Что опаснее для человека ток или напряжение

Что бьёт и убивает: ток или напряжение?

Опасность электричества не миф, хуже того, несмотря на всеобщую осведомленность об этом факте, практически каждый человек может сказать, что ему доводилось при каких-то обстоятельствах ощутить на собственной шкуре электрический удар. Исход подобного воздействия не обязательно плачевен, однако, опасность летального исхода – это неотъемлемый спутник халатного обращения с электричеством.

Именно поэтому на электроустановках устанавливают предупреждающие плакаты, например, «Высокое напряжение! Опасно для жизни!» или «Не влезай! Убьет!». В связи с чем у многих возникает путаница, что убивает ток или напряжение, чего же им стоит опасаться.

В чем отличие между током и напряжением?

Если рассмотреть физический процесс, то электрическая энергия имеет множество различных характеристик, среди которых наиболее часто рассматриваются напряжение и ток. Сразу заметим, что это не одно и то же, но обе они взаимосвязаны.

В каждом веществе присутствует несчетное количество мельчайших атомов, в которых происходит электромагнитное взаимодействие между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг ядра. В нормальном состоянии элементарные частицы находятся в балансе – заряд ядра полностью скомпенсирован зарядами электронов. Но, воздействие электромагнитного поля на атомы приводит наиболее удаленные электроны в движение, и атомы выходят из равновесия – получают определенный заряд.

Рис. 1. Строение атома

Под напряжением следует понимать разницу между двумя зарядами – в одной точке энергии больше, а в другой меньше. Можно провести аналогию с сообщающимися сосудами, если воды в одной трубке больше, а во второй меньше, то при их соединении вода из первой будет перетекать во вторую. Так же и с напряжением – потенциально в каждой точке имеется определенный заряд энергии, созданный электромагнитным полем, но до тех пор, пока эти точки не соединятся электрической цепью, заряженные частицы не начнут направленного движения.

Рис. 2. Что такое напряжение

Но, с появлением связующей цепи, напряжение между двумя точками приведет к направленному движению заряженных частиц. Это явление получило название электрического тока.

В зависимости от особенностей источника электрической энергии напряжение и ток могут носить:

  • постоянный характер – не зависимо от наличия или отсутствия нагрузки, величина напряжения не меняется, относится к источникам неограниченной мощности;
  • изменяться в зависимости от величины нагрузки – относятся к источника с ограниченной мощностью, где величина питающего напряжения снижается при замыкании цепи;
  • временный – при подключении нагрузки к источнику питания заряд полностью рассеивается через короткий промежуток времени, это конденсаторы, в некоторых ситуациях наведенное напряжение.

Поэтому ток не может протекать без наличия напряжения на участке цепи, но именно ток определяет интенсивность воздействия электрической энергии на человека.

Воздействие тока и напряжения на организм

Чтобы определить степень воздействия на человека, следует отметить, что тело представляет собой проводник электрической энергии, через который может свободно протекать электрический ток. Однако, согласно закону Ома, сила тока на любом участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна сопротивлению:

  • I – сила тока;
  • U – величина приложенного напряжения;
  • R – сопротивление тела человека.

Рис. 3: от чего зависит сила тока

Как можно судить из вышеприведенного выражения, чем больше омическое сопротивление, тем меньше ток, протекающий через человека. Напряжение электрической сети – величина постоянная и мало зависящая от того, что к ней подключено.

А вот на сопротивление человека влияют многие факторы:

  • состояние кожных покровов в местах прикосновения к токоведущим частям;
  • увлажненность кожи;
  • общее физиологическое состояние организма;
  • состав крови.

Помимо этого прохождение тока будет зависеть и от состава напольного покрытия, если цепь замкнется через ноги. В среднем, сопротивление человека принимается равным 1000 Ом, сухая кожа может иметь сопротивление в 100 000 Ом, но рассчитывать на такой показатель не стоит. Если рассмотреть ситуацию, когда 220 вольт приложено к человеку с сопротивлением 1000 Ом, то удар током достигнет 0,22А или 220 мА, а это опасная величина.

Чтобы представлять себе всю картину, нужно знать следующее:

  • при 1 – 10 мА удар электрическим током не ощущается, человек свободно отпустит токоведущий элемент без угрозы для собственной жизни;
  • от 15 – 50 мА воздействие электричества вызывает сокращения мышц и болезненные ощущения, самостоятельное освобождение человека может оказаться затруднительным;
  • от 50 – 100 мА воздействие электрического тока затрагивает сердце, поэтому становится опасным для жизни;
  • от 100 – 200 мА поражение электрической энергией может нанести летальный урон организму.

Вышеприведенные данные справедливы для переменного тока частотой 50 Гц, это обуславливается наличием амплитудных составляющих и пикового значения, как в положительную, так и в отрицательную сторону. При постоянном токе опасное для жизни значение считается от 300 мА и выше.

