Содержание:

Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Они зависят от изоляционного материала, внешних факторов и способов прокладки. Большое значение имеет материал и сечение кабельно-проводниковой продукции, а также режим и условия эксплуатации.

Причины нагрева кабеля

Причины повышения температуры проводников тесно связаны с самой природой электрического тока. Всем известно, что по проводнику под действием электрического поля упорядоченно перемещаются заряженные частицы - электроны. Однако для кристаллической решетки металлов характерны высокие внутренние молекулярные связи, которые электроны вынуждены преодолевать в процессе движения. Это приводит к высвобождению большого количества теплоты, то есть, электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Данное явление похоже на выделение теплоты под действием трения, с той разницей, что в рассматриваемом варианте электроны соприкасаются с кристаллической решеткой металла. В результате, происходит выделение тепла.

Такое свойство металлических проводников имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Эффект нагрева используется на производстве и в быту, как основное качество различных устройств, например, электрических печей или электрочайников, утюгов и другой техники. Отрицательными качествами являются возможные разрушения изоляции при перегреве, что может привести к возгоранию, а также выходу из строя электротехники и оборудования. Это означает, что длительные токовые нагрузки для проводов и кабелей превысили установленную норму.

Существует множество причин чрезмерного нагрева проводников:

• Основной причиной часто становится неправильно выбранное сечение кабеля. Каждый проводник обладает собственной максимальной пропускной способностью тока, измеряемого в амперах. Прежде чем подключать тот или иной прибор, необходимо установить его мощность и только потом . Выбор следует делать с запасом мощности от 30 до 40%.
• Другой, не менее распространенной причиной, считаются слабые контакты в местах соединений - в распределительных коробках, щитках, автоматических выключателях и т.д. При плохом контакте провода будут нагреваться, вплоть до их полного перегорания. Во многих случаях достаточно проверить и подтянуть контакты, и чрезмерный нагрев исчезнет.
• Довольно часто контакт нарушается из-за неправильного . Чтобы избежать окисления в местах соединений этих металлов, необходимо использовать клеммники.

Для правильного расчета сечения кабеля нужно вначале определить максимальные токовые нагрузки. С этой целью сумма всех номинальных мощностей у используемых потребителей, должна быть поделена на значение напряжения. Затем, с помощью таблиц можно легко подобрать нужное сечение кабеля.

Расчет допустимой силы тока по нагреву жил

Правильно выбранное сечение проводника не допускает падений напряжения, а также излишних перегревов под воздействием проходящего электротока. То есть, сечение должно обеспечивать наиболее оптимальный режим работы, экономичность и минимальный расход цветных металлов.

Сечение проводника выбирается по двум основным критериям, как допустимый нагрев и . Из двух значений сечения, полученных при расчетах, выбирается большая величина, округляемая до стандартного уровня. Потеря напряжения оказывает серьезное влияние преимущественно на состояние воздушных линий, а величина допустимого нагрева оказывает серьезное влияние на переносные шланговые и подземные кабельные линии. Поэтому сечение для каждого вида проводников определяется в соответствии с этими факторами.

Понятие допустимой силы тока по нагреву (Iд) представляет собой протекающую по проводнику силу тока в течение длительного времени, в процессе которого появляется значение длительно допустимой температуры нагрева. При выборе сечения необходимо соблюдение обязательного условия, чтобы расчетная сила тока Iр соответствовала допустимой силе тока по нагреву Iд. Значение Iр определяется по следующей формуле: Iр, в которой Рн является номинальной мощностью в кВт; Кз - коэффициент загрузки устройства, составляющий 0,8-0,9; Uн - номинальное напряжение устройства; hд - КПД устройства; cos j - коэффициент мощности устройства 0,8-0,9.

Таким образом, любому току, протекающему через проводник в течение длительного времени, будет соответствовать определенное значение установившейся температуры проводника. При этом, внешние условия, окружающие проводник, остаются неизменными. Величина тока, при которой температура данного кабеля считается максимально допустимой, известна в электротехнике, как длительно допустимый ток кабеля. Этот параметр зависит от материала изоляции и способа прокладки кабеля, его сечения и материала жил.

Когда рассчитываются длительно допустимые токи кабелей, обязательно используется значение максимальной положительной температуры окружающей среды. Это связано с тем, что при одинаковых токах теплоотдача происходит значительно эффективнее в условиях низких температур.

