Curenți de prag

Orez. 2. Pentru a determina rezistența corpului uman.

a) - circuit de măsurare a rezistenței;

b, c) - circuite de rezistență echivalente ale corpului uman;

d) este un circuit echivalent simplificat.

1 - electrozi; 2 - stratul exterior al pielii - epiderma (straturile cornoase și de creștere);

3 - țesuturile interne ale corpului (stratul interior al pielii și țesuturile subcutanate).

Astfel, având o rezistență specifică ridicată, pielea determină rezistența corpului uman în ansamblu. Pielea este formată din două straturi principale: exteriorul - epiderma (stratul superior al pielii de 0,2 mm grosime, format din celule cheratinizate moarte), care are o rezistență ridicată și cel interior - dermul, care are o rezistență relativ scăzută, apropiată ca valoare de rezistenţa ţesuturilor interne.

Astfel, în conformitate cu cel prezentat în Fig. 2a, cu un circuit pentru conectarea unei persoane la un circuit electric între doi electrozi, rezistența corpului uman constă din trei rezistențe conectate în serie: două rezistențe identice ale stratului exterior al pielii - epiderma (straturi cornoase și de creștere) și o rezistență a țesuturilor subcutanate interne, numită rezistență internă. Include două rezistențe ale stratului interior al pielii și rezistența țesuturilor subcutanate ale corpului și este egală cu -Rext = (300 - 500) Ohm. Rezistența corpului la diferiți oameni, măsurată în momente diferite și în condiții diferite, nu este aceeași. Rezistența electrică a pielii uscate, curate, nedeteriorate, măsurată la o tensiune de (15 - 20) V, este (3 - 100) 10 3 Ohm.

Dacă în zonele în care sunt aplicați electrozii, stratul cornos este îndepărtat, rezistența corpului va scădea la (1 - 5) 10 3 Ohm; la îndepărtarea întregului strat exterior al epidermei - (500 - 700) Ohm. Circuite echivalente ale rezistenței corpului umansunt prezentate în fig. 2b, c. Rezistența epidermicăZe constă din rezistențe activeRe și capacitive

conectate în paralel. Rezistența capacitivă se datorează faptului că, în locul în care electrodul atinge corpul uman, se formează un condensator, ale cărui plăci sunt electrodul și țesuturile interne bine conductoare ale corpului și stratul exterior al pielii, care are rezistență mare, este dielectricul. Circuitul echivalent fig. 2 în vă permite să scrieți impedanța corpului uman în formă complexă: sau în formă reală:

.

Din expresia de mai sus rezultă că, cu frecvența descrescătoare, rezistența corpului crește, iar la curent continuu are cele mai mari valori:

,

unde

este rezistența corpului uman la curentul continuu. Pe măsură ce frecvența crește, rezistențaZhscade din cauza scăderii capacității și la (5-10) kHz putem presupune căZh=Rin =(300-500) Ohm.

Circuitul echivalent poate fi simplificat prin reprezentarea rezistenței corpului ca o conexiune paralelă a rezistențeiRh=2Re+Rv și capacitateaC32h3=0,52C3e (Fig. 2d). Pentru acest caz:

.

La o frecvențăf= 50 Hz de tensiune alternativă, se ia în considerare doar componenta activă a impedanței și se presupuneRh= 1000 Ohm în calculele. Cu toate acestea,Zheste de fapt o valoare variabilă și depinde de mulți factori. Deci, în funcție de locul de aplicare a electrozilor, cu o creștere a zonei de contact, rezistența scade. Valoarea curentului și durata trecerii acestuia prin corpul uman afectează direct rezistența electricăZh. Odată cu creșterea curentului și timpul trecerii acestuia, rezistența scade, ceea ce este asociat cu o încălcare a proceselor.termoreglare în organism: datorită încălzirii locale crescute a pielii și a organelor interne, vasele se extind, aprovizionarea acestor zone cu sânge crește, ceea ce crește transpirația. Rezistența pielii umede scade, curentul crește și mai mult, creșterea încălzirii etc.

Dependența rezistenței de mărimea tensiunii aplicate se comportă într-un mod similar. O creștere a tensiunii reduce de zece ori rezistența corpului uman: în primul rând, din cauza unei încălcări a proceselor de termoreglare din cauza creșterii curentului, așa cum sa discutat mai sus; în al doilea rând, datorită dezvoltării proceselor de degradare a pielii la o valoare a tensiunii aplicate peste 50 de volți. În acest caz, valoarea rezistenţeiZhtinde spre valoareaRext= (300-500) Ohm.

S-a stabilit că pentru curenţi de degajare -Zh= (2-3) . 10 3 ohmi; cu curenți de nedeclanșare -Zh= 1 . 10 3 ohmi; la curent letal -Zh= 500 Ohm.

Factori care afectează rezultatul unei leziuni.

Calea curentului în corpul uman. Dacă organele vitale se află pe calea curentului, pericolul de rănire este foarte mare. Dacă curentul trece prin alte căi, ocolind inima, plămânii, creierul, atunci efectul poate fi reflex, prin sistemul nervos central. Curentul din corp nu urmează întotdeauna calea cea mai scurtă, deoarece diferite părți ale corpului au rezistivitate diferită, așa cum se arată mai sus. Cel mai mare pericol este traseul longitudinal al curentului. Se observă că trece prin inimă:

de-a lungul traseului „brațul stâng - picior” - 3,7%Ih;

de-a lungul traseului „brațul drept - picior” - 6,7%Ih;

Statisticile arată că cea mai mare dizabilitate (87% din cazuri) se observă cu leziuni ale „brațului drept - picioare”, cea mai mică (15% din cazuri) cu leziuni ale „piciorului -picior". Cu toate acestea, dacă curentul este mare, contracția convulsivă a picioarelor va duce la o cădere cu un posibil rezultat fatal.

Tipul și frecvența curentului.S-a stabilit că curentul alternativ este mai periculos decât curentul continuu. După cum rezultă din compararea valorilor de prag ale curenților, aceleași efecte sunt cauzate de valori mai mari ale curentului continuu decât al curentului alternativ. Cu toate acestea, chiar și un curent continuu mic (sub pragul de senzație) cu o întrerupere rapidă a circuitului dă șocuri foarte puternice, până la spasme ale mușchilor mâinilor. De asemenea, s-a stabilit că în instalațiile electrice cu un nivel de tensiune peste 500 V, curentul continuu este mai periculos. Creșterea frecvenței duce la creșterea riscului de deteriorare, pe măsură ce impedanțaZhscade. Cel mai mare pericol este reprezentat de curentul alternativ cu o frecvență de 20 până la 1000 Hz. La frecvențe sub 20 Hz și peste 1000 Hz, pericolul de deteriorare scade, deoarece valorile curenților maximi admisibiliIneotp se modifică de la 20 mA în sus. Curenții redresați conțin o componentă constantă și una alternativă, care au un efect comun asupra corpului uman, în timp ce instrumentele prezintă doar o componentă constantă. În cazul redresării cu jumătate de undă, valorile de prag ale curentului pentru componenta directă sunt de 1,5 ori mai mici decât pentru curentul alternativ. Cu redresarea cu undă completă, valorile de prag ale curentului alternativ și ale curenților redresați sunt aceleași.

Starea mediului.Schimbările de umiditate, temperatură din condiții optime, prezența prafului conducător, vaporilor acizi cresc riscul de rănire, deoarece în toate încăperile, cu excepția celor uscate și camerele curate, rezistenta corpului uman scade, iar in incaperile prafuite cu praf conductiv, cu mediu activ chimic si biologic, izolatia este distrusa.

Sediulfără pericol crescut - incinta este uscată.

Spațiile cu pericol crescut se caracterizează prin prezența uneia dintre următoarele caracteristici:

a) temperatură ridicată (> 30 0 C);

b) umiditate peste 75%;

c) podea conductoare;

d) praf conductiv;

e) posibilitatea contactului simultan cu structurile metalice ale clădirilor legate la pământ, mecanismele - pe de o parte, și cu carcasele metalice ale echipamentelor electrice - pe de altă parte.

Spațiile deosebit de periculoase se caracterizează prin prezența uneia dintre cele trei condiții:

a) 100% umiditate, umiditate deosebită;

b) un mediu activ din punct de vedere chimic și biologic care distruge izolația și părțile purtătoare de curent ale echipamentului;

c) două sau mai multe indicatoare în acelaşi timp, caracteristice spaţiilor cu pericol sporit.

Valori maxime admise ale curenților.Conform statisticilor leziunilor electrice, nu există un curent sigur, deoarece orice valoare a curentului are un anumit efect asupra corpului uman. Un curent care provoacă puține senzații la o persoană poate fi un curent neeliberator pentru o altă persoană. Natura impactului la aceeași valoare curentă depinde de starea sistemului nervos central și a întregului organism în ansamblu, masa unei persoane, dezvoltarea sa fizică. Datele de mai sus pentru pragurile actuale se bazează pe date istorice. Prin urmare, putem vorbi doar despre valoarea admisibilă a curentului. Pe baza valorilor de prag ale curentului, curentul la care există un pericol real de rănire poate fi considerat acceptabil. Acest lucru este posibil numai cu un curent care nu eliberează, atunci când o persoană nu este capabilă să se elibereze independent de părțile purtătoare de curent. Prin urmare, este inacceptabil ca un curent să curgă printr-o persoană mult timp deasupra celui care eliberează. Acesta este,în cazul contactului accidental în condiții normale, curentul maxim admisibil pe termen lung printr-o persoană este egal cu pragul curentului de neeliberare - aproximativ 10 mA.

Cu o acțiune de scurtă durată a curentului, contracția convulsivă a mușchilor mâinilor nu contează, paralizia respiratorie se dezvoltă în (15-30) secunde și, de asemenea, nu are timp să se dezvolte cu o acțiune pe termen scurt. Curenții mari (câteva zeci de mA) provoacă fibrilație cardiacă în (1-2) secunde. Prin urmare, cele mai mici valori ale curenților care provoacă fibrilația inimii sunt considerate curenți admisibili pe termen scurt. Pe baza celor de mai sus, GOST 12.1.038-82 stabilește valorile admisibile ale curenților care curg prin corp de-a lungul căii „braț - braț”, „braț - picioare” în timpul funcționării normale a instalațiilor electrice în scopuri industriale și casnice de curent continuu și alternativ cu o frecvență de 50 Hz și 400 Hz. Curbele normalizate sunt prezentate în figură.

---