Более детально о воздействии электрического тока на организм человека было изложено в нашей статье: https://www.asutpp.ru/dejstvie-elektricheskogo-toka-na-organizm-cheloveka.html

Подводя итоги

Как видите, токовая составляющая, воздействующая на человека, и определяет, какие ситуации считаются опасными, а какие нет. Но, в то же время, без разности потенциалов электрический ток вообще протекать через человека не будет. Прямой тому пример – выполнение работ под напряжением, когда человек свободно касается проводов, а смертельно опасное электричество его не бьет. Проблема решается изолирующей вставкой между землей и ногами человека, которая разрывает электрическую цепь.

Рис. 4. Работа под напряжением с изолированной вышки

Помимо этого существует целый разряд электроустановок, которые относятся к безопасным за счет питания низким напряжением. Так, потенциально безопасными можно назвать уровни не более 42 В переменного и 100 В постоянного, а все остальные относятся к опасному или высокому напряжению. Но не испытывайте судьбу, лучше перестраховаться и воспользоваться средствами индивидуальной защиты, а в любой непонятной ситуации воздержаться от взаимодействия с электроустановкой, оборванными проводами или корпусом поломанного бытового прибора, включенного в сеть.

Видео пояснение

Степени опасности тока для человека

Электричество дало человеку много того, без чего нынешний мир не казался бы нормальным. Однако ток также может навредить, причем с летальным исходом. Подробнее о том, какой ток опаснее и какое напряжение может выдержать человек — читайте в статье.

Принцип воздействия тока

И прежде всего нужно рассмотреть то, как опасные для человека токи воздействуют на него. Если сравнивать его с другими опасными явлениями, то основную разницу составит тот факт, что у него ни цвета, ни запаха. Любой ток фактически невидим для человека и это совершенно не означает, что его соприкосновение с телом безопасно. В основном оказывается воздействие следующего типа:

  1. Термическое. Оно выражается в ожогах по всему телу, а также сильному нагреву сосудов и нервных окончаний.
  2. Электролитическое. Это воздействие причина разложения крови и прочих жидкостей в организме. Оно происходит посредством электролиза, что также затрагивает физико-химическую составляющую жидкости в организме. Если же говорить проще, то кровь загустевает, заряд белков изменяется и в организме начинает парообразование.
  3. Биологическое. Причина всех судорог и сокращений, так как действие электротока закономерно сопровождается раздражением всех органов.

Теперь, когда есть основы, можно перейти к величинам, опасным для жизни человека.

Опасное напряжение

В первую очередь отметим, что думать о наличии опасного и неопасного электрического тока ошибочно — любое воздействие негативно, отличается лишь степень вреда. Причина, по которой один человек пострадает меньше, а другой больше, обусловлена внутренним сопротивлением. Оно же зависит от толщины кожи, уровня влажности помещения, в котором произошло соприкосновение, и тела человека, а также путь тока.

И этому нужно уделить отдельное внимание, потому что самое опасное протекание тока для жизни человека либо через ногу и голову, либо через руку и голову. Это объясняется тем, что ток проходит через сердце, мозг и легкие. И если напряжение постоянного или переменного тока при этом большое, то в худших случаях это вызывает остановку сердца или органов дыхания.

Установлено, что постоянный ток для человека чуть безопаснее переменного, если все происходит в рамках сетей до 500 В. И стоит напряжению начать расти, вместе с ним растет опасность для человека.

Однако это не все, потому что важно также учитывать частоту сети. Если взять для рассмотрения 500 Гц, то несколько безопаснее, чем промышленные 50 Гц. Обусловлено это тем, что с повышением частоты постепенно проявляется Skin Effect, суть которого заключается в прохождении тока по поверхности проводника, благодаря чему внутренние органы не затрагиваются.

Финальное же значение опасности тока для человека представляет собой время. Если продолжительно находится под постоянным током или переменным, то урон будет выше, чем кратковременный удар им. И, хотя здесь также нужно учитывать силу тока, чтобы дать однозначный ответ, но чем меньше времени под воздействием, тем лучше.

Дополнительные воздействия

Помимо прочего, нужно также учитывать другие воздействия, которые создает постоянный и переменный ток, проходя через тело человека. К таковым относят:

  1. Электрический удар. Он провоцирует возбуждение всех тканей, что приводит к судорогам и их последствиям. В числе таковых могут быть потеря сознание, нарушение дыхания или работы сердца, а также летальный исход.
  2. Электрическая травма. Это повреждения, что наносятся телу напрямую. Существует две разновидности оных:
    • Электрический ожог. Он делится на токовый, что представляет собой прохождение тока через все тело, а также дуговой, появление которого происходит между проводником и человеком. Его можно отчетливо определить по той дуге, что появляется при контакте. И он также в несколько раз опаснее токового, так как его температура может в несколько раз выше.
    • Металлизация кожи. Явление, что означает при попадании частиц металла в кожу. Следствием этого становится повышение проводимости и большая травмоопасность.