В разных регионах страны и в разное время года температурные показатели будут отличаться. Поэтому в ПУЭ имеются таблицы с допустимыми токовыми нагрузками для расчетных температур. Если же температурные условия значительно отличаются от расчетных, существуют поправки с помощью коэффициентов, позволяющих рассчитать нагрузку для конкретных условий. Базовое значение температуры воздуха внутри и вне помещений устанавливается в пределах 250С, а для кабелей, проложенных в земле на глубине 70-80 см - 150С.

Расчеты с помощью формул достаточно сложные, поэтому на практике чаще всего используется таблица допустимых значений тока для кабелей и проводов. Это позволяет быстро определить, способен ли данный кабель выдержать нагрузку на данном участке при существующих условиях.

Условия теплоотдачи

Наиболее эффективными условиями для теплоотдачи является нахождение кабеля во влажной среде. В случае прокладки в грунте, отведение тепла зависит от структуры и состава грунта и количества влаги, содержащейся в нем.

Для того чтобы получить более точные данные, необходимо определить состав почвы, влияющий на изменение сопротивления. Далее с помощью таблиц находится удельное сопротивление конкретного грунта. Данный параметр может быть уменьшен, если выполнить тщательную трамбовку, а также изменить состав засыпки траншеи. Например, теплопроводность пористого песка и гравия ниже, чем у глины, поэтому кабель рекомендуется засыпать глиной или суглинком, в которых отсутствуют шлаки, камни и строительный мусор.

Воздушные кабельные линии обладают плохой теплоотдачей. Она ухудшается еще больше, когда проводники прокладываются в кабель-каналах с дополнительными воздушными прослойками. Кроме того, кабели, расположенные рядом, подогревают друг друга. В таких ситуациях выбираются минимальные значения нагрузок по току. Чтобы обеспечить благоприятные условия эксплуатации кабелей, значение допустимых токов рассчитывается в двух вариантах: для работы в аварийном и длительном режиме. Отдельно рассчитывается допустимая температура на случай короткого замыкания. Для кабелей в бумажной изоляции она составит 2000С, а для ПВХ - 1200С.

Значение длительно допустимого тока и допустимая нагрузка на кабель представляет собой обратно пропорциональную зависимость температурного сопротивления кабеля и теплоемкости внешней среды. Необходимо учитывать, что охлаждение изолированных и неизолированных проводов происходит в совершенно разных условиях. Тепловые потоки, исходящие от кабельных жил, должны преодолеть дополнительное тепловое сопротивление изоляции. На кабели и провода, проложенные в земле и трубах, существенно влияет теплопроводность окружающей среды.

Если в одной прокладывается сразу несколько кабелей, в этом случае условия их охлаждения значительно ухудшаются. В связи с этим длительно допустимые токовые нагрузки на провода и кабели снижаются на каждой отдельной линии. Данный фактор нужно обязательно учитывать при расчетах. На определенное количество рабочих кабелей, проложенных рядом, существуют специальные поправочные коэффициенты, сведенные в общую таблицу.

Таблица нагрузок по сечению кабеля

Передача и распределение электрической энергии совершенно невозможно без проводов и кабелей. Именно с их помощью электрический ток подводится к потребителям. В этих условиях большое значение приобретает токовая нагрузка по сечению кабеля, рассчитываемая по формулам или определяемая с помощью таблиц. В связи с этим, сечения кабелей подбираются в соответствии с нагрузкой, создаваемой всеми электроприборами.

Предварительные расчеты и выбор сечения обеспечивают бесперебойное прохождение электрического тока. Для этих целей существуют таблицы с широким спектром взаимных связей сечения с мощностью и силой тока. Они используются еще на стадии разработки и проектирования электрических сетей, что позволяет в дальнейшем исключить аварийные ситуации, влекущие за собой значительные затраты на ремонт и восстановление кабелей, проводов и оборудования.

Существующая таблица токовых нагрузок кабелей, приведенная в ПУЭ показывает, что постепенный рост сечения проводника вызывает снижение плотности тока (А/мм2). В некоторых случаях вместо одного кабеля с большой площадью сечения, более рациональным будет использование нескольких кабелей с меньшим сечением. Однако, данный вариант требует экономических расчетов, поскольку при заметной экономии цветного металла жил, возрастают затраты на устройство дополнительных кабельных линий.

