирования между полосами и вертикальными электродами, учитываемого коэффициентом использования горизонтального полосового электрода.

Результирующее сопротивление заземлителей не должно превышать нормируемую величину, £

Зануление .

Этот способ защиты от поражения электрическим током заключается в преднамеренном электрическом соединении металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с нулевым защитным проводником.

Нулевым защитным проводником называют проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземлённой нейтральной точкой в трёхфазных сетях, с глухозаземлённым выводом обмотки источника тока в однофазных сетях и с глухозаземлённой средней точкой обмотки источника в сетях постоянного тока.

Принципиальная схема зануления в сети трёхфазного тока показана на рис. 7.6.

Защитный эффект зануления состоит в уменьшении длительности замыкания на корпус и, следовательно, в снижении времени воздействия электрического тока на человека.

Это достигается путём подключения корпусов электроустановок к нулевому проводу. При таком соединении любое замыкание на корпус превращается в однофазное, короткое замыкание. В этом случае в цепи возникает большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить повреждённую электроустановку от питающей сети.

Рис. 7.6 Схема зануления в трёхфазной сети.

1.Корпус электроустановки. 2. Аппараты защиты от к.з., r0 – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока. r п – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника. Iк – ток короткого замыкания. Iн – часть тока к.з., протекающего через нулевой защитный проводник. Iз – часть тока к.з., протекающего через землю.

Такой защитой являются: плавкие предохранители или автоматические выключатели максимального тока, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой и другие.

Нулевой защитный проводник соединяют с землёй с помощью повторного заземлителя r п (рис. 7.6). В этом случае с момента возникновения замыкания на корпус и до автоматического отключения электроустановки от сети, проявляется защитное свойство этого заземлителя, как при защитном заземлении, то есть заземление корпусов через нулевой проводник снижает в аварийный период их напряжение относительно земли.

Таким образом, зануление осуществляет два защитных действия – быстрое автоматическое отключение повреждённой электроустановки от питающей сети и снижение напряжения занулённых металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением, относительно земли.

Электротравма – этотравма, полученная вследствие поражения человека электрическим током или молнией .

Опасными для человека и приводящими к электротравме считаются сила тока превышающая 0,15Ампер, а также переменное и постоянное напряжение больше 36 Вольт. Последствия электротравмы могут быть самыми разными: удар током может вызвать остановку сердца, кровообращения, дыхания, потерю сознания. Почти всегда электротравма сопровождается повреждениями кожных покровов, слизистых оболочек и костей на месте входа и выхода электрического разряда, приводит к нарушению деятельности центральной и периферической нервной системы.

Знак тока – (син. электрометка) изменения эпидермиса или эпителия при поражении электрическим током. Повреждение тканей (кожи или слизистых оболочек) в месте контакта с проводником электрического тока значительной силы и (или) напряжения характеризуется сухим некрозом тканей (вплоть до обугливания) и импрегнацией их металлом проводника. Впервые описаны австрийским ученым St. Jellinek’ом. Форма чаще всего круглая или овальная, но может быть и линейной; цвет – светлее окружающей кожи, иногда серовато-белый или просто белый, по консистенции напоминают мозоли. Иногда по краям имеется валикообразное возвышение, вследствие чего середина углубленна. Знаки тока безболезненны, отсутствует воспалительная реакция. Иногда знаки тока могут повторять форму проводника. Атипичные знаки тока могут иметь вид ран с обожженными краями, ссадин, ожогов.

В окружности знаков тока наблюдается явление эпидермиолиза, чаще на месте вхождения тока, реже – на месте выхода тока.

Знаки тока устойчивы к действию внешних факторов, гниения. Длительное пребывание типичных знаков тока в водной среде почти не изменяло их вид. Макроскопически знаки тока можно обнаруживать при гнилостных изменениях тканей в сроки до 7-10 месяцев.

Микроскопическая знаков тока зависит от локализации их на теле. Происходят изменения рогового слоя. Он приобретает спонгиозный вид или может быть «вспученным» с образованием полостей различной величины (от 10 до 100 мкм) и формы (округлые, овальные, угловатые). Они часто объединены в группы, разделенные между собой тонкими перемычками.

Гребешковые выступы эпидермиса утрачивают свою округлость. Рельеф зернистого слоя выражен отчетливо. Ядра зернистых клеток несколько уплощаются и располагаются параллельно поверхности кожи. Ядра клеток базального и частично шиповатого слоев становятся гиперхромными, располагаются перпендикулярно или под углом к поверхности кожи, образуя фигуры «завихрения», напоминающие метелки, рыбьи хвосты, частокол.

Петля тока-

В зависимости от характера развивающихся нарушений принято разделять поражения электрическим током на местные (электроожоги) и общие (электротравма) симптомы. Эти нарушения очень часто сочетаются.

Местные симптомы

Возникающие при поражении током знаки тока характеризуются следующими признаками.

1. Отмечаются обычно небольшие (диаметром до 2-3 см) участки сухого некроза округлой или линейной формы, а иногда в виде отпечатка проводника. В центре - втяжение, края приподняты. Волосы скручены.

2. Гиперемия вокруг практически отсутствует.