Помнить стоит также об электрических метках, что представляют собой места, куда ток вошел и откуда он вышел.

Какой ток опаснее: постоянный или переменный

Когда разобраны основы, нужно определить какой ток для жизни опаснее постоянный или переменный. Ответ на этот вопрос прост — переменный ток опаснее постоянного. И вот почему:

  • одинаковый эффект обоих типов тока может быть только в том случае, когда мощность постоянного превысит переменный в 4 раза;
  • причиной летального исхода становится фибрилляция желудочков, риск получений которой значительно выше, когда на организм воздействует переменный ток;
  • существует правило: если частота меньше, то сопротивление выше, однако для переменного, минимальное значение частоты которого почти что всегда достигает 50 Гц, сопротивление низкое.

Избежать же подобного воздействия можно не только с помощью техники безопасности, но и соблюдение пуэ — правил устройства электроустановок.

Обоснованность опасности

Ранее мы затронули вкратце то, почему постоянный и переменный ток опасен для человека. Пришло время разобрать все факторы подробнее. Существует четыре фактора:

  1. Сила тока и напряжение. Сила тока измеряется в миллиамперах (мА). Так, для переменного достаточно значение от 10 до 15 мА под «стандартным» напряжением в 120 В, а для постоянного порядка 50-80 с напряжением в U=42 B, чтобы нанести вред человеку. Однако не стоит думать, что постоянный поэтому становится безопаснее, потому что при тех же 500 В оба в наносимом ущербе становятся равны.
  2. Продолжительность. Всем очевидно, что чем дольше находится под ударом тока, тем хуже. Однако не каждый знает почему это так. Долгое нахождение под воздействием тока разрушает эпидермис и, как следствие, снижает сопротивление тела, что автоматически «увеличивает» силу тока.
  3. Частота. она представляет собой значение колебаний полюсов сети, которое в странах СНГ достигает 50 Гц. Однако к постоянному току эта единица измерения отношения не имеет, так как в его случае электроны движутся в одном направлении. Уже рассмотренный Skin Effect достигается при частоте, что выше 20 кГЦ, и это было доказано Николой Теслой опытным путем.
  4. Сопротивление. Понимание того, как это устроено, не требует особых знаний. Стоит запомнить только то, что повышение сопротивления связано с меньшей силой тока, и наоборот. Если на теле есть сухие и огрубевшие участки кожи, то они могут выступить в качестве диэлектрика, что установит значение сопротивления тела от 40000 до 100000 Ом.
    • высокая температура тела;
    • поврежденный эпидермис;
    • высокая влажность окружения.

Потоотделение также снижает сопротивление тела, потому что представляет собой влажность и повышенную температуру.

Теперь мы не только знаем какие значения не безопасны для людей, но и почему это так.

Последствия удара током

И хотя любой опасный ток в большинстве случаев для человека будет опасен, последствия его воздействия имеют ряд различий. Это зависит от той системы организма, на которую пришелся основной урон:

  1. Нервная. В этом случае может быть потеря сознания или памяти, в особых случаях навсегда. Если было оказано воздействие на нервы, то может произойти нарушение чувствительности или двигательной активности как таковой. Существует также прецеденты, когда появляются патологические рефлексы и постепенное исчезновение физиологических.
    В случаях воздействия высокого напряжения, происходит расстройство ЦНС и дальнейшее торможение всех центров, отвечающих за дыхательной и сердечной деятельностью.
  2. Сердечно-сосудистая. Здесь основу составляет функциональный вред, который представляет собой синусовую аритмию и тахикардию, а также блокады и экстрасистолия. Возможно также внутреннее кровотечение за счет повреждения стенок сосудов.
  3. Органы чувств. В основном это шум в ушах или снижение чувствительности конечностей. Может быть также разрыв барабанных перепонок и глухота. При повреждении глаз есть вероятность возникновения кератита, хориоидита и катаракты.
  4. Долгосрочный вред. Удар током не всегда проходит бесследно даже после устранения вреда, наступившего сразу. Так, у человека в дальнейшем может возникнуть невриты или трофические язвы. В рамках сердечно-сосудистой системы происходят нарушения в проводимости импульсов. Ожоги, причиной которых стал электрический удар, заживают, однако в редких случаях развивают деформацию опорно-двигательного аппарата. Последующее воздействие тока способно спровоцировать артериосклероз или вегетативные изменения.

Опасность составляет также и то, что полностью вылечить человека после такого можно не всегда. В особых случаях тяжело даже нивелировать пассивные боли, которые испытывает человек.