Выбирая наиболее оптимальное сечение проводников с помощью таблицы, необходимо учитывать несколько важных факторов. Во время проверки на нагрев, токовые нагрузки на провода и кабели принимаются из расчета их получасового максимума. То есть, учитывается средняя максимальная получасовая токовая нагрузка для конкретного элемента сети - трансформатора, электродвигателя, магистралей и т.д.

Кабели, рассчитанные на напряжение до 10 кВ, имеющие пропитанную бумажную изоляцию и работающие с нагрузкой, не превышающей 80% от номинала, допускается краткосрочная перегрузка в пределах 130% на максимальный период 5 суток, не более 6 часов в сутки.

Когда нагрузка кабеля по сечению определяется для линий, проложенных в коробах и лотках, ее допустимое значение принимается как для проводов, уложенных открытым способом в лотке в одном горизонтальном ряду. Если провода прокладываются в трубах, то это значение рассчитывается, как для проводов, уложенных пучками в коробах и лотках.

Если в коробах, лотках и трубах прокладываются пучки проводов в количестве более четырех, в этом случае допустимая токовая нагрузка определяется следующим образом:

• Для 5-6 проводов, нагруженных одновременно, считается как при открытой прокладке с коэффициентом поправки 0,68.
• Для 7-9 проводников при одновременной нагрузке - так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,63.
• Для 10-12 проводников при одновременной нагрузке - так же как при открытой прокладке с коэффициентом 0,6.

Таблица для определения допустимого тока

Расчеты, выполняемые вручную, не всегда позволяют определить длительно допустимые токовые нагрузки для кабелей и проводов. В ПУЭ содержится множество разных таблиц, в том числе и таблица токовых нагрузок, содержащая готовые значения, применительно к различным условиям эксплуатации.

Характеристики проводов и кабелей, приведенные в таблицах, дают возможность нормальной передачи и распределения электроэнергии в сетях с постоянным и переменным напряжением. Технические параметры кабельно-проводниковой продукции находятся в очень широком диапазоне. Они различаются собственной , количеством жил и другими показателями.

Таким образом, перегрев проводников при постоянной нагрузке можно исключить путем правильного подбора длительно допустимого тока и расчетов отведения тепла в окружающую среду.

Наша современная жизнь полна разнообразием бытовых приборов и устройств, которые существенно облегчают нам быт, делают его все более комфортным, но одновременно появляется целый комплекс опасных, вредных факторов: электромагнитные поля различных частот, повышенный уровень радиации, шумы, вибрации, опасности механического травмирования, наличие токсичных веществ, а так же самое главное – электрический ток.

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических частиц. Для вашей же безопасности необходимо знать действие электрического тока на организм человека, меры защиты от поражения током, оказание помощи пострадавшему от воздействия электротока человеку.

Воздействие на организм человека электрического тока

На человека электрический ток оказывает биологическое, термическое, электролитическое действия.

Термическое: нагревание тканей при протекании по ним электрического тока.

Электролитическое: разложение крови и других жидкостей организма.

Биологическое: возбуждение живых тканей организма, сопровождается судорогами, спазмом мышц, сердечной деятельностью, остановкой дыхания.

Когда на человека действует электрический ток, возникают телесные электротравмы: ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, ослепление светом электрической дуги, или может произойти электрический удар – это общее поражение организма, которое может сопровождаться судорогами, потерей сознания, остановкой дыхания и сердца, и даже клинической смертью.

Электрические знаки – это пятна серого и бледно-желто цвета, ушибы, царапины на коже человека, которые подвергались действию тока. Сила знака соответствует силе токоведущей части, которой коснулся человек. В большинстве случаев лечение электрических знаков заканчивается благополучно, а пораженное место полностью восстанавливается.

Механические повреждения возникают под действием электрического тока, когда непроизвольно судорожно сокращаются мышцы. Механические повреждения (переломы костей, разрывы кровеносных сосудов, кожи) это повреждения, которые требуют долгого лечения.

