Vliv elektrického proudu na lidský organismus

Aniž bychom se zabývali přímou nebo nepřímou úměrností síly proudu, řekněme si stručně – stupeň poškození člověka proudem závisí na síle samotného proudu a době, po kterou protéká lidským tělem. A pokud podrobněji, pak čím větší je síla proudu, tím větší je dotykové napětí, ale čím menší, tím větší je odpor lidského těla. Jak závisí proud na odporu, si můžete přečíst v části „O odporu“. Mimochodem, je třeba vědět, že odpor těla se liší nejen u různých lidí, ale může se měnit i během dne u téže osoby. Záleží na tom, jaká je v daném okamžiku okolní teplota, na pocení těla v daném okamžiku a dokonce i na vnitřní pohodě člověka jako celku. A samotné dotykové napětí ovlivňuje odpor těla. Obecně je v okamžiku vystavení proudu tato hodnota nepředvídatelná. Hodnota bezpečného napětí je určena hodnotou proudu, kterou člověk vydrží několik hodin. Tato hodnota proudu se nazývá trezor. Tato hodnota je přibližně 50 mA (miliampérů). Podle stávajících norem se za bezpečné považuje dotykové napětí nepřesahující 75 V (voltů). A od něj bude záviset hodnota proudu procházejícího lidským tělem. Níže uvedená tabulka ukazuje maximální přípustnou dobu působení elektrického proudu na lidské tělo při různých hodnotách dotykového napětí. Odpor těla je uveden jako průměr, protože jeho hodnota je stále individuální a může se lišit desítkykrát, což znamená, že proud a doba jeho působení lze určit individuálně. Ve všech výpočtech je však vždy zvykem brát odpor těla jako 50 Ohmů. Na základě toho je uvedena tabulka.

Při zvažování dopadu proudu na člověka se rozlišuje mezi dopadem s přímým a nepřímým kontaktem.

Obr. 1 znázorňuje osobu, která je přímo pod napětím při přímém kontaktu s vodiči vedoucími proud (napájecími). Může se jednat o dvě fáze nebo o fázi a zem. V tomto případě bude proud procházet osobou ve dvou směrech – „fáze-první ruka-tělo-druhá ruka-nula (nebo druhá fáze“ a „fáze-ruka-nohy-povrch (tj. opět zem). V případě nepřímého kontaktu (například rukou), kdy může být zařízení pod jakýmkoli napětím v důsledku úplného nebo částečného narušení integrity izolace, jsou možné dvě možnosti. V prvním případě, když zařízení není uzemněno, bude proud procházet po dráze „zařízení-ruka-tělo-nohy-zem“, což samozřejmě představuje nebezpečí pro lidský život. Ve druhém případě, když je zařízení správně uzemněno, se proud „uzavře“ k zemi přes ochranné uzemnění. Proč? Protože v tomto případě si proud zvolí cestu nejmenšího odporu. Protože odpor osoby je v nejhorším případě uvažován jako 1000 Ohmů (stanoveno experimentálními měřeními) a požadavky na ochranné uzemnění jsou takové, že jeho odpor by neměl překročit 4 Ohmy, pak jím projde téměř celá jeho cesta. Nějaká malá část stále projde. podél cesty jako na obr. 2, ale tato hodnota bude tak malá, že se s ní nebude zacházet. Mimochodem, aby obr. 3 nevedl k mylným představám o uzemnění, je třeba si uvědomit, že ochranné uzemnění Rz znázorněné na obr. 3 je pouze vodič uzemňovacího obvodu a samotný obraz uzemnění Rz se nazývá „substituční obvod“, tj. jedná se o konvenční obraz. Více o uzemnění zde .

Co dalšího byste si měli nejdříve uvědomit? Trojfázové střídavé sítě průmyslové frekvence se dělí na sítě s izolovaným nulovým vodičem a sítě s pevně uzemněným nulovým vodičem zdroje. Více podrobností v části „Uzemňovací systémy“. Nejméně nebezpečná je třífázová síť s izolovaným nulovým vodičem. Dotyk jedné fáze, například fáze A, způsobí v lidském těle proud I přes kapacity fází B a C vzhledem k zemi v třívodičové síti (obr. 3). Totéž se stane, pokud se člověk dotkne pouzder elektrických zařízení izolovaných od země, když je poškozena izolace jedné z fází. U sítí krátké délky je kapacitní odpor síťových vodičů vzhledem k zemi vysoký a proud v lidském těle nezpůsobuje zranění. Ve výpočtech se odpor lidského těla bere jako 3 Ohmů.

Pro snížení proudu v lidském těle se v tomto případě používá ochranné uzemnění pouzder elektrických zařízení. Tělo osoby, která se dotýká pouzdra, a ochranné uzemnění jsou „zapojeny“ paralelně, ale odpor ochranného uzemnění je výrazně menší (4 Ohm), takže se proud bude snažit uniknout přes nižší odpor.

Nevýhodou třífázové sítě s izolovaným nulovým vodičem je možnost dlouhodobého nouzového zkratu k tělu nebo zemi jedné z fází, například při přerušení vodiče, bez odpojení poškozené části. Při zkratu fáze k zemi v tomto případě proud v zemi vytváří nebezpečí pro osobu, která je vystavena napětí ve vzdálenosti svého kroku (krokové napětí).
V rozsáhlých třífázových sítích s izolovaným nulovým vodičem je zkratový proud fáze vůči zemi vysoký a je nutné rychle odpojit nouzový úsek. K tomuto účelu se používají třífázové sítě s pevně uzemněným nulovým vodičem zdroje a ochranným uzemněním (obr. 3) nebo ochranným vynulováním (obr. 3) skříně elektrického zařízení. V obou případech vede významný zkratový proud Ik k jasnému spuštění ochranných prostředků a odpojení nouzového úseku.
Ochranné uzemnění, tj. úmyslné elektrické připojení kovových částí elektrického zařízení, které nejsou pod proudem, k neutrálnímu vodiči, je výhodnější tam, kde je odpor ochranného uzemnění vysoký.
Ve čtyřvodičovém systému je nulový vodič připojen k pevně uzemněnému nulovému vodiči třífázového zdroje.

Vliv elektrického proudu na živou tkáň je rozmanitý a jedinečný. Procházející lidským tělem elektrický proud vyvolává tepelné, elektrolytické, mechanické, biologické a světelné účinky.

Tepelný dopad proud je charakterizován zahřátím kůže a tkání na vysokou teplotu, a to až do bodu popálení.

Elektrolytické působení spočívá v rozkladu organických tekutin, včetně krve, a v narušení jejich fyzikálního a chemického složení.

mechanické působení Proud vede k rozvrstvení, prasknutí tělesných tkání v důsledku elektrodynamického efektu a také k okamžité explozivní tvorbě páry z tkáňové tekutiny a krve. Mechanické působení je spojeno se silnou kontrakcí svalů až do jejich prasknutí.

Biologické působení projevuje se podrážděním a excitací živých tkání a je doprovázeno křečovitým svalovým kontrakcí.

Lehká akce vede k poškození sliznic očí.

Druhy poškození lidského těla elektrickým proudem

Poranění elektrickým proudem — jedná se o zranění způsobená účinkem elektrického proudu na tělo, která se konvenčně dělí na obecná (úraz elektrickým proudem), lokální a smíšená.

Největším nebezpečím je úraz elektrickým proudem.

elektrický šok je excitace živých tkání těla elektrickým proudem procházejícím jím, doprovázená ostrými křečovitým stahem svalů, včetně srdečního svalu, což může vést k zástavě srdce.

V závislosti na výsledku proudu existují čtyři stupně úrazu elektrickým proudem:

• konvulzivní svalová kontrakce bez ztráty vědomí;
• křečovité stažení svalů se ztrátou vědomí, ale se zachovaným dýcháním a srdeční funkcí;
• ztráta vědomí a poruchy srdeční činnosti nebo dýchání (nebo obojího);
• klinická smrt, tj. absence dýchání a krevního oběhu.

Lokální poranění elektrickým proudem se chápe jako poškození kůže a svalové tkáně, někdy i vazů a kostí. Patří sem popáleniny elektrickým proudem, elektrické projevy, metalizace kůže, mechanické poškození.

Kromě srdeční zástavy a respiračního selhání může být smrt způsobena elektrický šok — těžká neuroreflexní reakce těla na silné podráždění elektrickým proudem. Stav šoku trvá několik desítek minut až jeden den, po kterém může v důsledku intenzivních lékařských opatření dojít k úmrtí nebo uzdravení.

Elektrické popáleniny jsou nejčastějším elektrickým úrazem a vznikají v důsledku lokálního vystavení tkáně proudu. Existují dva typy popálenin: kontaktní (proudové) a obloukové.

Elektrické značky nebo elektrické značky jsou jasně definované skvrny šedé nebo světle žluté barvy na povrchu kůže osoby vystavené proudu. Elektrické znaky mají obvykle kulatý nebo oválný tvar s prohlubní uprostřed, jejichž velikost se pohybuje od 1 do 5 mm.

Toto zranění nepředstavuje vážné nebezpečí a hojí se poměrně rychle.

Metalizace kůže – jedná se o spad drobných částic roztaveného kovu na exponované povrchy kůže.

K tomuto jevu obvykle dochází při zkratech, elektrickém svařování. Postižené místo je bolestivé kvůli popálení a přítomnosti cizích těles. Postupem času se postižená kůže odlupuje. Poškození oka může vést ke zhoršení nebo dokonce ztrátě zraku.

Mechanické poškození — vznikají v důsledku prudkých křečových kontrakcí svalů pod vlivem proudu procházejícího osobou; mimovolní svalové kontrakce mohou způsobit ruptury kůže, cév, stejně jako vykloubení kloubů, ruptury vazů a dokonce i zlomeniny kostí.

Kromě toho může člověk, když je vyděšený nebo šokovaný, spadnout z výšky a zranit se.

K tomu dochází při napětí pod 380 V, kdy člověk neztrácí vědomí a snaží se osvobodit od zdroje proudu.

Elektroftalmie je zánět vnějších membrán očí pod vlivem proudu ultrafialových paprsků emitovaných elektrickým obloukem; z tohoto důvodu se nemůžete dívat na svařovací oblouk; zranění je doprovázeno silnou bolestí a pálením v očích, dočasnou ztrátou zraku a v případě těžkého poškození může být léčba složitá a zdlouhavá; nemůžete se dívat na elektrický oblouk bez speciálních ochranných brýlí nebo masek.

Jak vidíme, elektrický proud je velmi nebezpečný a manipulace s ním vyžaduje velkou opatrnost a znalost elektrických bezpečnostních opatření.

Faktory, které určují výsledek dopadu elektrického proudu na osobu

Podle GOST 12.1.019 „OSBT. Elektrická bezpečnost. Obecné požadavky“ závisí stupeň nebezpečného a škodlivého vlivu elektrického proudu na člověka na síle proudu, napětí, druhu proudu, frekvenci elektrického proudu a cestě průchodu lidským tělem, délce expozice a podmínkách prostředí.

Síla proudu — hlavní faktor, na kterém závisí výsledek zranění: čím větší je proud, tím nebezpečnější jsou následky. Proud (v ampérech) závisí na aplikovaném napětí (ve voltech) a elektrickém odporu těla (v ohmech).

Podle stupně dopadu na osobu existují tři prahové hodnoty proudu:

• hmatatelný;
• neústupný;
• fibrilace.

Hmatatelný je elektrický proud, který při průchodu tělem způsobuje znatelné podráždění. Minimální hodnota, kterou člověk začne pociťovat při střídavém proudu s frekvencí 50 Hz, je 0,6-1,5 mA.

Nepolevující Uvažují proud, při kterém neodolatelné křečovité stahy svalů paže, nohy nebo jiných částí těla neumožňují oběti samostatně se odtrhnout od částí nesoucích proud (10,0-15,0 mA).