Избежать вреда от тока намного проще, чем может показаться. Использовать устройства, что соблюдают ПЭУ, а также не трогать электроприборы мокрыми руками — базовые требования безопасности — позволят значительно снизить вероятность удара.

Видео по теме

Опасность тока и напряжения: есть ли разница

Отправим материал на почту

  • Ток и напряжение отличительные качества
  • Характер тока и напряжения
  • Как воздействует ток и напряжение на человеческий организм
  • Степень поражения и от чего она зависит
  • Как ощущается ток человеком
  • Заключение

Делая сравнительную характеристику вопроса, что опаснее ток или напряжение, можно смело ответить, что все зависит от сопротивления, которое создается телом человека, контактирующим с электрическим током. Чтобы понять, как работают две разные величины предлагаем изучить эту статью до конца. Возможно, вы найдете ответы на вопросы, которые так долго искали.

Ток и напряжение: отличительные качества

Электрическая энергия – это целый комплекс значений и показателей. При этом напряжение – это характеристика потенциальной энергии, которая максимально может достичь объекта. В то же время ток – это само воздействие на объект, которое возникает между точками схемы.

Рассмотрим на примере принцип существования электроэнергии. Известно, что любое вещество содержит в себе миллиарды атомов. Отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг ядра (положительно заряженного). Близкого взаимодействия частиц при этом не происходит. Но как только на них начинает свое взаимодействие электромагнитное поле, частицы вокруг ядра начнут движение. За счет этого образуется заряд определенной силы. Он связывает частицы. Его и принято называть током.

Характер тока и напряжения

Так как ток и напряжение — взаимосвязанные между собой понятия, то их объединение можно условно поделить на три группы по характеру:

  • Постоянный. В данном случае нет зависимости есть нагрузка или нет нагрузки, ток и напряжение будут носить постоянный характер, не меняясь при контакте с чем-либо. Обычной такое электричество можно встретить в источниках, отличающихся неограниченной мощностью.
  • Изменчивый от нагрузки. Данный ток является составляющей источников, у которых предусмотрена ограниченная мощность. Напряжение будет снижаться в случае замыкания электрической цепи.
  • Временный. Если подключается нагрузка к источнику питания, то весь заряд полностью рассеиваться спустя небольшой промежуток времени. Такое обычно происходит с конденсаторами.

Очевидно, что электрический ток не имеет возможности протекать через цепи, если на ней не зафиксирована нагрузка.

Как воздействует ток и напряжение на человеческий организм

Чтобы понимать, чего все-таки следует бояться: электрического тока или напряжения, нужно знать, что и как воздействует на человека. Об этом ниже.

Из электротехники можно вспомнить, что тело человека является раствором солей и прочих органических веществ в воде. Получается, если ток начнет контакт с телом, то соответственно, тело получит удар. Так как электричество тоже «любит» воду.

Получается, если сила тока пройдет через весь организм, то с высокой вероятностью человек получит травмы различного характера:

  • Термическое. Произойдет нагревание всех частей организма, через которые будет проходить электричество. В результате есть риск получить внешние и внутренние ожоги, не совместимые с жизнью.
  • Электролитическое. Происходят химические реакции в крови и других жидкостях человеческого организма, что тоже способно вызвать мгновенный летальный исход. Такое вмешательство не дает организму нормально функционировать.
  • Биологическое. В этом случае происходит раздражение нервных окончаний кожи и других органов, имеющих их.
  • Механическое. Не менее опасно, чем другие. В результате такого воздействия происходят разрывы мягких тканей и внутренних органов. Возможны даже переломы костей в суставах и связок.

Электротравмы, которые получил человек можно разделить на три группы:

  • общие. Вследствие них возникает полное поражение тела человека под воздействием электрического тока;
  • местные. Остаются пораженными только те места, через которые проходил ток (обычно их фиксируют в виде разрывов или ожогов);
  • ожоги глаз. Происходят при воздействии электрической дуги, возникшей вследствие ультрафиолетового излучения.

На заметку! Все перечисленные электротравмы могут быть несовместимы с жизнью, поэтому не стоит полагать, что какая-либо по характеру может быть безопасной.

Степень поражения и от чего она зависит

Часто задают вопрос, какой ток и напряжение считаются опасными. Это зависит от различных факторов, но особое внимание заслуживает именно электрическое сопротивление кожи. Например, если на поверхности нет влаги, она абсолютно сухая, то сопротивление составит около 100 кОм, при воздействующем напряжении 5-10 В.

На тот случай, если кожа мокрая или имеет даже незначительный процент влажности, тогда падает до 1 кОм. Соответственно удар тока будет в разы сильнее и поражения будут весьма серьезные. Сопротивление внутренних органов независимо от состояния кожных покровов будут составлять от 0,5 до 1 кОм. Также негативно влияют на способность к сопротивлению человеческого тела плохое самочувствие.