Удар электрическим током . Время от времени бывают случаи, когда дети из любопытства засовывают пальцы в электрическую розетку или начинают ковырять в ней гвоздем, проволокой или другими металлическими предметами. Чаще всего это бывает с детьми до трех лет. Бывают случаи, когда дети получают удар электрическим током от упавших на землю и находящихся под напряжением проводов. При воздействии электрического тока на организм может возникнуть непроизвольное судорожное сокращение мышц, мешающее ребенку оторваться от источника тока. В месте соприкосновения с током возникает электроожог. В тяжелом случае появляется расстройство дыхания и сердечной деятельности. Первое, что нужно сделать, – освободить ребенка от действия электрического тока. Самое безопасное – быстро вывернуть пробки, если несчастный случай произошел в доме. Если по каким-либо причинам это сделать невозможно, то необходимо бросить себе под ноги резиновый коврик, доску или толстую ткань либо надеть на ноги резиновые сапоги или галоши; можно надеть на руки хозяйственные резиновые перчатки. Пострадавшего оттащить от провода, схватившись одной рукой за одежду. Можно также попытаться отодвинуть самого пострадавшего от источника тока либо отстранить от него источник. Сделать это нужно одной рукой, чтобы даже при получении удара ток не прошел через все тело того, кто оказывает помощь. Пострадавшего необходимо уложить, тепло укрыть, освободить от стесняющей одежды, при возможности дать теплое питье. На обожженный электротоком участок тела следует наложить стерильную повязку из бинта или чистой ткани, предварительно смочив ее в спирте или водке. Если ребенок потерял сознание, ему дают понюхать нашатырный спирт и брызгают в лицо холодной водой. Если ребенок лежит без сознания и у него отсутствует дыхание, но есть пульс, необходимо немедленно делать ему искусственное дыхание методом "рот в рот". Для этого голову ребенка запрокидывают назад и, зажимая ему ноздри, вдувают в рот воздух порциями, приложив свои губы к губам ребенка.

Электрический ожог разных степеней – результат коротких замыканий в электрических установках и нахождение тела (рук) в среде светового и теплового влияния электрической дуги; ожоги III и IV степени с тяжелым исходом – при соприкосновении человека с частями, по которым проходит ток напряжением свыше 1000 В.

Металлизация кожи это мельчайшие частицы металла проникают в верхние слои кожи, расплавившегося под действием электрической дуги или растворенного в электролитах электролизных ванн. В пораженном месте кожа становится жесткой, шероховатой и приобретает ту окраску какая у металла (например, зеленую – от соприкосновения с медью). Работа, связанная с вероятностью возникновения электрической дуги, следует делать в очках, а одежда работника должна быть застегнута на все пуговицы.

Сила тока,mA	Переменный ток	Постоянный ток
	Ощущение протекания тока Пальцы рук дрожат (легко)	Не ощущается
	Пальцы рук дрожат (сильно)	Не ощущается
	Судороги в руках	Зуд. Ощущение нагрева
	Руки парализуются немедленно, оторвать их от электродов не возможно, очень сильные боли. Дыхание затруднено	Еще больше усиливается нагревание, незначительное сокращение мышц рук
	Паралич дыхания. Начинаются трепетать желудочки сердца	Сильное ощущение нагревания. Сокращение мышц рук. Судороги. Затруднение дыхания.
	Фибрилляция сердца	Паралич дыхания

Электроофтальмия – ультрафиолетовый луч (источником которых, является вольтова дуга, она поражает глаз). В результате электроофтальмии наступает воспалительный процесс, и если приняты необходимые меры лечения, то боль проходит.

В зависимости от величины тока, его напряжения, частоты, продолжительности воздействия, пути тока и общего состояния человека зависит исход действия электрического тока на организм человека. установлено, что ток силой более 0,05 А может смертельно травмировать человека в течение 0,1 с. Самое большое число поражений от электрического тока (около 85%) приходится на установки напряжением до 1000 В. Для человеческого организма опасны переменный и постоянный ток. Наиболее опасен переменный ток, имеющий частоту 20-100 Гц; а частота 400 Гц не так опасна. Практически безопасным для человека в сырых помещениях можно считать напряжение до 12 В, в сухих помещениях – до 36 В. Вероятность поражения человека электрическим током зависит от климатических условий в помещении (температуры, влажности), а также токопроводящей пыли, металлических конструкций, соединенных с землей, токопроводящего пола и т.д.

В соответствии с "Правилами устройства электроустановок потребителей" (ПУЭ) все помещения делят на три класса:

без повышенной опасности – нежаркие (до +35°С), сухие (до 60%), непыльные, с нетокопроводящим полом, не загроможденные оборудованием;

с повышенной опасностью – имеют, по крайней мере, один фактор повышенной опасности, т.е. жаркие или влажные (до 75%), пыльные, с токопроводящим полом и т.п.;

особо опасные – имеют два или более факторов повышенной опасности или, по крайней мере, один фактор особый опасности, т.е. особую сырость (до 100%) или наличие химически активной среды.

Возможные значения токов и напряжений соприкосновения в зависимости от времени срабатывания защиты указаны в ГОСТ 12.1.038-88. По этому документу для нормального (неаварийного) режима работы промышленного оборудования допустимые напряжения прикосновения не должны быть больше 2 В при частоте тока 50 Гц, 3 В при 400 Гц и 8 В для постоянного тока, но суммарная продолжительность воздействия не должна превышать 10мин в сутки. В нормальном режиме работы бытовой аппаратуры наличие напряжений прикосновения не допускается. В особо опасных (или с повышенной опасностью) помещениях подлежит заземлению все оборудование при напряжении питания свыше 42В переменного и ПО В постоянного тока. В нормальных помещениях все оборудование при напряжении 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока. Все оборудование независимо от напряжения питания заземляется только во взрывоопасных помещениях.

С увеличением продолжительности воздействия электрического тока на человека возрастает угроза поражения. Через 30 сек. сопротивление тела человека протеканию тока падает примерно на 25%, через 90 сек. на 70%. Сопротивление организма человека электрическому току колеблется в широком диапазоне. Сухая, грубая мозолистая кожа, отсутствие усталости и нормальное состояние нервной системы повышает сопротивление человеческого организма. Нервные волокна и мускулы обладают наименьшим сопротивлением. За минимальное расчетное сопротивление человеческого организма принимается величина от 500 до 1000 Ом.

В тот момент, когда человек замыкает своим телом два фазных провода действующей установки, он попадает под полное линейное напряжение сети. При учете того, что расчетное сопротивление тела человека принимается 1000 Ом, то при двухфазном прикосновении к действующим частям установки, напряжение в которой 100 В, может оказаться смертельным, по причине того, что ток, проходящий через тело человека, достигает величины 0,1 А.

Если через тело человека проходит ток 0,06 А и более, происходит поражение электрическим током. Сопротивление человека электрическим током величина переменная. Она зависит от многих факторов, в том числе от психологического состояние и физического состояния человека. В пределах 20-100 кОм находится среднее значение сопротивления. Оно может снизиться до 1 кОм при особо неблагоприятных условиях. В этом случае окажется опасным для жизни человека напряжение 100 В и ниже.

Величина тока, проходящая через человеческое тело, зависит от его сопротивления. А сопротивление зависит в основном от состояния кожи человека. Сопротивления тела человека зависит и от частоты тока. За расчетную величину электрического сопротивления тела принято сопротивление, равное 1,0 кОм. При частотах тока 6-15 кГц оно бывает наименьшим.

Постоянный ток является менее опасным, чем переменный. Постоянный ток до 6 мА почти не ощутим. При токе 20 мА появляются судороги в мускулах предплечья. Переменный ток начинает ощущаться уже при 0,8 мА. Ток 15 мА вызывает сокращение мышц рук. Особенно опасным является прохождение тока через сердце.

Опасность поражения постоянным и переменным током изменяется с увеличением напряжения. При напряжении до 220 В более опасным является переменный ток, а при напряжении выше 500 В опасное постоянный ток. Чем больше протекает ток, тем меньше становится сопротивление человеческого тела. Может наступить смерть, если действие электрического тока не будет прервано. Если ток проходит от руки к ногам, то существенное значение имеет какая на человеке обувь, из какого она материала, какого она качества. На степень поражения значительное влияние оказывает также сопротивление в месте соприкосновения человека с землей. Электрический ток имеет тяжелые последствия, вплоть до остановки сердца и прекращения дыхания. Поэтому нужно уметь оказать первую помощь пострадавшему от поражения электрическим током.

Статическое электричество – это потенциальный запас электрической энергии, образующейся на оборудовании в результате трения, индукционного влияния сильных электрических разрядов. В помещениях с большим кол-вом пыли органического происхождения могут образоваться статические разряды, а также накапливаться на людях при пользовании бельем и одеждой из щелка, шерсти и искусственных волокон, при движении по токонепроводящему синтетическому покрытию пола, типа линолеума, кавролина и т.д.

