Ток безопасный для здоровья

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:

Термическое. Оно выражается в ожогах по всему телу, а также сильному нагреву сосудов и нервных окончаний.
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.
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:

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.
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:

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.
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.
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.
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:

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.
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.
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.
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

Источник

Безопасное напряжение для человека по ПУЭ

Какое безопасное напряжение для человека? Наверняка “продвинутые специалисты” после такого вопроса, презрительно усмехнутся.

Действительно, безопасного напряжения, как некой универсальной, фиксированной величины, не существует. В каждом отдельном критическом случае, в зависимости от: сопротивления, силы тока, его частоты и формы, напряжение может быть разным.

Наверное, нужно начать с самого начала. Перечислить три условия, без которых электрического тока быть не может.

Условия существования электрического тока

Наличие частиц носителей заряда. Того, что собственно принято называть электрическим током. Обратите внимание, что сознательно использовано безликое понятие “частица”. Как будет понятно чуть позже для этого имеются веские причины.
Разница потенциалов. Если более развёрнуто, то электрическое поле, характеризующееся разностью потенциалов между двумя точками, напряжением.
Замкнутая цепь. Есть соблазн заменить на “проводник”, но токопроводящее вещество необязательно должно быть проводником, а без отсутствия начала и конца, стока – истока, перемещения заряда не бывает.

Электрическое напряжение

А что мы о нём собственно знаем?

Электрическое напряжение – физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.

Учебник физики 8 класс.

На мой взгляд, понятнее представлять напряжение, как разность потенциалов. Сток – исток. Плюс – минус.

Носителю заряда потребуется тем больше количества энергии, чем больше препятствий встретится у него на пути.

Яркий пример этому, в полном смысле этого слова, линейный грозовой электрический разряд. Для преодоления сопротивления воздуха, считающегося диэлектриком, требуется разность потенциалов начиная от десятков миллионов Вольт.

Опасно ли напряжение само по себе

Начнём с того, что все мы находимся в поле колоссальной электрической напряжённости Земли примерно 300 кВ. При этом напряжённость на поверхности в среднем 130 В/м.

Ну и как вы после этого себя чувствуете? Да так же, как и прежде т. е. самое по себе электрическое напряжение не может быть опасным или безопасным. Оно лишь одно из условий возникновения и существования электрического тока.

Какой ток опасен для человек

На самом деле само по себе напряжение опасным не является. Опасен ток, проходящий через организм человека. Он зависит не только от потенциала, но и от сопротивления кожных покровов в месте контакта и других факторов:

сухая обувь, чистые руки и деревянный пол уменьшают опасность поражения;
приём спиртных напитков перед работой также уменьшает сопротивление и увеличивает поражающую силу высокого напряжения.

Интересно! Несмотря на то, что напряжение на электродах ионизатора воздуха достигает 25 кВ, ток при прикосновении настолько мал, что не ощущается человеком.

При одинаковых условиях переменный ток считается более травмоопасным. Это связано с тем, что опасный ток для человека зависит от вида напряжения — безопасная величина переменного тока, на которую настраивается уставка УЗО, составляет 10 мА, а для постоянного опасное воздействие начинается с 50 мА, которые являются максимальными для работы аппарата электрофореза.

Кроме силы тока, проходящего через организм, степень воздействия зависит от пути его прохождения и продолжительности контакта пострадавшего с токоведущими частями.

И всё же, почему переменный ток опаснее постоянного? Есть несколько факторов, делающих его воздействие более опасным:

Постоянный ток при протекании через организм вызывает спазм мускулатуры. Это менее опасно, чем сокращение и расслабление мышц под воздействием переменного тока. Поэтому для причинения одинакового вреда здоровью величина постоянного тока и, соответственно, напряжение должны быть в несколько раз выше, чем переменного.
Электротравмы со смертельным исходом чаще всего происходят от фибрилляции желудочков сердца. Это состояние возникает от воздействия переменного напряжения и может потребовать реанимационных действий и использования дефибриллятора. При воздействии постоянного тока происходит спазм сердечной мышцы, который может пройти после освобождения человека от напряжения.
Есть широко распространённое мнение, что при попадании под переменное напряжение легче освободиться самостоятельно. Это связано с тем, что при таком воздействии происходит периодическое расслабление мускулатуры. Такая версия была бы правильной, если бы частота в розетке была 1-2 Гц, но при частоте 50Гц сокращения и расслабления происходят 100 раз в секунду и паузы между спазмами настолько короткие, что человек не успевает на них отреагировать.