Чем ниже сопротивление, тем выше воздействие на него электричества. Также ущерб от тока увеличивается при его длительном воздействии на человека и плохом состоянии здоровья: сюда относят сердечно-сосудистые заболевания, болезни кровеносной и дыхательной системы.

Степень поражения еще может зависеть от того, какой путь имел электрический ток при прохождении через организм. Самыми опасными считаются: рука-ноги и рука-рука. В таких случаях, он проходит через грудную клетку, соответственно затрагивает органы, которые находятся в ней.

Важно! Чем выше сила тока и величина напряжения, тем быстрее он будет протекать по своему пути. Например, 65В —1 секунда; 220 — 0,1 секунда.

В случае, если человек находится под длительным воздействием тока, то велика вероятность возникновении фибрилляции желудочков сердца, как следствие — его остановка. В таких случаях спасти может только искусственное дыхание. Но важно помнить, что прежде нужно освободить человека от тока, а только потом принимать меры по спасению.

Как ощущается ток человеком

Человеческий организм может ощущать воздействие на него электрического тока по-разному. Все зависит от его силы. Бывают:

  • 1-10 мА. Данный ток не ощущается человеком. Он самостоятельно сможет отпустить токоведущий предмет без угрозы для здоровья и жизни;
  • 15-50 мА. Ток такой силы будет раздражительно воздействовать на мышцы и вызывать болезненные ощущения. Самостоятельно отпустить проводник будет проблематично.
  • 50-100 мА. Такая сила тока затрагивает сердечную мышцу, соответственно несет опасность для жизни. Обводиться самостоятельно от электричества невозможно;
  • 100-200 мА. Воздействие такого тока крайне опасно. Он наносит не только критический вред здоровью, но и вероятно приведет к летальному исходу.

Заключение

В результате можно сделать вывод, что ток не опаснее напряжения, а напряжение не опаснее тока. Обе составляющие взаимосвязаны и воздействуют на организм комплексно. Поэтому отдельная величина, независимо от ее интенсивности, оказывать влияние на человеческий организм никак не может.

Опасность поражения электрическим током

Как известно, человеческое тело является проводником электрического тока. Поэтому, при непосредственном соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями электрической установки или линией электропередач возникает опасность поражения электрическим током.

В большинстве случаев прикосновение происходит тогда, когда человек стоит на земле или на проводящем основании (пол, площадка). При этом возникает электрическая цепь, одним из участков которой будет теле человека.

Степень травмы от воздействия электрического тока определяется величиной тока, протекающего через тело человека.

Установлено, что ток в 0,1 А является в большинстве случаев для человека смертельным, а токи в 0,03 – 0,09 А, хотя и не вызывают смертельного исхода, но все же причиняют серьезный вред организму человека.

Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от напряжения электроустановки, а также от сопротивления всех элементов цепи, по которой протекает ток, в том числе от сопротивления тела человека.

Электрическое сопротивление человека

Электрическое сопротивление различное у разных людей. Даже у одного и того же человека оно может быть разным в зависимости от ряда факторов. Так, большое влияние на величину электрического сопротивления имеют такие факторы, как состояние кожного покрова, степень утомления, состояние нервной системы и т. п.

Сухая, грубая, мозолистая кожа, отсутствие усталости и нормальное состояние нервной системы резко повышают электрическое сопротивление человеческого организма и, наоборот, увлажненная кожа, переутомление, возбужденное состояние нервной системы, а также другие факторы значительно понижают его.

Большое влияние на сопротивление тела человека прохождению электрического тока оказывают влажность и температура помещения, состояние одежды, обуви и т. д.

От чего зависит тяжесть поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения тела человека электрическим током зависит от силы и частоты тока, от пути и продолжительности его действия, а также от сопротивления тела человека в момент соприкосновения с токоведущими частями.

Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие, а наиболее уязвимыми частями тела в момент прикосновения к токоведущей части являются щека, шея, голень, плечо и тыльная сторона ладони.

Не менее важным фактором является площадь соприкосновения тела человека с токоведущими частями электроустановки.

Чем больше площадь соприкосновения тела человека с проводником и продолжительнее действие электрического тока на человеческое тело, тем меньше его сопротивление и, следовательно, больше опасность поражения электрическим током.

Поэтому опасность поражения электрическим током резко возрастает при таких видах работ, как сварка внутри колодцев, цистерн, резервуаров, внутри сосудов, находящихся под давлением (кфтлы, баллоны, трубопроводы), где большая вероятность соприкосновения работающего с металлическими конструкциями.

Опасными для поражения электрическим током являются помещения с токопроводящими полами (земля, бетон, металл и др.), в которых относительная влажность превышает 75%.

Особо опасными являются помещения, в которых относительная влажность воздуха достигает 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой), а также помещения с химически активной средой, разрушающе действующей на изоляцию и токоведущие части электрооборудования и т. д.