Нормирование электростатического поля проводится в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 напряженность электрического поля на рабочих местах не должна превышать 60 кВ/м в течение часа. Время пребывания в электрическом поле при 20≤Е≤60 (кВ) рассчитывается по формуле t=(60/E)2, где Е – фактическое значение напряженности поля. Сопротивление заземляющих устройств для защиты от статического электричества не должно превышать 100 (Ом).

Добавить сайт в закладки

Как действует электрический ток на человека?

Электрические травмы

Электрический ток поражает человека внезапно. Прохождение тока через тело человека вызывает элек­трические травмы различного характера: электрический удар, ожоги, электрические знаки-метки.

Электрическим ударом назы­вается поражение током, при котором возникает шок, т. е. свое­образная тяжелая реакция организма на сильный раздражи­тель - электрический ток.

Исход шока различен. В тяжелом случае шок сопровождается расстройством кровообращения и дыха­ния. Возможна фибрилляция сердца, т. е. вместо одновременного ритмичного (примерно 1 раз в секунду) сокращения сердечной мышцы возникает хаотическое подергивание отдельных ее воло­кон - фибрилл. Это прекращает нормальную работу сердца, кровоток останавливается, и может наступить смерть.

Поражение человека током при напряжении до 1000 В в большинстве слу­чаев сопровождается электрическим ударом.

Ожоги возникают при воздействии тока значительной вели­чины (около 1 А и более) или от электрической дуги. Так, при приближении к токоведущим частям напряжением выше 1000 В на недопустимо малое расстояние между токоведущей частью и телом человека появляется искровой разряд, а затем электриче­ская дуга, которая причиняет тяжелый ожог. При случайном контакте с токоведущей частью напряжением до 1000 В проходя­щий через тело человека ток нагревает ткани до 60-70°С. Это вызывает свертывание белка. Ожоги электрическим током излечиваются трудно. Они захватывают большую поверхность тела и проникают глубоко.

Электрические знаки (метки) - это омертвление кожи в виде мозоли желтого цвета с серой каймой в месте входа и выхода тока. Если поражение проникло глубоко, то ткани тела постепенно отмирают.

Характер воздействия переменного электрического тока в за­висимости от его величины приведен в табл. 1

Из табл. 1 следует, что опасным для человека является ток более 15 мА, при котором человек не может самостоятельно осво­бодиться. Ток в 50 мА вызывает тяжелое поражение. Ток в 100 мА, воздействующий более 1-2 с, является смертельно опасным.

Факторы, влияющие на исход поражения

Величина электри­ческого тока, проходящего через тело человека, а следовательно, исход поражения зависят от многих обстоятельств.

Наиболее опасным является переменный ток с частотой 50-500 Гц. Большинство людей сохраняют способность самостоя­тельно освободиться от токов такой частоты при очень малых его величинах (9-10 мА). Постоянный ток тоже опасен, но самостоятельно освободиться от него возможно при несколько больших величинах (20-25 мА).

Величина тока зависит от напряжения электроустановки и от сопротивлений всех элементов цепи, по которой протекает ток, в том числе от сопротивления тела человека. Сопротивление тела слагается из активного и емкостного сопротивлений кожи и вну­тренних органов. Сухая, неповрежденная кожа имеет сопротивле­ние около 100 000 Ом, влажная - около 1000 Ом, а сопротивле­ние внутренних тканей (при снятом роговом слое) составляет примерно 500-1000 Ом. Наименьшим сопротивлением обладает кожа лица и подмышечных впадин.

Сопротивление тела человека - величина нелинейная. Оно резко, непропорционально уменьшается при увеличении прило­женного к телу напряжения, увеличении времени воздействия тока, при неудовлетворительном физическом и психическом со­стоянии, при большом и плотном контакте с токоведущей частью и т. д. Из рис. 1 следует, что при увеличении приложенного к телу напряжения от 0 до 140 В сопротивление тела нелинейно падает от десятков тысяч до 800 Ом (кривая 1). Соответственно, ток, проходящий через тело, возрастает (кривая 2).

Сопротивление тела человека (Ом) приближенно определяют по формуле

Z чел = U пр / I чел

где U пр - падение напряжения на сопротивлении тела человека - В.