Fibrilace — proud, který při průchodu tělem způsobuje fibrilaci srdce — rychlé, chaotické a nerovnoměrné kontrakce vláken srdečního svalu, které vedou k zástavě srdce (90,0–100,0 mA). Po několika sekundách se dýchání zastaví. Nejčastěji k fatálním následkům dochází při napětí 220 V a nižším. Právě nízké napětí způsobuje náhodné stahy srdečních vláken a vede k okamžitému selhání srdečních komor.

Bezpečný proud

Proud, při kterém se člověk může osvobodit od elektrického obvodu, by měl být považován za přijatelný. Jeho hodnota závisí na rychlosti toku proudu lidským tělem: po dobu delší než 10 s – 2 mA a po dobu 120 s nebo méně – 6 mA.

Za bezpečné napětí se považuje 36 V (pro lokální stacionární svítidla, přenosná svítidla atd.) a 12 V (pro přenosná svítidla při práci uvnitř kovových nádrží, kotlů). V určitých situacích však mohou být i taková napětí nebezpečná.

Bezpečné úrovně napětí se získávají z osvětlovací sítě pomocí snižovacích transformátorů. Není možné rozšířit použití bezpečného napětí na všechna elektrická zařízení.

Ve výrobních procesech se používají dva typy proudu. — stejnosměrný a střídavý. Mají různé účinky na tělo při napětí do 500 V. Nebezpečí úrazu stejnosměrným proudem je menší než střídavým proudem. Největší nebezpečí představuje proud s frekvencí 50 Hz, která je standardní pro domovní elektrické sítě.

Dráha, kterou elektrický proud prochází lidským tělem, do značné míry určuje stupeň poškození těla.Pro směr pohybu proudu lidským tělem jsou možné následující možnosti:

• osoba se dotýká vodičů pod napětím (částí zařízení) oběma rukama, v tomto případě je směr toku proudu z jedné ruky do druhé, tj. „ruka-ruka“, tato smyčka je nejběžnější;
• při dotyku zdroje jednou rukou je cesta proudu uzavřena přes obě nohy k zemi „ruka-noha“;
• když se izolace proudových částí zařízení poruší, ruce pracovníka jsou pod napětím na pouzdře a zároveň tok proudu z pouzdra zařízení do země vede k tomu, že nohy jsou také pod napětím, ale s jiným potenciálem, čímž vzniká proudová cesta „ruce-nohy“;
• Když proud teče do země z vadného zařízení, blízká země dostává měnící se napěťový potenciál a osoba, která na takovou zem vstoupí oběma nohama, se ocitne pod potenciálovým rozdílem, tj. každá z těchto nohou dostává jiný napěťový potenciál, což má za následek krokové napětí a elektrický obvod „noha-noha“, který se vyskytuje nejméně často a je považován za nejméně nebezpečný;
• Dotyk hlavy s živými částmi může v závislosti na povaze vykonávané práce způsobit průchod proudu do paží nebo nohou – „hlava-paže“, „hlava-nohy“.

Všechny varianty se liší stupněm nebezpečí. Nejnebezpečnější varianty jsou „hlava-paže“, „hlava-nohy“, „paže-nohy“ (plná smyčka). To se vysvětluje skutečností, že v postižené oblasti se nacházejí životně důležité systémy těla – mozek, srdce.

Trvání aktuální expozice ovlivňuje konečný výsledek zranění. Čím déle elektrický proud působí na tělo, tím závažnější jsou následky.

Podmínky prostředí, které obklopují osobu během výrobních činností, mohou zvýšit riziko úrazu elektrickým proudem. Zvýšená teplota a vlhkost, kovové nebo jiné vodivé podlahy zvyšují riziko úrazu elektrickým proudem.

Podle stupně nebezpečí Aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem, jsou všechny prostory rozděleny do tří tříd: bez zvýšeného nebezpečí, se zvýšeným nebezpečím a obzvláště nebezpečné.

Ochrana před elektrickým proudem

Pro zajištění elektrické bezpečnosti je nutné přísně dodržovat pravidla pro technický provoz elektrických instalací a provádět opatření na ochranu před úrazem elektrickým proudem.

Maximální přípustná dotyková napětí a proudy Pro člověka jsou stanoveny normou GOST 12.1.038-82 (tabulka 1) pro nouzový provoz stejnosměrných elektrických instalací s frekvencí 50 a 400 Hz. Pro střídavý proud s frekvencí 50 Hz je přípustná hodnota dotykového napětí 2 V a proudová síla 0,3 mA, pro proud s frekvencí 400 Hz – 2 V a 0,4 mA; pro stejnosměrný proud – 8 V a 1 mA. Uvedené údaje jsou uvedeny pro dobu expozice proudu nejvýše 10 minut denně.

Tabulka 1. Maximální přípustné úrovně napětí a proudu

• použití bezpečného napětí;
• kontrola izolace elektrických vodičů;
• zabránění náhodnému kontaktu s živými částmi;
• ochranné uzemnění a uzemňovací zařízení pro nulový vodič;
• používání osobních ochranných prostředků;
• dodržování organizačních opatření k zajištění elektrické bezpečnosti.

Jedním z aspektů může být použití bezpečného napětí – 12 a 36 V. K jeho získání se používají snižující transformátory, které se připojují ke standardní síti s napětím 220 nebo 380 V.

K ochraně před náhodným kontaktem člověka s živými částmi elektrických instalací se používají ploty ve formě přenosných štítů, stěn a zástěn.

Ochranné uzemnění — je úmyslné elektrické spojení kovových částí, které nevedou proud a mohou být pod napětím, se zemí nebo jejím ekvivalentem (kovová konstrukce budov atd.). Účelem ochranného uzemnění je eliminovat riziko úrazu elektrickým proudem pro osobu v případě jejího kontaktu s kovovým tělesem elektrického zařízení, které je pod napětím v důsledku poruchy izolace.

Nulování — úmyslné elektrické připojení kovových částí, které nejsou vodivé a mohou být pod napětím, k nulovému ochrannému vodiči. Nulový ochranný vodič je vodič, který spojuje neutralizované části s pevně uzemněným nulovým bodem vinutí zdroje proudu nebo jeho ekvivalentu.

Bezpečnostní vypnutí — je ochranný systém, který zajišťuje bezpečnost rychlým automatickým vypnutím elektrické instalace v případě rizika úrazu elektrickým proudem. Doba trvání ochranného vypnutí je 0,1–0,2 s. Tato metoda ochrany se používá jako jediná ochrana nebo v kombinaci s ochranným uzemněním a uzemněním nulového vodiče.

Použití nízkých napětí. Nízká napětí zahrnují napětí do 42V, používají se při práci s přenosným elektrickým nářadím, s použitím přenosných lamp.

Kontrola izolaceIzolace vodičů časem ztrácí své dielektrické vlastnosti. Proto je nutné pravidelně kontrolovat izolační odpor vodičů, aby byla zajištěna jejich elektrická bezpečnost.

Osobní ochranné prostředky — se dělí na izolační, pomocné a uzavírací. Izolační ochranná zařízení poskytují elektrickou izolaci od živých částí a země. Dělí se na základní a doplňková. Mezi základní izolační zařízení v elektrických instalacích do 1000 V patří dielektrické rukavice a nářadí s izolovanými rukojeťmi. Mezi doplňková zařízení patří dielektrické galoše, rohože a dielektrické stojany.

• národní bezpečnost
  • národní bezpečnost
    • Ekonomická bezpečnost Ruska
    • Národní zájmy Ruska
    • Hrozby pro národní a ekonomickou bezpečnost
    • Zajištění národní a ekonomické bezpečnosti
    • Sociální a duchovně-morální zabezpečení
    • Informační bezpečnost Ruska
    • První pomoc
      • Radiační popáleniny
      • První pomoc při úrazech
      • První pomoc při pohmožděninách, zlomeninách, vykloubení a podvrtnutí
      • Umělé dýchání a nepřímá srdeční masáž
      • Přehřátí, podchlazení a omrzliny
      • První pomoc při otravě