Для нормальных условий работы в сухих помещениях считается безопасным напряжение, не превышающее 36 В, а при особо неблагоприятных условиях смертельные поражения током возможны даже при напряжении 12 В. С увеличением частоты тока опасность поражения понижается.

Наибольшую опасность представляют токи, частота которых составляет 40 — 60 Гц. При частотах выше 100 Гц опасность поражения резко падает.

Величина тока в человеке определяется также приложенным напряжением в момент прикосновения к токоведущим частям.

Если человек замыкает своим телом два фазных провода действующей установки, взявшись, например, за них руками, он ставит свое тело под полное линейное напряжение сети.

Когда человек касается одного провода трехфазной сети, находящегося под напряжением, то он ставит себя под напряжение, действующее между этим проводом и землей.

В этом случае в электрическую цепь, по которой проходит ток через тело человека, включено обычно еще сопротивление изоляции (относительно земли) обуви, пола, проводов других фаз, которых человек не касается.

Что такое шаговое напряжение

Напряжение, возникшее в цепи тока замыкания на землю между двумя ее точками в момент прикосновения к ним человека, называется напряжением прикосновения.

Поражение током может произойти и под действием шагового напряжения, которое возникает под действием растекающегося в земле тока при замыкании токоведущих частей на корпус оборудования или непосредственно на землю.

Шаговое напряжение равно разности потенциалов между двумя точками поверхности земли на расстоянии одного шага (примерно 0,8 м). Оно возрастает по мере приближения к точке соединения токоведущих частей с землей и может быть равно напряжению прикосновения.

Поэтому при обнаружении соединения с землей какой-либо токоведущей части установки запрещено приближаться к месту повреждения на расстояние менее 4 — 5 м в закрытых распределительных устройствах и на 8 — 10 м в открытых.

Воздействие переменного электромагнитного поля на человека

Длительное воздействие переменного электромагнитного поля на организм человека также вызывает некоторые нарушения его нормальной деятельности — человек быстро утомляется, снижается точность движений во время работы, появляется головная боль и боль в области сердца, иногда повышается кровяное давление.

Электрическое поле промышленной частоты помимо биологического воздействия на организм человека вызывает электризацию его как проводника. Поэтому человек, изолированный от земли и находящийся в электрическом поле, оказывается под значительным потенциалом (величиной несколько киловольт).

В случае прикосновения человека к заземленным частям электрооборудования возникает электрический разряд. Разрядный ток вызывает болезненные ощущения.

Выбор средств защиты от вредного действия электромагнитных полей зависит от частоты колебаний электромагнитного поля. В установках промышленной частоты напряжением 330 кВ и выше как защитное средство применяют экранирующий костюм, изготовляемый из специальной металлизированной ткани.

В комплект защитного костюма входят комбинезон или куртка с брюками, головной убор (каска, шапка) и кожаные ботинки с электропроводящими подошвами, обеспечивающими хороший электрический контакт с поверхностью, на которой стоит человек.

Все части костюма соединены между собой специальными гибкими проводниками. Для защиты применяют также специальные заземленные экраны в виде щитов из металлической сетки. Их защитное действие основано на эффекте ослабления электрического поля вблизи заземленного металлического предмета. Экраны могут быть постоянные и переносные в виде козырьков, навесов, перегородок или палаток.

Опасность статического электричества

Опасность для человека представляет также статическое электричество. Статическое электричество образуется в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов или ионов при соприкосновении двух разнородных материалов. Искровые разряды статического электричества могут явиться причиной воспламенения горючих веществ и взрывов, привести к порче или разрушению материалов, отрицательно воздействовать на организм человека.

Накопление разрядов статического электричества на стационарных и передвижных установках происходит:

при наливе электризующихся жидкостей (этиловый эфир, сероуглерод, бензол, бензин, толуол, этиловый и метиловый спирты) в незаземленные резервуары, цистерны и другие емкости ;

во время протекания жидкостей по трубам, изолированным от земли, или по резиновым шлангам,

при выходе из сопел сжиженных или сжатых газов, особенно тогда, когда в них содержится тонко распыленная жидкость, суспензия или пыль ;

во время перевозки жидкостей в незаземленных цистернах и бочках;

при фильтрации жидкостей через пористые перегородки или сетки;

при движении пылевоздушной смеси в незаземленных трубах и аппаратах (пневмотранспорт, размол, просеивание, аэросушка);

в процессах перемешивания веществ в смесителях;

при механической обработке пластмасс (диэлектриков) на станках и вручную;

во время трения трансмиссионных ремней (прорезиненных и кожаных диэлектриков) о шкивы.

Накопление зарядов статического электричества на людях происходит:

при пользовании обувью с непроводящими электрический ток подошвами;

одеждой и бельем из шерсти, шелка и искусственных волокон;

при передвижении по покрытию пола, непроводящему электрический ток, при выполнении ручных операций с веществами — диэлектриками.