В расчетах по электробезопасности его (тоже приближенно) принимают равным:

Z чел = 1000 Ом

Наиболее опасен путь тока через сердце, мозг, легкие. Харак­терные пути: ладонь - ступни, ладонь - ладонь, ступня - ступня. Однако смертельное поражение возможно и при прохо­ждении тока по пути, который, казалось бы, не затрагивает жиз­ненно важные органы, например через голень к ступне. Это явле­ние объясняется тем, что ток в теле протекает по пути наимень­шего сопротивления (нервам, крови), а не по прямой - через ткани с большим сопротивлением (мышцы, жир).

Установлено, что исход поражения током зависит от физиче­ского и психического состояния человека. Если он голоден, утомлен, опьянен или не здоров, то вероятность тяжелого пора­жения возрастает. Женщины, подростки, мужчины со слабым здоровьем способны выдержать значительно меньшие токи (в пределах б мА), чем здоровые мужчи­ны (12-15 мА).

Длительность воздействия - один из основных факторов, влияющих на исход поражения. Цикл работы сердца равен при­мерно 1 с. В цикле имеется фаза Т, равная 0,1 с, когда мышца сердца расслаблена и оно наиболее уязвимо для тока: может возникнуть фибрилляция. Чем меньше время воздействия тока (менее 0,1 с), тем меньше вероятность фибрилляции. Продолжительное (несколько секунд) воздействие тока приводит к тяжелому исходу: сопротивление тела уменьшается, а ток поражения возрастает.

Механизм воздействия электрического тока на человека сло­жен. С одной стороны, в высоковольтных установках были слу­чаи, когда кратковременное (сотые доли секунды) воздействие тока в несколько ампер не приводило к смерти. С другой стороны, уста­новлено, что смертельный исход возможен при напряжении 12-36 В, когда воздействует ток в несколько миллиампер. Это про­исходит в результате прикосновения к токоведущей части наибо­лее уязвимой частью тела - тыльной стороной ладони, щекой, шеей, голенью, плечом.

Учитывая опасность электроустановок напряжением как до 1000, так и выше 1000 В, каждый работающий должен твердо помнить, что нельзя прикасаться к токоведущим частям незави­симо от того, под каким напряжением они находятся, нельзя близко приближаться к токоведущим частям в высоковольтных установках, нельзя без надобности прикасаться к металлическим конструкциям распределительных устройств, опорам линий элек­тропередачи, к корпусам оборудования, могущим оказаться под напряжением при замыкании на них токоведущих частей.

Замыкания на землю в электроустановках, как правило, от­ключаются основной релейной защитой за доли секунды. Поэтому устройства электробезопасности (заземления и др.) допускается рассчитывать, исходя из больших величин допустимого тока. В этом случае допустимым считается ток, не вызывающий фибрил­ляции у 99,5% подопытных животных, масса тела и сердца кото­рых близка к человеческим. Допустимые величины тока и напря­жений прикосновения, полученные при лабораторных исследо­ваниях, приведены в табл. 2

Из табл. 3-2 следует, что токи более 65 мА и напряжения более 65 В допускаются менее 1 с.

ГОСТ 12.1.038-82*

Группа Т58

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

Occupational safety standards system. Electric safety.
Maximum permissible valuies of pickp voltages and currents

Дата введения 1983-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.07.82 N 2987

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)

Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Таблица 1

Переменный, 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный

Примечания:

1. Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки и установлены исходя из реакции ощущения.

2. Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25 °С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза.

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Таблица 2

Нормируемая величина

Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности воздействия тока , с

Переменный

Переменный

Постоянный

Выпрямленный двухполупериодный

Выпрямленный однополупериодный

Примечание. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 3

	Предельно допустимое значение напряжения прикосновения , В
Св. 1,0 до 5,0

Таблица 4

Продолжительность воздействия , с	Нормируемая величина
От 0,01 до 0,08

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3-1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79.

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 - 6,7 кОм;

для табл.2 при времени воздействия

до 0,5 с - 0,85 кОм;

более 0,5 с - сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежу;

для табл.3 - 1 кОм;

для табл.4 при времени воздействия

до 1 с - 1 кОм;

более 1 с - 6 кОм.

Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

2.1, 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25х25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

	Пояснение
Напряжение прикосновения	По ГОСТ 12.1.009-76
Аварийный режим электроустановки	Работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой
Бытовые электроустановки	Электроустановки, используемые в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в кинотеатрах, кино, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которыми могут взаимодействовать как взрослые, так и дети
Отпускающий ток	Электрический ток, не вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Текст документа сверен по:
официальное издание
Система стандартов безопасности труда: Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001