3. Нет болевых ощущений.

4. Может иметь место металлизация пораженных участков из-за разбрызгивания мелких частиц проводника.

Электроожоги почти всегда глубокие. Отторжение продолжается долго как из-за глубины поражения, так и вследствие нарушения кровоснабжения в результате спазма и тромбоза кровеносных сосудов.

Осложнением электроожогов является вторичный некроз тканей из-за тромбоза магистральных сосудов вплоть до развития гангрены.

При поражении молнией образуются знаки молнии - древовидные разветвления и полосы гиперемии на коже (следствие поражения стенок кожных сосудов - паралич и стаз). Они исчезают через несколько дней.

Общие симптомы

Клиническая картина обусловлена тяжестью электротравмы. Превалируют изменения со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной системы.

Частота сердечных сокращений обычно уменьшена (брадикардия), пульс напряжен, тоны сердца глухие, возможна аритмия. В тяжелых случаях развивается фибрилляция сердца с прекращением кровообращения.

Спастическое поражение мышц гортани и дыхательной мускулатуры приводит к нарушению ритмичности и глубины дыхания и к развитию асфиксии.

Нарушения центральной нервной системы проявляются в разбитости, головокружении, нарушении зрения, усталости, а иногда и в возбуждении. Характерно наличие парезов, параличей и невритов. При судорожном сокращении мышц возможны их разрывы, а также компрессионные и отрывные переломы костей. При тяжелых поражениях отмечается потеря сознания. В позднем периоде возможно развитие недостаточности функции печени и почек.

Причиной внезапной смерти при поражении электрическим током являются фибрилляция желудочков и остановка дыхания. Смерть может наступить не сразу, а через несколько часов после травмы.

В некоторых случаях развивается так называемая «мнимая смерть» - состояние, при котором отсутствует сознание, сокращения сердца редкие и определяются с трудом, дыхание поверхностное, редкое, - то есть наблюдается крайнее угнетение основных жизненно важных функций. Несмотря на внешнее сходство, такое состояние не является клинической смертью, а наблюдаемые симптомы могут подвергнуться обратному развитию даже через довольно длительный промежуток времени. Поэтому при электротравме принято оказывать помощь (в том числе и реанимационные мероприятия) вплоть до появления трупных пятен и трупного окоченения.

Осложнения электротравмы

Электрический ожог может повредить нервную систему, сердце, кровеносные сосуды и почки. Повреждение органа может быть вызвано непосредственно током или, если разрушены клетки, прерыванием кровотока. Более того, отеки тканей еще больше нарушают кровоток.

При поражении сердца, мозга, спинного мозга нарушается сердечный ритм, что может повлечь за собой остановку сердца.

При поражении центральной нервной системы возникают спазмы, кома, остановка дыхания.

При повреждении спинного мозга человек испытывает крайнюю слабость, у него даже может развиться паралич.

Массивное нарушение притока крови к мышцам высвобождает большие количества гемоглобина и миоглобина. Они блокируют тончайшие протоки в почках, разрушая их. Это может вызвать отказ почек.

У пострадавшего возможны массированные кровотечения, камни в печени и катаракта.

Электротравма. Дать определение понятиям: прямое и непрямое поражение током, диэлектрики. Правила приближения к пострадавшему находящегося под воздействием электрического тока. Последовательность действий при оказании медицинской помощи.

Под прямым поражением электрическим током понимается полное прикосновение к оголенным проводам находящимся под рабочим напряжением. В свою очередь прямое прикосновение бывает нескольких видов:

Одновременное касание фазы провода и нулевой жилы.

Соприкосновение с двумя различными фазами, двумя руками.

В 2-х проводной электросети касание только одного провода.

Под косвенным поражением электрическим током понимается несознательное прикосновение к электроприбору находящимся под напряжением. Такая ситуация может произойти, если кабели люстры с торчащими с потолка кабелями прикрутили хорошо, а изолировали абы как. Вполне возможен смертельный удар электрическим током, когда кто-то будет протирать люстру от пыли.

Диэлектрик (изолятор) - вещество, практически не проводящее электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10 8 см −3 . Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле

Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, вызывает в большинстве случаев непроизвольное судорожное сокращение мышц и общее возбуждение, которое может привести к потере сознания, нарушению или полному прекращению деятельности органов дыхания и кровообращения. Если пострадавший держит провод руками, его пальцы так сильно сжимаются, что высвободить провод становится невозможно. Поэтому первым действием оказывающего помощь должно быть немедленное отключение участка электросети, которого касается пострадавший, выключателем, рубильником, путем вывертывания пробок на щитке. Если невозможно быстро отключить электроустановку из-за удаленности отключающих аппаратов, то можно перерубить провода (каждый в отдельности) любым режущим инструментов с рукояткой из изолирующего материала. Можно воспользоваться инструментом и с металлической рукояткой, предварительно обернув ее сухой тканью.

В случае если пострадавший находится на высоте, отключение установки может вызвать его падение; нужно принять меры, предупреждающие падение.

При отключении электроустановки может погаснуть свет. В связи с этим нужно позаботиться об освещении из другого источника (фонарь, факел, свечи и т.п.).

Оказывающий помощь не должен прикасаться к пострадавшему без надлежащих мер предосторожности, так как последний в данном случае является проводником электрического тока.

Для отделения пострадавшего от токоведущих частей или провода напряжением до 1000 В следует воспользоваться сухой одеждой, канатом, палкой, доской или каким-либо другим сухим предметом, не проводящим электрический ток. Для этих целей нельзя использовать металлические и мокрые предметы. Можно также взяться за одежду пострадавшего (если она сухая), например за полы пиджака или пальто, стараясь при этом не прикасаться к окружающим металлическим предметам и частям тела, не прикрытым одеждой. Оттаскивая пострадавшего за ноги, не следует касаться его обуви, не изолировав свои руки, так как обувь может быть сырой и проводить электрический ток.

Для того чтобы изолировать себя, оказывающий помощь (особенно если необходимо коснуться тела, пораженного током, не прикрытого одеждой) должен надеть диэлектрические перчатки или обмотать себе руки шарфом, использовать прорезиненную или просто сухую ткань; можно встать на сухую доску или другую не проводящую электрический ток подстилку, сверток одежды и т.п.

При отделении пострадавшего от токоведущих элементов рекомендуется действовать по возможности одной рукой. Для изолирования пострадавшего от земли или токоведущих частей напряжением выше 1000 В необходимо обратиться к специалистам, так как перечисленных мер безопасности в данном случае недостаточно.

Поражение электрическим током возникает при взаимодействии человека с токоведущими частями электрооборудования вследствие пробоя или неисправности.

Сложность полученных травм зависит от многих обстоятельств:

• индивидуальных особенностей человека;
• мощности разряда;
• класса напряжения;
• характера (постоянный или переменный);
• места прикосновения;
• пути прохождения потока по организму.

Прохождение тока по сосудам

Опасность электротравмы состоит в том, что без специальных устройств наличие аварийной ситуации выявить невозможно.

Причины электротравм

• Прикосновение к поверхностям электроприборов, голым проводам, контактам электрических устройств (автоматических выключателей, патронов ламп, предохранителей) под напряжением.
• Прикосновение к электротехническим устройствам, которые оказались под напряжением ввиду неисправности.
• Одновременное прикосновение к двум фазам под напряжением.
• Нарушение правил безопасности персонала при выполнении строительно-монтажных работ.
• Прикосновение к влажным металлоконструкциям или стенам, соединенным с источником электротока.

Неосторожное использование бытовых приборов

Поражение электрическим током

Основные симптомы

Признаки поражения электрическим током:

• отсутствие дыхания;
• бледность;
• «знаки тока» на теле пострадавшего;
• запах горелого (волос, электроприбора и т.д.);
• нахождение человека в положении лежа вблизи электроприбора;
• отсутствие пульсации артерий;
• отсутствие дыхания;

При летальном исходе на коже присутствуют множественные ожоги и петехиальные кровоизлияния. Те, кто выживает после полученной электротравмы, обычно находятся в коме. Состояние характеризуется нестабильной работой дыхательной системы, сердца и сосудистым коллапсом. Последующее состояние отмечается повышенной агрессией и судорогами вплоть до перелома костей от мышечных сокращений (падений во время припадков).

При получении электротравмы высокого напряжения у больного часто наблюдается гиповолемический шок, гипотензия, развивается почечная недостаточность.

Следующим этапом является деструкция тканей, вызванная электроожогом. Также вследствие получения травмы могут обостриться хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (кровотечения из язв, язвенные колиты и др.), отек легких, различного рода инфекции аэробные и анаэробные.

Электротравма с тяжелыми последствиями

Почти в каждом случае наблюдаются отеки головного мозга с сопутствующим коматозным состоянием до нескольких суток.

К менее распространенным последствиям относят расстройства нервной системы, ведущие к частичной потере трудоспособности:

• повреждения от ожогов;
• нарушение зрения;
• рефлекторные дистрофии;
• частые головные боли;
• катаракты;
• нарушение работы памяти, эмоционального равновесия;
• разрывы спинного мозга;
• припадки.

Изменения в организме

Ток воздействует на ткань в четырех направлениях:

• биологическое;
• механическое;
• электролитическое;
• термическое.

Биологическое – нарушение состава тканей организма, биологических процессов, обострение заболеваний.

Механическое – нарушение целостности кожи и других тканей.

Электролитическое – разложение крови и секретов организма.

Термическое – ожоги, нагрев кровеносных сосудов.

Поражение рук электрическим током

Электроток проходит по замкнутой цепи, т.е. всегда ищет выходной путь. Поэтому степень поражения током организма зависит от пути, по которому он проходит по телу. Если поражение идет через нижние конечности и выходит на землю, опасность для организма снижается.

В случаях, когда токовая нагрузка проходит через сердце или голову, вероятность получения тяжелой травмы резко возрастает. Т.е. чем ближе путь прохождения электротока к сердцу, тем вероятнее летальный исход инцидента.

Вторым показателем степени поражения является длительность воздействия. Наибольшую опасность для организма представляет переменный ток, т.к. вызывает судороги сердца. В данной ситуации человек не сможет самостоятельно высвободиться. Пот, вызываемый судорогами, уменьшает сопротивление, и увеличивает негативное влияние токового потока.

Чаще всего в таких случаях наступает смерть: электроток, проходящий в сердце, вызывает фибрилляцию желудочков. Остановка сердцебиения происходит от повреждения центральной нервной системы.

Высокое напряжение характеризуется большими температурами и при контакте с кожей вызывает сильнейшие дуговые электроожоги, обугливание. При таких инцидентах происходит возгорание одежды и близлежащих предметов. Если нагрев от электротока прямой, то в точках входа-выхода потока и сосудах образуются некрозные точки. Происходит развитие тромбоза.

Виды поражений

• электротравма;
• электрический шок;
• электроудар.

Электротравмы делятся на несколько видов:

• электрические знаки;
• ожоги;
• механические повреждения;
• поражения глаз;
• электропигментация кожи.

Электроожог – повреждение кожи электротоком. Он обусловлен прохождением потока частиц непосредственно через организм человека. Различают:

• Дуговые. Возникают под воздействием электродуги на организм человека. Характеризуются высокой температурой.
• Контактные ожоги – наиболее распространенные. Вызваны прямым контактом тока напряжением до 1 кВ с кожей.

Электрический знак – изменение структуры кожных покровов в местах вхождения электротока. Чаще всего наблюдаются на руках. Кожа становится припухлая, появляются знаки круглой или овальной формы через некоторое время после возникновения инцидента.

Последствия поражения током в виде электрических знаков

Механические повреждения – разрывы мышц и кожных покровов. Возникают вследствие судорог. Отмечаются случаи с переломом конечностей.

Электроофтальмия – воспаление оболочки глаза вследствие воздействия ультрафиолета (во время появления электродуги). Диагностируется по истечении 6 часов после получения травмы. Симптомы – покраснение белков, повышенное слезоотделение, частичная слепота, головная боль, боль в глазах при свете, нарушение прозрачности роговицы, сужение зрачка. Состояние длится несколько дней.

Предотвратить электроофтальмию на производстве и во время строительных работ можно, если использовать защитные очки.

Электроофтальмия – поражение оболочки глаза при электротравме

Электрометаллизация – проникновение мелких расплавленных частиц в кожные покровы. Появляется из-за разбрызгивания раскаленного металла при горении дуги. Степень травматизма зависит от обширности действия металла. Зачастую кожные покровы постепенно восстанавливаются.

Электрошок – ответ ЦНС на внешнее раздражение электротоком. Последствия: нарушение работы легочных мышц, кровообращения. Делится на 2 фазы – возбуждения и истощения ЦНС. После длительного шокового состояния наступает летальный исход.

Электроудар – судорожные сокращения мышечной ткани под воздействием электротока. Небольшие травмы вызывают слабые удары (неприятные ощущения, покалывание). Ток большого напряжения крайне опасен. Под его воздействием человек не может самостоятельно действовать. Через несколько минут наступает удушье и фибрилляция желудочков.

Самым опасным считают токовые нагрузки в промышленных установках с частотой 20-100 Гц и более. Такой электроток вызывает, кроме ожогов, необратимые разрушения внутренних органов.

Электроудары различают 4 степеней:

1. судорожное сокращение мышечных тканей;
2. то же, но с потерей сознания (дыхание и работа сердца остаются в пределах нормы);
3. потеря сознания, нарушения работы жизненно важных органов, обострение хронических заболеваний;
4. клиническая смерть.

Путь прохождения токовой нагрузки через организм – решающий фактор. Наиболее опасны электротравмы, при которых поток течет вдоль тела (рука – рука, рука – нога, голова – ноги, голова – руки) через сердце.

Самым опасным является путь «правая рука – ноги», когда поток проходит вдоль оси сердца.

Основные факторы, влияющие на величину проходящего электротока:

• Физическое состояние. Хроническое заболевание и острое течение болезней характеризуется снижением сопротивления организма. Следовательно, получить травму с более высокой степенью тяжести вероятнее человеку, который имеет проблемы со здоровьем. Спортсмены и мужчины имеют более высокое сопротивление тела, чем женщины. Также отрицательно на эту величину влияет количество употребленного алкоголя.
• Психическое состояние. Возбужденное состояние нервной системы повышает кровяное давление и ускоряет сердцебиение. В таких случаях при получении травмы быстро развивается фибрилляция желудочков.
• Условия окружающей среды: время года, погода, температура, относительная влажность воздуха. В условиях увеличения атмосферного давления увеличивается степень тяжести травмы.
• Место входа–выхода потока. Разные части тела имеют неодинаковое сопротивление, поэтому и обширность поражения разная.
• Чистота кожных покровов. Наличие слоя пота или грязи (хорошо проводящих электроток) увеличивает вероятность получить тяжелый ожог.

Последствия

• Потеря сознания.
• Возникающие из-за большой температуры ожоги.
• Сбои в работе сердечной мышцы даже при минимальном времени контакта с электросетью.
• Нарушения работы нервной системы, асистолия.
• Обострение хронических заболеваний.
• Появление внутренних кровотечений.
• Общее повышение давления.

Помощь при поражении током

В первую очередь необходимо обесточить место инцидента, а пострадавшего – высвободить от контакта с источником без прямых прикосновений. Для этого используют диэлектрики – резиновые листы, жгуты, кожаные ремни, сухие деревянные палки, шесты. По возможности на руки надевают резиновые перчатки.

Если больной не может самостоятельно дышать, то незамедлительно приступают к искусственной вентиляции легких – «изо рта в рот». Периодическую поддержку дыхания следует продолжать в течение последующих четырех часов.

В случаях, когда у человека отсутствует сердцебиение, делают непрямой массаж сердца совместно с искусственной вентиляцией легких. Если травма вызвана ударом молнии и наблюдается асистолия, проводят удар рукой по сердцу, затем искусственное дыхание.

Если поражение произошло от контакта с низким напряжением, то выполняют дефибрилляцию. При осмотре особое внимание уделяют наличию переломов и ушибов позвоночника.

Помощь пострадавшему от поражения электротоком – дефибрилляция

Получившего электрохимические ожоги человека, следует немедленно доставить в ожоговое отделение или травматологию.

Обработка ран в условиях стационара заключается в удалении омертвевших слоев кожи. Практически во всех случаях проводятся мероприятия , направленные на исключение распространения инфекций в организме – антимикробное лечение.

Больным, пребывающим в коме, необходим постоянный мониторинг внутричерепного давления. При осложнениях, травмах головы следует применять специальную терапию.

Профилактика

Для уменьшения риска получения электротравм необходимо:

• в жилых и административных зданиях прокладывать электропроводку с заземляющим кабелем (или проводом);
• эффективно заземлять все электроустройства;
• пользоваться для бытовых и офисных электроприборов розетками с заземляющими контактами;
• правильно скручивать, а не сгибать провода удлинителей и электроприборов;
• установить во влажных помещениях розетки с соответствующей степенью защиты;
• не пользоваться неисправными электроприборами;
• установить на вводах дифференциальную защиту (дифавтоматы , УЗО);
• в непогоду находиться в безопасном помещении – в домах с плотно закрытыми дверями и окнами, избегать поездок в автомобиле в ненаселенной местности, где нет молниеотводов и высоких деревьев.

Что делать, если. Видео

Как правильно вести себя при ударе током, рассказывает видео ниже.

Соблюдение элементарных правил электробезопасности поможет избежать травм от поражения электрическим током.

Поражение электрическим током происходит в результате прямого или косвенного прикосновения, а также недопустимого приближения человека к металлическим частям, находящимся или оказавшимся под напряжением.

Прямым называется прикосновение к неизолированным токоведущим частям, нормально находящимся под напряжением (оголенные провода, шины, клеммы, контакты и т. п.). Прикосновения к нетоковедущим, но токопроводяшим (металлическим) частям оборудования, инструмента или инженерных сооружений, оказавшихся под напряжением, относятся к косвенным.

Прямые прикосновения случаются, как правило, по вине человека – самого пострадавшего либо должностного лица, не обеспечившего безопасность. Косвенные прикосновения происходят из-за пробоя изоляции по тем или иным причинам, не связанным с действиями пострадавшего,

и могут рассматриваться как отказ техники.

Условия поражения электрическим током при прямом и косвенном прикосновениях определяются видом и параметрами электрической сети, типом прикосновения, применяемыми способом и средствами защиты, классом опасности помещения (условий работ) и степенью изоляции человека от земли (под землёй понимается точка почвы с нулевым потенциалом).

Прямые прикосновения к токоведущим частям могут быть однополюсными и двухполюсными.

При однополюсном прикосновении человек, стоящий на земле, касается рукой или головой неизолированных токоведущих частей (рис. 19, а ; 6, а ). Ток протекает по пути «рука – нога» или «голова – нога».

При двухполюсном прикосновении человек, изолированный от земли, двумя руками или головой и одной рукой касается неизолированных проводов разных фаз или фазного и нулевого провода (рис. 19б ; 6б ).

Изоляцию человека от земли может обеспечить сопротивление пола и обуви. При этом ток проходит по пути «рука – рука» или «голова – рука».

Наиболее опасными являются двухполюсные прикосновения во всех видах сетей, при которых человек попадает под линейное напряжение.

Однополюсные прикосновения во всех сетях с глухозаземленной нейтралью также опасны. В сетях с изолированной нейтралью вследствие очень большого сопротивления между фазами и землёй величина тока, проходящего через человека, при однополюсном прикосновении будет малой, равной величине тока утечки, и поражения не произойдёт. В этом отношении сети IT более безопасны, чем сети ТТ и TN.

Косвенные прикосновения являются однополюсными. По опасности поражения они соответствуют прямым однополюсным прикосновениям.

Величина тока, протекающего через человека при косвенном прикосновении, зависит от напряжения прикосновения. Для человека, стоящего на земле и касающегося заземлённого оборудования, тело которого оказалось под напряжением, таким напряжением прикосновения будет являться разность потенциалов руки и ноги.

Рис. 19.
а) однополюсное прикосновение; б) двухполюсное прикосновение;
r А, r B , r C , C A , С В, С С – соответственно омические и емкостные сопротивления изоляции фаз С, В, А относительно земли; I ч – ток, протекающий через человека

Потенциал руки Ф р равен фазному потенциалу, так как в результате пробоя изоляции фазы появилось напряжение на корпусе. Потенциал ноги Ф н определяется потенциалом точки грунта в поле растекания тока в земле, на которой находится человек (рис. 21).

Тогда напряжение прикосновения U np , В , определится по выражению

U пp = Ф р – Ф н = I з r(1/r –1/c)/2p, (8)

где I з – ток, стекающий через заземлитель, А ; r – удельное сопротивление грунта, Ом·м; r – радиус заземлителя, м; c – расстояние от человека, стоящего на грунте, до заземлителя, м.

Рис. 20. Трехфазные электрические сети с изолированной нейтралью:
а) однополюсное прикосновение; б) двухполюсное прикосновение; C, В, A, N – фазы;
I ч – ток, протекающий через человека; R 0 – сопротивление заземлителя
в центральной точке трансформатора на подстанции

Напряжение прикосновения по мере удаления от заземлителя увеличивается и на расстоянии более 20 метров становится равным фазному напряжению сети. Поражение человека электрическим током может произойти также вследствие его попадания под шаговое напряжение. В этом случае ток протекает в теле человека по пути «нога – нога». Напряжением шага называется разность потенциалов между двумя точками земли, на которые одновременно опирается человек при перемещении в поле растекания тока в земле.

При пробое изоляции на корпус установки, присоединённой к заземлителю, обрыве и падении находящегося под напряжением фазного провода на землю потенциалы земной поверхности или токопроводящего пола приобретают повышенные значения. Наибольший потенциал, равный потенциалу заземлителя или фазы, имеет точка земли, расположенная непосредственно над заземлителем или в месте касания упавшего провода с землёй. По мере удаления от этой точки в любую сторону потенциалы точек земной поверхности снижаются по закону, близкому к гиперболическому (рис. 22).

Рис. 21. Напряжение прикосновения к заземлённым нетоковедущим частям,
оказавшимся под напряжением: I – потенциал растекания тока в грунте,
II – напряжение прикосновения, R 3 – сопротивление заземлителя,
U пр1, U пр2, U пр3 – напряжения прикосновения, U 3 – напряжение заземлителя

Рис. 22. Напряжение шага: U ш1, U ш2 – напряжение шага,
U 3 – напряжение заземлителя, c – расстояние от заземлителя
до ближайшей точки касания человеком поверхности земли, а – ширина шага

На расстоянии 20 метров от заземлителя зона растекания тока заканчивается – потенциалы земли имеют нулевое значение.

Человек, двигаясь от периметра зоны растекания к центру, одновременно касается двух точек земли с разными потенциалами. Напряжение шага U ш, В, определяется по формуле (9):

U ш = Ф з а /r (c 2 + а c), (9)

где Ф з – потенциал заземлителя (провода); а – ширина шага, м (для взрослого человека – 0,8 м); r – радиус заземлителя (провода), м; c – расстояние от заземлителя до ближней точки касания человеком поверхности земли, м.

Напряжение шага зависит от трёх факторов: потенциала заземлителя; расстояния от человека до заземлителя (при удалении от заземлителя напряжение уменьшается, обращаясь в нуль за пределами зоны растекания) и ширины шага (чем она больше, тем больше напряжение). Опасность воздействия напряжения шага на человека заключается в том, что при протекании тока возникают судороги мышц ног, которые могут привести к падению человека на землю. При этом изменяется путь тока в теле (возникает большая петля) и увеличивается напряжение шага из-за увеличения расстояния между точками контакта человека с землёй. Эти факторы могут вызвать тяжёлое поражение организма электрическим током.

Все помещения, в которых используются электроприборы и производятся работы, в отношении опасности поражения людей электрическим током подразделяются на следующие категории: без повышенной опасности; с повышенной опасностью; особо опасные.

Для помещений с повышенной опасностью характерно наличие одного из следующих признаков:

– сырости, когда относительная влажность воздуха длительное время превышает 75 %;

– длительно высокой (более 30 °С) температуры;

– токопроводящей пыли, когда по условиям производства выделяется технологическая пыль, снижающая сопротивление изоляции проводов, электрических машин и других электроприёмников; токопроводящего пола (земляного, металлического, железобетонного и др.);

– возможности одновременного прикосновения работника к металлическим корпусам оборудования и заземлённым металлоконструкциям.

Особо опасные помещения характеризуются особой сыростью, когда влажность воздуха близка к 100 %, а потолок, стены, пол и поверхности оборудования покрыты влагой; химически активной средой, которая разрушает изоляцию проводов и электрооборудования; наличием двух и более факторов повышенной опасности.

Работы вне помещений (на открытом воздухе, под навесом, за сетчатым ограждением) приравнивают по опасности поражением электрическим током к работам в особо опасных помещениях. К категории особо опасных относят и работы с электрооборудованием (электроинструментом) в металлических замкнутых пространствах с ограниченной возможностью выхода (баки большой ёмкости, канализационные и водопроводные колодцы; смотровые канавы на предприятиях автотранспорта и т. д.).

Степень изоляции человека от земли определяется переходным сопротивлением от тела к земле, включающим сопротивление обуви и пола. Сопротивление обычной рабочей обуви, которая в большинстве случаев загрязнена токопроводящими веществами, имеет металлические крепители подошвы или внедренные в неё частицы металлической стружки, мало и почти не снижает ток замыкания на землю. Электрическое сопротивление пола зависит от материала покрытия и его состояния. Например, сухое деревянное покрытие имеет сопротивление до 15 МОм (15 –106 Ом), а увлажнённое – в 1000 раз меньше; бетонный пол в неотапливаемых помещениях с повышенной влажностью – до 300 Ом; железобетонный пол с выступающей армирующей сеткой или бетонный, загрязнённый охлаждающей жидкостью и металлической стружкой, – всего 8 – 90 Ом.

Непосредственно соприкосновение с токоведущими частями установок, находящимися под напряжением, связано с опасностью поражения током. При этом степень опасности и возможность поражения электрическим током зависят от того, каким образом произошло прикосновение человека к проводникам, находящимся под напряжением.

Возможны два случая прикосновений:

1) к двум линейным проводам одновременно;

2) к одному линейному проводу.

Двухфазное прикосновение. Прикосновение к двум линейным проводам (двум фазам) одновременно (рис. 6, а) является чрезвычайно опасным, поскольку к телу человека в этом случае прикладывается наибольшее возможное в данной сети напряжение — линейное. Ток, протекающий через тело человека, равен

где I ч — ток, протекающий через тело человека, в А;

U л — линейное напряжение установки в В;

U ф — фазовое напряжение в В;

R ч — сопротивление человека в Ом.

В сети с линейным напряжением 380 В и при сопротивлении тела человека 1000 Ом через человека будет проходить ток, равный I ч =380/1000= 0,38 А

Такой ток является, безусловно, опасным для жизни человека.

Рис. 6. Схема пути электрического тока :

а— при двухфазном прикосновении; б — при однофазном прикосновении в системе с заземленной нейтралью; в — при однофазном прикосновении в системе с изолированной нейтралью; г — при однофазном прикосновении в системе при наличии емкости

Случаи двухфазного прикосновения человека происходят очень редко. Достаточно сказать, что из всех случаев электропоражений с тяжелым исходом на долю одновременных прикосновений к двум фазам приходится от 3 до 10%.

Однофазное прикосновение. В 90—97% случаев, повлекших тяжелые электропоражения, имело место прикосновение к одной фазе,. Однако прикосновение к одной фазе является значительно менее опасным, чем двухфазное прикосновение. Объясняется это тем, что при однофазном прикосновении напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т. е. меньше линейного в =1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, протекающий через тело человека. Кроме того, на величину этого тока влияет также режим нейтрали источника тока, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

Нейтрали генераторов и трансформаторов могут быть выполнены либо глухозаземленными, либо изолированными от земли. Глухозаземленной называется нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, трансформаторы тока и т. д.). Изолированной называется нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (например, компенсационные катушки, трансформаторы напряжения и т. д.).

На рис. 6, б и в показаны схемы электрических сетей с заземленной и изолированной нейтралью.

Однофазное прикосновение в сети с глухозаземленной нейтралью. При таком прикосновении (рис. 6, б) ток, протекающий через тело человека, определяется фазовым напряжением сети , сопротивлением тела R ч, сопротивлением R п пола и почвы на участке от ступней ног до заземляющего устройства, сопротивлением обуви R o б и сопротивлением заземления нейтрали источника тока R 0:

Рассмотрим наиболее неблагоприятный случай. Предположим, что человек, прикоснувшийся к одной фазе, стоит на сыром грунте или на проводящем (металлическом или земляном) полу; его обувь также проводящая — сырая или имеет металлические гвозди. Следовательно, можно принять R п = 0 и R об = 0.

Поскольку сопротивление заземления нейтрали R 0 , как правило, равно 4 Ом, им без ущерба для точности подсчета можно пренебречь. В результате формула примет вид .

При линейном напряжении U л = 380 В через тело человека будет протекать ток, равный

Такой ток опасен для жизни.

Если же человек стоит на изолирующем полу (например, из метлахской плитки) в непроводящей обуви (например, резиновой), то, принимая R п = 120 000 Ом и R об = 100 000 Ом, получим

Такой ток безопасен для человека.

В действительности незагрязненные полы из метлахской плитки и резиновая обувь обладают значительно большим сопротивлением по сравнению с принятыми нами, т. е. ток, протекающий через человека, будет еще меньше.

Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью. При однофазном прикосновении человека в сети, имеющей изолированную нейтральную точку (рис. 6, б), ток проходит от места контакта через тело человека, затем через обувь, пол, землю и несовершенную изоляцию проводов к двум другим фазам и далее к источнику электроэнергии. Величина тока, проходящего через тело человека, в этом случае равна

где R из — сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли в Ом.

В наиболее неблагоприятном случае, когда человек стоит на проводящем полу и имеет проводящую обувь, т. е. при R п = 0 и R об = 0, формула значительно упростится:

При U л = 380 В и R из = 500 000 Ом получим

Этот ток значительно меньше тока (0,22 А), вычисленного нами для случая однофазного прикосновения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью. Если же принять R п = 120 000 Ом и R oб = 100 000 Ом, то ток будет еще меньше:

Следовательно, в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в прямой зависимости не только от сопротивления пола и обуви, но и от сопротивления изоляции проводов относительно земли: чем лучше изоляция, тем меньше сила тока, протекающего через человека. В сети с заземленной нейтралью положительная роль изоляции проводов практически полностью утрачена.

Таким образом, при прочих равных условиях однофазное прикосновение человека в сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью, и, следовательно, система с изолированной нейтралью при нормальном состоянии изоляции менее опасна для человека, чем система с глухим заземлением нейтрали. Однако в линии такой системы может длительное время существовать незамеченное персоналом замыкание одной из фаз на землю. Если в это время человек прикоснется к проводу одной из двух других фаз, то окажется под полным линейным напряжением сети, что равносильно двухфазному прикосновению.

Общие требования обустройстве электросетей. Согласно Правилам устройства электроустановок в четырехпроводных сетях переменного тока и трехпроводных сетях постоянного тока выполняют глухое заземление нейтрали. Сети с изолированной нейтралью применяют при повышенных требованиях безопасности с обязательным устройством контроля изоляции сети и целости пробивных предохранителей силовых трансформаторов, позволяющих персоналу быстро обнаружить замыкание на землю, либо с устройством автоматического отключения участков, получивших замыкание на землю.

Опасность воздействия емкостного тока. В связи с тем, что каждая электрическая установка имеет емкость, необходимо учитывать также ее опасное влияние и возможное поражение током. Выше было сказано, что наименьшую опасность представляет однофазное прикосновение в системе с изолированной нейтралью при наличии качественной изоляции фаз. Однако даже в случае идеальной изоляции поражение током возможно и зависит от величины емкостного тока.

Емкость тока зависит от конструкции сети (воздушная или кабельная), напряжения и сечения проводов. При равных условиях (одинаково высоком напряжении, например, в 10 кВ) емкость жилы подземного кабеля среднего сечения относительно земли значительно больше емкости одной фазы относительно земли воздушной линии (соответственно, 0,2*10 -6 Ф/км и 0,0045*10 -6 ÷ 0,005 X 10 -6 Ф/км).

Предположим, что изоляция сети находится в таком хорошем состоянии, что токами утечки через изоляцию можно пренебречь, но сеть имеет некоторую емкость по отношению к земле. Для рассматриваемого случая схема прикосновения человека к одной фазе и образования цепи движения токов утечки через емкость показана на рис. 6, г.

Общее выражение для емкостного тока, протекающего через тело человека, будет

где jχ c — емкостное сопротивление одной фазы, выраженное в символической форме (здесь χ c = 1/(ω*C)—реактивное сопротивление емкости, где ω = 2πf— угловая частота переменного тока; f — частота тока в Гц; С—емкость фазы по отношению к земле в Ф).

Если взять модуль полного сопротивления, то ток, протекающий через тело человека:

При значительной емкости сети, которая имеет место в разветвленных и протяженных кабельных сетях, величина тока, протекающего через тело человека, может оказаться опасной для жизни. В таких случаях электрические системы с изолированной нейтралью в отношении безопасности полностью теряют преимущества перед системами с заземленной нейтралью и их следует рассматривать как равноценные. Но для сетей малой и средней протяженности однофазное прикосновение менее опасно для систем с изолированной нейтралью.

Опасность шаговых напряжений. Опасность поражения током может возникнуть вблизи места перехода тока

Рис. 7.

в землю с упавшего фазного провода. В зоне растекания токов (рис. 7) человек подвергается воздействию шаговых напряжений, т. е. напряжений, обусловленных, током замыкания на землю между точками почвы, отстоящими друг от друга в зоне растекания токов на расстоянии шага. Опасность поражения в этом случае увеличивается при сокращении расстояния между человеком и местом замыкания на землю и увеличении ширины шага.

Сила тока однофазного замыкания на землю I з может быть определена по формуле величина шагового напряжения U ш по формуле

где R 0 — сопротивление рабочего заземления нейтрали в Ом;

R p — сопротивление растеканию тока в месте замыкания фазного провода на землю в Ом;

ρ - удельное сопротивление грунта в Ом*см;

а — длина шага в см;

х — расстояние от места замыкания фазного провода до места измерения напряжения в см.

Определим величину шагового напряжения, воздействию которого подвергается стоящий на земле человек, если произошло замыкание на землю в сети напряжением 330/220 В с заземленной нейтралью. Сопротивление рабочего заземления R 0 = 4 Ом. Сопротивление растеканию тока в месте замыкания R р = 12 Ом (это соответствует наименьшему значению сопротивления, за исключением случая замыкания на металлическую конструкцию большой протяженности). Человек находится на расстоянии х = 4 м от точки замыкания. Величина шага а = 0,8 м. Удельное сопротивление, грунта растеканию тока ρ = 3*10 4 Ом*см.

Первоначально определим силу тока замыкания на землю а затем величину шагового напряжения

Параметры тока, проходящего через человека при воздействии шагового напряжения, зависят, кроме того, от сопротивлений опорной поверхности ног и обуви. Защитное действие оказывает обувь, обладающая хорошими изоляционными свойствами, например, резиновая.