Длительное воздействие зарядов статического электричества (например, при ручных операциях) оказывает вредное влияние на здоровье работающих.

Для отвода статического электричества, накапливающегося на установках, устройствах и оборудовании, применяют заземляющие устройства.

Смесители, газо- и воздухопроводы, воздушные и газовые компрессоры, пневмосушилки, воздухопроводы вытяжных систем вентиляции и пневмотранспорта, особенно при удалении синтетических материалов, сливоналивные устройства, резервуары, емкости, аппараты и другие устройства, в которых возникают опасные потенциалы электричества, необходимо заземлять не менее чем в двух местах.

Все передвижные емкости, временно находящиеся под наливом или сливом сжиженных горючих газов и пожароопасных жидкостей, на время заполнения необходимо присоединить к заземлителю.

Во избежание воспламенения и взрыва пылевоздушных смесей необходимо:

препятствовать образованию смесей в пределах взрываемости;

остерегаться образования тонкой пыли;

повышать относительную влажность воздуха;

заземлять технологическое и транспортное оборудование, особенно выпускные сопла, фильтры из текстильных и других токонепроводящих материалов прошивать медными многожильными проводами с последующим заземлением их;

не допускать накопления пыли в помещении, падения или сброса ее с большой высоты, а также ее завихрения.

Для отвода статического электричества используют токопроводящую обувь — ботинки с кожаной подошвой, подошвой из токопроводящей резины или пробитой токопроводящйми и неискрящими при трении и ударах заклепками (латунными), заземляют ручки дверей, лестниц, рукоятки приборов и т. д.

Защита от статического электричества:

Опасность молнии

Поражение током может произойти и от молнии. Ток молнии может достигать 100 — 200 кА. Производя тепловое, электромагнитное и механическое воздействие на предметы, по которым он проходит, ток может вызвать разрушения зданий и сооружений, пожары и взрывы, представлять большую опасность для людей.

Разрушающее и поражающее действие молнии может быть вызвано прямым (непосредственным) ударом в объект, занесенным высоким потенциалом (по проводам воздушных линий или трубопроводам, в которые ударила молния во время грозового разряда), наведенными напряжениями под действием электростатической и электромагнитной индукции (вторичное воздействие молнии), а также шаговыми напряжениями и напряжениями прикосновения в зоне растекания тока молнии (при разряде в землю, дерево, здание, грозозащитное устройство и т. п.).

Для приема электрического разряда молнии (тока молнии) служат устройства — молниеотводы, состоящие из несущей части (например, опоры), молниеприемника (металлический стержень, трос или сетка), токоотвода и заземлителя.

Каждый молниеотвод в зависимости от его конструкции и высоты имеет определенную зону защиты, внутри которой объекты не подвержены прямым ударам молнии.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами в местах их взаимного сближения на 10 см и меньше через каждые 20 м приваривают стальные перемычки с тем, чтобы не было незамкнутых контуров (в местах разрывов возможно искрение и, следовательно, не исключена опасность взрыва и пожара).

Статистика электротравматизма

Статистика показывает, что около 9,5% всех случаев электротравматизма приходится на системы электроосвещения, а из них более половины представляют случаи поражения током во время смены ламп при прикосновении к цоколю или к неправильно заправленному патрону. Чтобы избежать опасности поражения током во время замены электрической лампы, необходимо перед заменой снять напряжение.

Другие материалы со статистикой электротравматизма:

Что все-таки бьёт: ток или напряжение?

В раннем возрасте многие из нас убедились на собственном опыте или узнали из рассказов очевидцев о том, что, если включить утюг в розетку и попытаться разрезать питающий шнур, обязательно испытаешь на себе болезненный удар. Так воздействует на организм электрический ток. В школе над розетками пишут: «220 В, опасно, убьёт!». На подстанциях, в трансформаторных будках и в других высоковольтных установках вывешивают предостерегающие таблички: «Опасно для жизни, высокое напряжение!». Так что же именно представляет опасность для человека и почему? Что бьёт: ток или напряжение? Для начала разберемся в этих понятиях.

  • Условия возникновения напряжения
  • Как возникает ток
  • Воздействие на организм
  • Факторы, влияющие на степень поражения
  • Заключение

Условия возникновения напряжения

Любое вещество состоит из атомов, имеющих положительное ядро и отрицательно заряженные электроны.

Если, под воздействием внешних сил, из атомов отнять некоторое количество электронов, то образовавшееся положительное поле будет стремиться вернуть на их место новые отрицательные частицы.

Если электроны не отнимать, а добавлять, то поле будет иметь отрицательный заряд. Так создаётся положительный и отрицательный потенциалы. При взаимодействии между ними возникает сила притяжения. Чем больше разность потенциалов, тем более сильное поле и высокое напряжение образуется.

