1.4 Электрофизические реакции при протекании электрического тока через тело человека
В основе современных критериев электробезопасности положены электрофизические реакции, допустимость которых определяется длительностью протекания электрического тока (переменного тока, частотой 50 Гц) через тело человека 16,19. К числу этих реакций относятся: порог ощущаемого тока – 0,5 мА, порог «отпускающего тока» - 10 мА, порог вентрикулярной фибрилляции 16,19. В зависимости от тяжести поражения электрическим током у человека могут возникнуть (рисунок 1.9):
дискомфортные ощущения;
сокращения мышц;
ожоги;
остановка сердца.
Рисунок 1.9 - Последствия от протекания электрического тока для организма человека.
Зоны пороговых значений переменного тока 50 Гц, протекающего через тело человека по пути «левая рука-ноги» в зависимости от длительности его действия (МЭК 479-1) показаны на рисунке 1.10. Обозначения зон даны в таблице 1.2.
В соответствии с кривой рисунка 1.10 в том же стандарте 20 представлена таблица (см. таблицу 1.3) с максимально допустимой продолжительностью воздействия напряжения прикосновения на тело человека.
Порог вентрикулярной фибрилляции значительно снижается, если длительность протекания тока превышает один период сердечных сокращений. Это объясняется наличием уязвимой фазы сердца в момент, когда волокна желудочков сердца находятся в расслабленном состоянии.
Рисунок 1.10 Зоны пороговых значений переменного тока 50 Гц, протекающего через тело человека по пути «левая рука-ноги» в зависимости от длительности его действия (МЭК 479-1).
Таблица 1.2
Обозначение зон пороговых значений переменного тока
Зона |
Граница зон |
Физиологические реакции |
1 |
до 0,5 мА |
обычно никакой реакции |
2 |
от 0,5 мА до кривой b |
неприятные ощущения |
3 |
от кривой b до кривой c1 |
Обычно никаких органических повреждений. Возможны мышечные сокращения, удушья при длительности протекания тока более 2с. |
4 |
от правее кривой с1
с1-с2 с2-с3 > c3 |
дополнительно к реакциям зоны 3, возрастает опасность патофизиологических реакций (остановка сердца, дыхания, тяжелые ожоги). Вероятность вентрикулярной фибрилляции (остановки сердца): ~ 5 % ~ 50 % > 50 % |
Таблица 1.3
Максимально допустимая продолжительность воздействия напряжения прикосновения на тело человека
Помещения без повышенной опасности (UL≤50В) |
|||||||||||||||||||||
Ожидаемое напряжение прикосновения, В |
<50 |
50 |
75 |
90 |
120 |
150 |
220 |
280 |
350 |
500 |
|||||||||||
Максимальное время отключения питания, с |
~ |
5 |
5 |
0,6 |
0,45 |
0,34 |
0,27 |
0,17 |
0,12 |
0,08 |
0,04 |
||||||||||
= |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
1 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
|||||||||||
Помещения с повышенной опасностью и особо опасные (UL≤25В) |
|||||||||||||||||||||
Ожидаемое напряжение прикосновения, В |
<25 |
50 |
75 |
90 |
110 |
150 |
220 |
280 |
- |
- |
|||||||||||
Максимальное время отключения питания, с |
~ |
5 |
0,48 |
0,3 |
0,25 |
0,18 |
0,1 |
0,05 |
0,02 |
- |
- |
||||||||||
= |
5 |
5 |
2 |
0,8 |
0,5 |
0,25 |
0,06 |
0,02 |
- |
- |
|||||||||||
Нормативными документами 20 установлено максимально допустимое напряжение прикосновения при контакте продолжительностью не менее 5 с. Его называют условно безопасным напряжением, UL. В целях упрощения расчетов на основании кривой рисунка 1.10 и в таблице 1.3 в 20 представлены максимально допустимые времена отключения питания в зависимости от номинального фазного напряжения сети, нашедшие свое отражение в соответствующих пунктах 9,20.