Проведённые эксперименты подтверждают, что взятый в руку электрод с постоянным напряжением, получается отпустить легче и быстрее.

Как видно из материалов статьи, при одинаковом напряжении травмы при поражении переменным током опаснее, чем постоянным.

Важно! Полностью безопасного напряжения, кроме сверхнизкого, не существует

При работе необходимо соблюдать осторожность и все требования, указанные в ПТБ и ПТЭЭП

Электрический ток

Вот что нам говорили в школе:

Направленное (упорядоченное) движение частиц носителей электрического заряда

Физика. Учебник для 8 класса.

Дальше, собственно о носителях:

Такими частицами могут являться: в металлах – электроны, в электролитах – ионы (катионы и анионы), в газах – ионы и электроны, в вакууме при определённых условиях – электроны, в полупроводниках – электроны и дырки…

Физика. Учебник для 8 класса.

Вероятно, такого объяснения для 18 века было достаточно. Во всяком случае, оно отвечало представлением о природе вещей времён Бенджамина Франклина (“Опыты и наблюдения по электричеству”, 1751 г.).

Бенджамин Франклин поражал современников необыкновенной активностью. Удивляет он своей предприимчивостью и нас далёких потомков хотя стремительный ритм жизни для нас почти стал нормой. Кем он только не работал и какой только деятельности не занимался. Печатник, издатель, сочинитель баллад, журналист, депутат, посол. Руководил почтовой службой, изучал языки, литературу, физику, философию. Открыл первую публичную библиотеку. Даже успел вступить в масонскую ложу. Участвовал в разработке конституции и герба США и много, много ещё чего. Прибавьте к этому, постоянное курсирование между Европой и Америкой, что в те времена занимало довольно длительное время. Про таких на Руси говорят: “Наш пострел, везде поспел”.

Что же изменилось?

Пройдя путь практического применения от лейденской банки (1745 г.), до суперпроцессора Cerebras WSE (2019 г.), успевающего смоделировать процесс ядерной реакции быстрее, чем он заканчивается в действительности, учёные пришли к неутешительному выводу.

Определять чётко, что такое электричество в настоящее время не следует. И если сделать вывод , то сегодня мы чёткого определения понятия электричеству дать не можем.

Профессор, доктор технических наук, Игорь Петрович Копылов 1928-2014.

Влияние электрического тока на организм человека

Чаще всего связывают с сопротивлением человеческого организма при прохождении через него электричества.

Зависит от многих внешних и внутренних факторов. Даже таких неконтролируемых как: эмоциональное состояние, функциональности органов и систем, наконец, оттого, что и сколько вы съели вчера на обед.

Живой пример этому серб Славиш Пайкич или Биба Струйя. Уникальные возможности которого не подаются внятному объяснению. Толи физиология. Толи гены. А быстрее всего, прав был профессор, пользоваться электричеством мы умеем, а вот чёткого определения дать не можем.

Понятно, что просчитать все факторы и их влияние на сопротивление в каждый отдельный момент времени, затруднительно, да и не всегда обязательно.

Если есть нужда, сделать расчёт, например, при выборе УЗО, принято считать, что сопротивление человеческого организма равно 1кОм. Причём вне зависимости от формы и частоты тока.

Биологическое воздействие

Человеческий организм отличается от железяки ещё и тем, что реагирует на электрический ток рефлекторным сокращением мышц.

На этой особенности человеческого организма основан принцип действия современных электрошокеров и немножечко забытой системы активной безопасности “Кактус”.

Опять же, просчитать кто и как отреагирует на высоковольтный импульс в десятки тысяч вольт, невозможно. Кто-то отделается лёгким шоком, а для кого-то, это будет началом конца.

Собственно, всё написанное выше , было нужно для адекватного понимания некоторых правил, требований и рекомендаций, изложенных в сборнике документов именуемым “Правила устройства электроустановок” (ПУЭ).

Чем грозит удар электрическим током

При попадании под электрическое напряжение пострадавший всегда получает шок, а вот его последствия могут быть различными: от судорог пальцев конечностей и их дрожи, от неприятных ощущений нагревания и жжения до остановки дыхания и фибрилляции сердца (бессистемного сокращения) и полной его остановки. В последнем случае кровь перестает перемещаться по сосудам, отчего человек умирает. Кроме того, электрический ток является опасным для человека, поскольку при определенных значениях его силы создается эффект прилипания к оголенным проводам из-за чрезмерного стимулирования электричеством нервных волокон. Одной из причин смерти от удара током может стать механическая травма в результате непроизвольного сокращения мышц. Может наступить потеря зрения из-за воздействия на сетчатку глаза образовавшейся электрической дуги.

Сильнее всего от воздействия электротока страдают кожа на лице, на шее и на ладонях с тыльной стороны.

Обратите внимание! Чрезвычайно восприимчивы к электричеству определенные (акупунктурные) точки на ушах и шее человека – при попадании в них даже слабая сила тока может убить пострадавшего.

Прохождение через тело человека электрического заряда оставляет на нем своеобразные о, которые представляют собой мертвую кожу с желтым налетом, похожую на мозолистые образования.

Электрический ток, проходя через тело, оставляет свои метки

Ожог электрическим током вызывает покраснение кожи в месте соприкосновения с его источником, надуваются пузыри с физиологической жидкостью внутри, участки тела обугливаются и чернеют, иногда в них буквально «вплавляются» куски металла или ткани с одежды. Такие ожоговые травмы лечатся хуже простых термоожогов, не всегда они проявляются сразу – последствия могут стать видны спустя часы, дни или даже месяцы (поэтому все пострадавшие долгое время находятся под присмотром врачей).

Самый опасный ток – это попавший в районы спины, кистей, височной и затылочной частей головы.

Масштабы вреда здоровью от электроудара зависят от направления движения тока внутри тела человека. Как правило, имеется несколько «маршрутов» прохождения заряда. Смертельным путем тока для человека является путь от одной руки, держащейся за оголенный провод, до другой, потому что он идет через легкие, бронхи и сердечную мышцу и вызывает их фибрилляцию. Если пострадавший одной рукой держится за источник, содержащий постоянный ток, а ногами стоит на земле, маршрут называется «рука-ноги», в таком случае электричество нарушает работу почти всех внутренних органов и, конечно, сердечной мышцы. Смертельная также «дорога» электричества через голову к рукам или ногам: если потерпевший задел головой элементы, находящиеся под напряжением. Иногда с людьми случается электротравма от т.н. «шагового напряжения», когда они находятся на земле, принимающей электрический постоянный ток без заземления, он проходит по телу только через ноги, сердце не страдает.

Маршруты, по которым проходит постоянный ток в теле человека

Что такое ПУЭ

Хотя этот сборник нормативных документов, регулярно пополняемых от издания к изданию, и имеет в своём названии слово “Правила”, я бы назвал его “Руководством к действию”.

Если вы не знаете что и как сделать правильно при проведении электромеханических работ, ищите ответ в ПУЭ.

ПУЭ замечательно ещё и тем, что не отбрасывает предыдущий опыт, а только накапливает его. И ещё, “Правила” устраняют ведомственные барьеры. Теперь, строители, энергетики делают не как удобнее и выгодно им, а так, как надо.

Безопасное напряжение для человека по ПУЭ

Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.

Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока во всех случаях.

Опасный ток и напряжение для человека

Величина опасного для здоровья и жизни тока зависит, прежде всего, от рода тока — постоянный или переменный:

Постоянный ток менее опасен, ощущается при 12мА. Взявшись рукой за провод, находящийся под напряжением, его можно самостоятельно отпустить при токе до 25мА, остановка дыхания наступает при 110мА.
Переменный ток промышленной частоты более опасен. Ощущается при 0,6мА, причиняет боль при 15мА, при 50мА останавливается дыхание, смертельным является ток 90мА.
Переменный ток высокой частоты. Распространяется по поверхности тела, вызывает ожоги кожи, но не повреждает внутренние органы.

Самым высоким сопротивлением обладает верхний ороговевший слой сухой кожи. При низких напряжениях он составляет 40-100кОм, но при повышении происходит электрический пробой изоляции и сопротивление тела падает до 1кОм.

Оно так же понижается во влажных помещениях, поэтому максимально-допустимое напряжение в парных и саунах составляет 12В.

Понизить сопротивление поверхности тела может так же находящиеся на ней пот, загрязнения и другие факторы, в результате опасным может быть напряжение 50В. Поэтому питание переносных светильников ограничено величиной 36В.

При рассмотрении вопроса, что убивает сила тока или напряжение, необходимо учесть, что статическое электричество, за исключением специальных установок типа «лейденской банки» совершенно безопасно.

В бытовых условиях человек с ним сталкивается при ношении шерстяного свитера или поглаживании кошки. Его величина может достигать 35кВ, но из-за малой величины заряда ощущается как кратковременный укол. Это относится так же к пьезоподжигу в карманных зажигалках.

Источник