Как возникает ток

Если при помощи проводника соединить потенциалы противоположных зарядов, то возникнет направленное движение заряженных частиц так называемый электрический ток, стремящийся ликвидировать разницу потенциалов.

Именно направленное движение заряженных частиц заставляет наши электроприборы совершать полезное действие: светить, стирать, греть, сверлить и так далее. Чем больше разность потенциалов, тем выше сила тока. Если цепь разомкнуть, ток течь не будет, каким высоким не было бы напряжение.

Воздействие на организм

Тело человека, являясь проводником, может замкнуть электрическую цепь. Тогда через организм потечет ток, сила которого определяется по формуле:

  • U – величина напряжения, приложенного к человеку;
  • R – сопротивление тела.

В этот момент и происходит поражение организма.

Из таблицы видно, какой ток считается опасным для человека:

  • 15 мА, неотпускающая величина, самостоятельное освобождение невозможно;
  • 50 мА приводит к фибрилляции сердца, остановке дыхания, смерти;
  • 200 мА вызывает сильные ожоги, несовместимые с жизнью.

Удар происходит при напряжении до 1000 Вольт. Свыше данной величины поражение имеет вид ожогов.

Даже без непосредственного прикосновения к оборудованию, находящемуся под высоким напряжением, человек может получить смертельное поражение. Так, при пребывании в опасной близости к высоковольтной установке, между телом и проводящими частями возникает электрическая дуга, сопровождающаяся:

  • опасной для зрения яркой вспышкой;
  • мгновенным разогревом воздуха до 10 000-15 000 градусов Цельсия;
  • расплавлением и испарением металлов, образованием аэрозолей.

Последствия дугового разряда вызывают ожоговое поражение человека, несовместимое с жизнью.

Для срабатывания защитной автоматики требуется мизерное время. Но, при возникновении дуги, выделяется огромное количество энергии, которое и убивает человека за столь короткий срок.

Факторы, влияющие на степень поражения

Удар постоянного тока опасен. Но от его воздействия можно освободиться без помощи посторонних при значениях от 20 до 25 мА.

Опаснее воздействие на организм переменного тока с частотой 50 – 500 Гц. Человек может самостоятельно освободиться от его влияния только при очень низких величинах, находящихся в пределах от 9 до 10 мА.

Какая сила тока в цепи, зависит от напряжения в этой цепи и сопротивления всех её элементов, включая сопротивление тела человека. Сухая кожа обладает более высоким сопротивлением, составляющим примерно 100 000 Ом. Влажная – всего около 1000 Ом. Сопротивление внутренних органов находится в пределах 500-1000 Ом.

Если приложенное к телу напряжение увеличивается, сопротивление организма непропорционально уменьшается. То же происходит и при увеличении длительности воздействия электричества, а так же при плохом физическом и психическом состоянии человека.

Из графика видно, что, если напряжение увеличивается от 0 до 140 Вольт, сопротивление тела падает от 10 000 до 800 Ом. Эту нелинейную зависимость отражает первая кривая. По второй кривой видно, что ток, проходящий через организм человека, при повышении напряжения, возрастает.

Насколько тяжелым будет поражение электричеством, зависит от времени его воздействия на организм. Если влияние продолжается несколько секунд, сопротивление тела уменьшается, соответственно ток возрастает, что приводит к тяжелым последствиям. Если время воздействия менее десятой доли секунды, то вероятность возникновения фибрилляции сердца сокращается, а вероятность сохранения жизни увеличивается.

Из таблицы следует, что, для благоприятного исхода, длительность воздействия 65 мА при расчетных 65 В не должны превышать 1 секунды.

Повторюсь, что в таблице расчетных токов при разных напряжениях сопротивления тела принято, как 1000 Ом, в реальности предсказать величину действующего тока невозможно, так как сопротивление тела зависит от ряда факторов.

Механизм воздействия электричества на организм человека сложен. Случалось, когда в высоковольтных установках кратковременный удар в несколько ампер не приводил к смерти. Тогда как напряжение 12-36 В и ток в несколько миллиампер были смертельными для человека. Причина – поражение, вызванное прикосновением к проводникам наиболее уязвимой части тела: шеи, щеки, плеча, тыльной стороны ладони.

Заключение

Так что же убивает: ток или напряжение?

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц, а напряжение является одной из характеристик электрического поля, под воздействием которого происходит это движение, то можно считать, что напряжение первично.

Но убивает электрический ток, потому что именно он протекает через тело человека, но он не сможет протекать через тело, если напряжение слишком низкое.

Получается каламбур – убивает ток, но без напряжения ток не будет протекать. Будьте аккуратны, не проверяйте правдивость надписи «высокое напряжение». И тогда вам не страшен никакой удар, в том числе электрический.

Также советуем посмотреть видео, где автор наглядно иллюстрирует тему этой статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий