Art und Folgen der Exposition des Menschen gegenüber elektrischem Strom hängen von folgenden Faktoren ab:

Der Wert des Stroms, der durch den menschlichen Körper fließt,

menschlicher elektrischer Widerstand,

Das Stressniveau, das auf eine Person ausgeübt wird,

Dauer der Einwirkung von elektrischem Strom,

Stromwege durch den menschlichen Körper

Art und Frequenz des elektrischen Stroms,

Umgebungsbedingungen und andere Faktoren.

Elektrischer Widerstand des menschlichen Körpers.

Der menschliche Körper ist ein elektrischer Stromleiter, jedoch mit inhomogenem elektrischem Widerstand. Den größten Widerstand gegenüber elektrischem Strom bietet die Haut, daher wird der Widerstand des menschlichen Körpers hauptsächlich durch den Widerstand der Haut bestimmt.

Die Haut besteht aus zwei Hauptschichten: der äußeren Schicht, der Epidermis, und der inneren Schicht, der Dermis. Die äußere Schicht - die Epidermis wiederum besteht aus mehreren Schichten, von denen die dickste obere Schicht als Stratum corneum bezeichnet wird. Das Stratum corneum in trockenem, nicht kontaminiertem Zustand kann als Dielektrikum betrachtet werden: sein Durchgangswiderstand erreicht 10 5 - 10 6 Ohm m, was tausendmal höher ist als der Widerstand anderer Hautschichten, der Widerstand der Dermis ist unbedeutend: er ist um ein Vielfaches geringer als der Widerstand der Hornschicht.

Der Widerstand des menschlichen Körpers mit trockener, sauberer und intakter Haut (gemessen bei einer Spannung von 15-20 V) reicht von 3 bis 100 kOhm oder mehr, und der Widerstand der inneren Körperschichten beträgt nur 300-500 Ohm.

Als berechneter Wert für Wechselstrom mit industrieller Frequenz wird der Widerstand des menschlichen Körpers von 1000 Ohm verwendet.

Unter realen Bedingungen ist der Widerstand des menschlichen Körpers kein konstanter Wert. Es hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich des Zustands der Haut, des Zustands Umfeld, elektrische Schaltungsparameter usw.

Schäden an der Hornschicht (Schnitte, Kratzer, Abschürfungen usw.) verringern den Widerstand des Körpers auf 500-700 Ohm, was das Risiko eines Stromschlags für eine Person erhöht. Die Befeuchtung der Haut mit Wasser oder Schweiß hat den gleichen Effekt.

Die Kontamination der Haut mit Schadstoffen, die elektrischen Strom gut leiten (Staub, Zunder usw.), führt zu einer Verringerung ihres Widerstands.

Der Widerstand des Körpers wird auch von der Kontaktfläche sowie dem Kontaktort beeinflusst, da bei derselben Person der Hautwiderstand an verschiedenen Körperstellen nicht gleich ist. Die Haut von Gesicht, Hals, Händen im Bereich über den Handflächen hat den geringsten Widerstand, und besonders auf der Seite, die dem Rumpf, den Achseln, dem Handrücken usw. zugewandt ist. Die Haut der Handflächen und Fußsohlen hat einen Widerstand, der ist um ein Vielfaches größer als der Widerstand der Haut anderer Körperteile.

Mit zunehmendem Strom und Durchgangszeit nimmt der Widerstand des menschlichen Körpers ab, da dies die lokale Erwärmung der Haut erhöht, was zur Erweiterung ihrer Gefäße führt, zu einer Erhöhung der Versorgung dieses Bereichs mit Blut und vermehrtes Schwitzen.

Mit einer Erhöhung der an den menschlichen Körper angelegten Spannung nimmt der Hautwiderstand um das Zehnfache ab und nähert sich dem Widerstand des inneren Gewebes (300-500 Ohm). Dies ist auf einen elektrischen Zusammenbruch des Stratum Corneum der Haut zurückzuführen, eine Erhöhung des durch die Haut fließenden Stroms.

Mit zunehmender Stromfrequenz nimmt der Widerstand des Körpers ab, und bei 10-20 kHz verliert die äußere Hautschicht praktisch ihren Widerstand gegen elektrischen Strom.

Die Größe des Stroms. Der Hauptfaktor, der das Ergebnis der Läsion bestimmt elektrischer Schock, ist die Stärke des Stroms, der durch den menschlichen Körper fließt. Die Art der Stromeinwirkung auf eine Person in Abhängigkeit von der Stärke und Art des Stroms ist in Tabelle 7.1 angegeben

Tabelle 7.1.

Art der Stromeinwirkung auf eine Person (Strompfad Arm - Bein, Spannung 220 V)

	Wechselstrom, 50 Hz	Gleichstrom
	Der Beginn der Empfindung, leichtes Zittern der Finger	Keine Empfindungen
	Der Beginn des Schmerzes	Keine Empfindungen
	Beginnende Krämpfe in den Händen	Juckreiz, Wärmegefühl
	Krämpfe in den Händen, es ist schwierig, aber Sie können sich von den Elektroden lösen	Erhöhtes Wärmegefühl
	Starke Krämpfe und Schmerzen, anhaltender Strom, Atembeschwerden
	Atemlähmung	Handkrämpfe, Atembeschwerden
		Atemlähmung mit anhaltendem Stromfluss
	Gleich, weniger Zeit	Herzflimmern unter Stromeinwirkung für 2-3 s, Atemlähmung

Spürbarer Strom ist ein elektrischer Strom, der beim Durchgang durch den Körper wahrnehmbare Reizungen hervorruft. Verursacht spürbare Reizungen Wechselstrom mit einer Kraft von 0,6-1,5 A und konstant - mit einer Kraft von 5-7 A. Die angegebenen Werte sind Schwellenströme; mit ihnen beginnt das Gebiet der wahrnehmbaren Strömungen.

Dauerstrom- ein elektrischer Strom, der beim Durchgang durch eine Person unwiderstehliche krampfhafte Kontraktionen der Muskeln der Hand verursacht, in die der Leiter geklemmt ist. Der Schwellenhaltestrom beträgt 10–15 mA AC und 50–60 mA DC. Bei einem solchen Strom kann eine Person ihre Hand, in der das stromführende Teil eingeklemmt ist, nicht mehr selbstständig öffnen und stellt sich sozusagen als angekettet heraus.

Flimmerstrom- ein elektrischer Strom, der Herzflimmern verursacht, wenn er durch den Körper fließt. Der Schwellenflimmernstrom beträgt 100 mA AC und 300 mA DC bei einer Expositionsdauer von 1-2 s. unterwegs Hand-Fuß oder Hand-Hand. Der Fibrillationsstrom kann 5A erreichen. Ein Strom von mehr als 5 A verursacht kein Herzflimmern. Bei solchen Strömen tritt ein sofortiger Herzstillstand auf.

Dauer der Einwirkung von elektrischem Strom . Die Dauer des Stromdurchgangs durch den menschlichen Körper hat einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis der Läsion. Die Gefahr eines Stromschlags durch Herzflimmern hängt davon ab, welche Phase des Herzzyklus mit dem Zeitpunkt des Stromdurchgangs durch die Herzregion zusammenfällt. Wenn die Dauer des Stromdurchgangs gleich oder größer als die Kardiozykluszeit (0,75-1 s) ist, „trifft“ der Strom alle Phasen des Herzens (einschließlich der anfälligsten), was für den Körper sehr gefährlich ist. Wenn die aktuelle Expositionszeit um 0,5 s oder mehr kürzer als die Dauer des Herzzyklus ist, ist die Wahrscheinlichkeit des Zusammenfallens des Moments des Stromdurchgangs mit der am stärksten gefährdeten Phase des Herzens und folglich das Risiko einer Beschädigung stark reduziert. Dieser Umstand wird in Hochgeschwindigkeitsgeräten ausgenutzt Schutzabschaltung, wobei die Reaktionszeit weniger als 0,2 s beträgt.

Der Weg des Stroms durch den menschlichen Körper. Er spielt eine bedeutende Rolle für das Ergebnis der Läsion, da der Strom durch lebenswichtige Organe fließen kann: Herz, Lunge, Gehirn usw. Der Einfluss des Strompfads auf das Ergebnis der Läsion wird auch durch den Widerstand des bestimmt Haut an verschiedenen Stellen des Körpers.

Im menschlichen Körper gibt es viele mögliche Strompfade, die auch als Stromschleifen bezeichnet werden. Die häufigsten Stromschleifen sind: Arm-Arm, Arm-Bein, Bein-Bein. Am gefährlichsten sind Kopf-Arm- und Kopf-Bein-Schlaufen.

Art und Frequenz des elektrischen Stroms . Gleichstrom ist etwa 4-5 mal sicherer als Wechselstrom. Diese Bestimmung gilt nur für Spannungen bis 250-300 V. Bei höheren Spannungen Gleichstrom gefährlicher als alternierend (mit einer Frequenz von 50 Hz).

Mit zunehmender Frequenz des Wechselstroms nimmt die Impedanz des Körpers ab, was zu einer Erhöhung des durch die Person fließenden Stroms führt, wodurch die Verletzungsgefahr zunimmt.

Bedingungen der äußeren Umgebung. Feuchtigkeit, leitfähiger Staub, ätzende Dämpfe und Gase, die die Isolierung elektrischer Anlagen zerstören, sowie hohe Temperatur Umgebungsluft senkt den elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers, was das Risiko eines Stromschlags weiter erhöht.

Abhängig vom Vorliegen der aufgeführten Bedingungen, die das Risiko eines elektrischen Schlags für eine Person erhöhen, werden alle Räume entsprechend dem Risiko eines elektrischen Schlags für eine Person in die folgenden Klassen eingeteilt: (Tabelle 7.2.)

Tabelle 7.2.

Klassifizierung von Räumen nach Stromschlaggefahr

Sicherheitskriterien für elektrischen Strom. Bei der Konstruktion, Berechnung und Betriebssteuerung von Schutzsystemen orientieren sie sich an den zulässigen Werten des Stroms für einen bestimmten Flussweg und der Expositionsdauer gemäß GOST 12.1.038-82.

Bei längerer Exposition wird der zulässige Strom mit 1 mA angenommen. Bei Belichtungsdauer bis 30 s - 6 mA. Bei einer Belastung von 1 s oder weniger sind die Werte der Ströme in Tabelle 7.3 angegeben, sie können jedoch nicht als vollständig sicher angesehen werden und werden als praktisch akzeptabel mit einer relativ geringen Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung akzeptiert.

Tabelle 7.3.

Praktisch zulässige Stromwerte

Diese Ströme werden für die wahrscheinlichsten Wege ihres Flusses im menschlichen Körper als akzeptabel angesehen: Hand-Hand, Hand-Fuß und Fuß-Fuß.

Auswirkungen auf den Körper. Faktoren, die das Risiko eines Stromschlags bestimmen

Mit der Erhöhung der Stromversorgung von Chemieunternehmen steigt die Anzahl der Personen, die mit elektrischen Geräten, Instrumenten, Beleuchtungsgeräten usw. in Kontakt kommen.Da fast alle Arbeitnehmer Unternehmen mit elektrischen Anlagen kontaktieren können, die mit Spannungen von bis zu 1000 V betrieben werden, besteht die Möglichkeit Stromschlag erhöht sich, insbesondere wenn die elektrische Ausrüstung defekt ist oder unter Verstoß gegen die "Elektroinstallationsregeln" (PUE) betrieben wird.

Darüber hinaus unterscheidet sich die Gefahr eines Stromschlags von anderen industriellen Gefahren (giftige Stoffe, erhitzte Oberflächen, Lärm usw.) dadurch, dass eine Person sie ohne spezielle Messgeräte nicht aus der Ferne erkennen kann.

Anlagen, die mit Spannungen über 1000 V betrieben werden, sind in der Regel entweder eingezäunt oder es arbeiten Personen mit spezieller Ausbildung mit ihnen.

Beim Durchgang durch den menschlichen Körper hat ein elektrischer Strom folgende Arten von Wirkungen:

1. thermisch - Verbrennungen, Erwärmung von Blutgefäßen, Nerven;
2. elektrolytisch - Zersetzung von Blut und Lymphflüssigkeit, t. eine signifikante Änderung ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften;
3. biologisch - Reizung und Erregung lebender Körpergewebe, begleitet von unwillkürlichen Krämpfen der Körper-, Herz- und Lungenmuskeln, die zu einer Störung oder vollständigen Einstellung der Aktivität einzelner Organe, Atmungs- und Kreislaufsysteme führen.

Diese Effekte führen zu zwei Arten von Schäden: elektrische Verletzungen – deutlich ausgeprägte lokale Läsionen des Körpers (Verbrennungen, elektrische Anzeichen, Hautverkrustungen, mechanische Schäden, Elektrophthalmie) und elektrischer Schlag – elektrische Verletzungen, die durch die Reflexwirkung eines elektrischen Stroms verursacht werden, d.h. mit. Einwirkung auf das Zentralnervensystem, wodurch es zu Lähmungen der betroffenen Organe kommen kann.

Die Verletzungsstatistik zeigt, dass von allen registrierten Fällen von Stromschlägen mit Verlust der Arbeitsfähigkeit von mehr als 3 Tagen sowie Todesfällen 19 % Stromverletzungen, 26 % Stromschläge und 55 % Mischläsionen sind.

Elektrische oder Kontaktverbrennung - das Ergebnis der thermischen Wirkung von Strom am Kontaktpunkt mit nicht isolierten stromführenden Teilen; Es kann oberflächlich (typisch für Ströme mit einer industriellen Frequenz von bis zu 100 Hz) oder intern (für Ströme mit einer Frequenz von zehn und Hunderten von kHz) sein. Die im menschlichen Gewebe freigesetzte Wärmemenge wird in diesem Fall durch das Joule-Lenz-Gesetz (in J) bestimmt.

Q=IchRcht, (8.1)

wobei Ich die Stärke des Stroms ist, der durch den menschlichen Körper fließt. ABER; Rh ist der Widerstand des menschlichen Körpers. Ohm; t - Stromflusszeit, s.

Es gibt vier Verbrennungsgrade: I - Hautrötung, II - Blasenbildung auf der Hautoberfläche, III - Verkohlung der Haut, IV - Verkohlung des Unterhautgewebes, der Muskeln. Elektrische Verbrennungen sollten nicht mit thermischen Verbrennungen identifiziert werden, z. B. Verbrennungen mit einer elektrischen Explosion, deren Temperatur im Kanal 4000 ° C erreichen kann (sie sind typisch für Installationen mit Spannungen über 1000 V).

Elektrische Schilder - klar definierte Flecken von grauer oder hellgelber Farbe mit einem Durchmesser von 1 mm; eine spezifische Läsion, die nach Ansicht vieler Forscher durch die mechanischen und chemischen Wirkungen des Stroms verursacht wird; entstehen bei Kontakt mit stromführenden Teilen, sind schmerzlos und verschwinden mit der Zeit.

Metallisierung der Haut - Schädigung der Haut durch Eindringen kleinster Partikel geschmolzenen Metalls in die Haut. Mit der Zeit verschwindet die betroffene Haut, der Bereich wird normal und der Schmerz verschwindet.

Mechanische Schäden sind das Ergebnis scharfer, unwillkürlicher, krampfhafter Muskelkontraktionen unter Stromeinfluss, wodurch Haut-, Blutgefäß-, Nervenrisse und Ausrenkungen der Gelenke möglich sind.

Ein Stromschlag wird bei längerer Einwirkung eines kleinen Stroms (bis zu mehreren hundert Milliampere) und in der Regel bei einer Spannung von bis zu 1000 V beobachtet. Es gibt vier Schockgrade: I - krampfhafte Muskelkontraktion ohne Bewusstlosigkeit ; II - das gleiche, aber mit Bewusstseinsverlust; III - Bewusstlosigkeit, Verletzung der Herztätigkeit und Atmung; IV - klinischer Tod, d. H. Mangel an Blutzirkulation und Atmung.

Die Schwere elektrischer Verletzungen hängt von einer Reihe von Faktoren ab: der Stärke des fließenden Stroms, dem Weg seines Durchgangs, der Größe und Art der Spannung, dem elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers, der Dauer des Stromflusses sowie die Gesundheit und individuellen Eigenschaften einer Person, der Umwelt usw.

Die Größe des durch den menschlichen Körper fließenden Stroms ist der Hauptfaktor, von dem das Ergebnis der Läsion abhängt. Der kleinste Wert des wahrnehmbaren Stroms, der von der Stromart, dem Zustand der Person und der Art ihrer Einbeziehung in den Stromkreis abhängt, wird als wahrnehmbarer Schwellenstrom bezeichnet. Bei einer Industriefrequenz von 50 Hz beträgt ihr Mittelwert 1 mA.

Bei einer Erhöhung der Stromstärke auf 10 ... 15 mA treten schmerzhafte Krämpfe in den Handmuskeln auf, sodass eine Person ihre Aktion nicht kontrollieren und sich selbstständig von dem in ihrer Hand geklemmten Leiter (Elektrode) befreien kann. Der Stromwert von 10 mA wird als Schwellen-Nichtauslösestrom bezeichnet.

Bei einer Stromstärke von 25 ... 50 mA kommt es zu einer starken Kontraktion der Atemmuskulatur der Brust, die Atmung wird schwierig oder stoppt. Die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung des Atmungssystems hängt maßgeblich von der Zeit des Stromflusses durch den Körper ab.

Eine weitere Erhöhung des Stroms auf 100 mA kann ein Flimmern der Herzkammern verursachen, bei dem ihre chaotische Kontraktion auftritt und die Durchblutung gestört oder vollständig gestoppt wird, d. H. Der klinische Tod eintritt. Die Gefahr des Vorhofflimmerns liegt darin, dass das menschliche Herz allein nicht aus diesem Zustand herauskommen und seine Aktivität wiederherstellen kann: Es ist dringend erste Hilfe erforderlich - künstliche Beatmung und externe (indirekte) Herzmassage.

Andernfalls beginnen die Neuronen der Großhirnrinde nach 5 ... 6 Minuten zu sterben, und der klinische Tod wird biologisch. Daher gilt im In- und Ausland ein Strom von 100 mA als tödlich.

Der Weg seines Durchgangs im menschlichen Körper (die "Schleife" des Stroms) hat einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis eines elektrischen Schlags. In der Literatur sind 15 Pfade beschrieben, die wahrscheinlichsten Stromflusspfade sind jedoch wie folgt: Arm – Arm (bis 40 %), rechter Arm – Beine (bis 20 %), Bein – Bein. Dabei fließen 0,4 bis 7 % des Gesamtstroms durch das menschliche Herz.

Auch individuelle Eigenschaften des Körpers – zum Beispiel Gesundheitszustand, körperliche Entwicklung, Gewicht, Bereitschaft zur Arbeit mit Elektroinstallationen („Aufmerksamkeitsfaktor“) – wirken sich auf den Verlauf der Läsion aus. Es wurde festgestellt, dass Menschen mit erhöhter Erregbarkeit, Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und inneren Sekretionsorganen eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber der Einwirkung von elektrischem Strom aufweisen.

Art und Frequenz des Stroms sind im Verletzungsfall entscheidend. Es wurde festgestellt, dass Wechselstrom mit einer Industriefrequenz von 50 ... 60 Hz 4 ... 5-mal gefährlicher ist als Gleichstrom. Ströme mit einer Frequenz von 400...500 kHz ns reizen das Gewebe nicht und verursachen keinen Stromschlag. Diese Ströme haben jedoch eine thermische Wirkung.

Einen sehr großen Einfluss auf die Größe des durch den menschlichen Körper fließenden Stroms hat der elektrische Gesamtwiderstand seines Körpers, der bei trockener, intakter Haut über einen sehr weiten Bereich variieren kann: von 103 bis 105 Ohm und manchmal mehr.

Es ist ein nichtlinearer Wert und hängt von einer Reihe von Faktoren ab: dem Zustand der Haut (trocken, feucht, sauber, beschädigt), der Dichte und Kontaktfläche mit stromführenden Teilen, der Stärke des durchfließenden Stroms und die angelegte Spannung die Zeit der Stromeinwirkung.

Den höchsten elektrischen Widerstand im menschlichen Körper hat die obere Hornschicht (Epidermis) mit einer Dicke von 0,05 ... 0,2 mm, die aus mit Luft gefüllten abgestorbenen Zellen besteht. Wenn das Stratum Corneum entfernt wird, überschreitet der Widerstand der inneren Organe, die für eine Person lebenswichtig sind, 800 ... 1000 Ohm nicht. Daher wird bei der Berechnung der Bedingungen der elektrischen Sicherheit des Menschen sein elektrischer Gesamtwiderstand Rch gleich 1000 Ohm genommen.

Wenn man den elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers und das Intervall gefährlicher Ströme dafür kennt, ist es möglich, das Intervall gefährlicher Spannungen zu bestimmen. Für die geregelten Werte des Schwellenstroms von 10 mA und Rch = 1000 Ohm beträgt die sichere Spannung Uohne = RchIch = 10 V.

Die Umgebung und die Situation im Raum können die Wirkung von elektrischem Strom verstärken oder abschwächen, da sie den Widerstand des menschlichen Körpers, die Isolierung stromführender Teile, erheblich beeinflussen. Dementsprechend gibt es eine bestimmte Klassifizierung von Räumen nach der Gefahr eines elektrischen Schlags. Industrie- und Wohnräume werden in drei Klassen eingeteilt: 1 - ohne erhöhte Gefahr, 2 - mit erhöhter Gefahr; 3 - besonders gefährlich.

Räumlichkeiten ohne erhöhte Gefährdung sind trockene (relative Luftfeuchtigkeit nicht über 60%) staubfreie Räume mit normale Temperatur und Isolierböden (Parkett, Linoleum etc.). Dazu können Büroräume, QCD-Räumlichkeiten, kleine Labors, einige Lagerhäuser zur Lagerung fester Polymermaterialien und Fertigprodukte gehören.

Zu den Räumen mit erhöhter Gefahr gehören: Feuchtigkeit, in der die relative Luftfeuchtigkeit für längere Zeit 75% überschreitet, aber 100% nicht erreicht; heiß, bei dem die Lufttemperatur für längere Zeit 30 ° C überschreitet; staubig, bei dem leitfähiger technologischer Staub in einer Menge freigesetzt wird, die ausreicht, um unter das Gehäuse elektrischer Geräte einzudringen und sich auf Drähten abzusetzen, wodurch ein Stromkreis für das Abfließen gefährlicher Ströme entsteht (Staub kann auch nicht leitend sein); Räume mit leitfähigen Böden - Metall, Lehm, Stahlbeton, Ziegel, Xylolit usw. (Übergangswiderstand zwischen Mensch und Erde beseitigen); Räume, in denen ein gleichzeitiger Kontakt möglich ist, einerseits mit geerdeten Gehäusen technologische Ausstattung, Metallkonstruktionen von Gebäuden usw. und andererseits auf Metallgehäuse von elektrischen Geräten oder stromführenden Teilen. Solche Räumlichkeiten umfassen Bereiche von Spritzgussmaschinen, Lagerhallen und Bereiche zum Aufhängen von elektrisch leitfähigen Zutaten (z. B. hängender Ruß) usw.

Zu den besonders gefährlichen Räumen gehören: besonders feuchte Räume, in denen die relative Luftfeuchtigkeit nahezu 100% beträgt und in solchen Räumen die Wände, der Boden, die Decke und die darin befindlichen Gegenstände mit Feuchtigkeit bedeckt sind: mit einer chemisch aktiven Umgebung, wo , je nach Produktionsbedingungen Gase, Dämpfe enthalten sind oder sich Ablagerungen bilden, die die Isolierung oder spannungsführende Teile elektrischer Geräte zerstören; Räumlichkeiten, in denen gleichzeitig zwei oder mehr Faktoren mit erhöhter Gefahr vorhanden sind.

Zu diesen Räumlichkeiten gehören Bereiche zum Imprägnieren von Polymermaterialien, Trockenreinigung von Formen, Galvanikanlagen zum Metallisieren von Kunststoffen, Klebestellen, Duschen usw.

Die Art und die Folgen der Einwirkung von elektrischem Strom auf eine Person werden durch den elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers, die Spannung des Stroms und die Dauer der Einwirkung des elektrischen Stroms bestimmt und hängen von der Richtung des Stromdurchgangs ab des menschlichen Körpers, der Art und Frequenz des elektrischen Stroms sowie von Umweltbedingungen.
Elektrischer Widerstand des menschlichen Körpers. Der menschliche Körper ist ein elektrischer Stromleiter, jedoch mit inhomogenem elektrischem Widerstand. Den größten Widerstand gegen elektrischen Strom bietet die Haut, daher wird der Gesamtwiderstand des menschlichen Körpers hauptsächlich durch den Wert des Hautwiderstands bestimmt. Die Haut besteht aus zwei Hauptschichten: der äußeren – der Epidermis – und der inneren – der Dermis.
Die äußere Schicht - wiederum hat mehrere Schichten, von denen die dickste obere Schicht die Hornschicht genannt wird.
Als Dielektrikum kann das Stratum corneum im trockenen, nicht kontaminierten Zustand angesehen werden. Sein spezifischer Durchgangswiderstand erreicht 105-106 Ohm m, tausendmal höher als der Widerstand anderer Hautschichten (Dermis) und innerer Gewebe des Körpers.
Der Widerstand des menschlichen Körpers mit trockener, sauberer und intakter Haut (gemessen bei einer Spannung von 15-20 V) reicht von 3 bis 100 kOhm oder mehr, und der Widerstand der inneren Körperschichten beträgt nur 300-500 Ohm.
Für Berechnungen wird der Widerstandswert des menschlichen Körpers mit 1000 Ohm angenommen.
In Wirklichkeit ist der Widerstand des menschlichen Körpers nicht konstant. Es hängt vom Zustand der Haut, der Umgebung und den Parametern ab elektrische Schaltung usw.
Schäden an der Hornschicht (Schnitte, Kratzer, Abschürfungen) verringern den Widerstand des Körpers auf 500 - 700 Ohm, was das Risiko eines Stromschlags für eine Person erhöht.
Die Befeuchtung der Haut mit Wasser oder Schweiß hat den gleichen Effekt. Daher erhöht das Arbeiten an elektrischen Anlagen mit nassen Händen und unter Bedingungen, die Hautfeuchtigkeit verursachen, sowie bei erhöhten Temperaturen das Risiko eines elektrischen Schlags für eine Person.
Die Kontamination der Haut mit Schadstoffen, die elektrischen Strom gut leiten (Staub, Zunder), führt ebenfalls zu einer Verringerung ihres Widerstands.
Der Kontaktbereich 1b und der Kontaktort sind wichtig, da der Widerstand der Haut an verschiedenen Körperstellen nicht gleich ist. Die Haut von Gesicht, Hals, Handflächen und Armen hat den geringsten Widerstand, insbesondere auf der dem Oberkörper zugewandten Seite (Achseln etc.). Die Haut des Handrückens und der Fußsohlen hat einen Widerstand, der um ein Vielfaches größer ist als der Widerstand der Haut anderer Körperteile.
Stromstärke und Spannung. Der Hauptfaktor, der das Ergebnis eines elektrischen Schlags für eine Person bestimmt, ist die Stärke des Stroms, der durch seinen Körper fließt (Tabelle 20.1). Mit zunehmender Stromstärke nimmt der Widerstand des menschlichen Körpers ab, da die lokale Erwärmung der Haut zunimmt, was zu einer Erweiterung der Blutgefäße, einer erhöhten Blutversorgung dieses Bereichs und einer Zunahme des Schwitzens führt.
Die an das menschliche Gel angelegte Spannung beeinflusst auch das Ergebnis der Läsion, da sie den Wert des Stroms bestimmt, der durch die Person fließt.
Tabelle 20.1. Schwellwerte für verschiedene Stromarten

* Sofortiger Herzstillstand tritt bei einer Stromstärke von 5 A auf.

Mal, nähern Sie sich dem Widerstand des inneren Gewebes (300 - 500 Ohm), erhöhen Sie die Stromstärke entsprechend.
Art und Frequenz des elektrischen Stroms. Gleichstrom ist etwa 4- bis 5-mal sicherer als Wechselstrom. Dies ergibt sich aus einem Vergleich der Schwellwerte von wahrnehmbaren und nicht auslösenden Gleich- und Wechselströmen. Dies gilt jedoch nur bis zu Spannungen von 250 - 300 V. Bei höheren Spannungen wird Gleichstrom gefährlicher als Wechselstrom (mit einer Frequenz von 50 Hz).
Bei Wechselstrom ist seine Frequenz wichtig. Mit zunehmender Wechselstromfrequenz nimmt die Impedanz des Körpers ab und bei 10 - 20 kHz verliert die äußere Hautschicht praktisch den Widerstand gegen elektrischen Strom, was auch zu einer Erhöhung des durch eine Person fließenden Stroms führt daher steigt das Verletzungsrisiko.
Die größte Gefahr ist der Strom mit einer Frequenz von 50 bis 1000 Hz. Bei einer weiteren Erhöhung der Frequenz nimmt die Beschädigungsgefahr ab und verschwindet bei einer Frequenz von 45 - 50 kHz vollständig. Diese Ströme sind nur im Hinblick auf Verbrennungen gefährlich. Die Abnahme des Stromschlagrisikos mit zunehmender Frequenz macht sich bei 1-2 kHz praktisch bemerkbar.
Dauer der Einwirkung von elektrischem Strom. Längerer Kontakt mit elektrischem Strom führt zu schweren und manchmal tödlichen Verletzungen einer Person.
Als unbedenklich gilt eine langzeitige Belastung mit einem Strom von 1 mA, bei einer Dauer von bis zu 30 s ist ein Strom von 6 mA unbedenklich.
Praktisch akzeptabel bei relativ geringer Schadenswahrscheinlichkeit werden folgende Werte der Stromstärke akzeptiert:
Expositionsdauer, s Strom, mA
1,0 50 7 70
0,5 100
0,2 250
Der Weg des Stroms durch den menschlichen Körper. Dieser Faktor spielt auch eine wichtige Rolle für das Ergebnis der Läsion, da der Strom durch lebenswichtige Organe fließen kann - Herz, Lunge, Gehirn usw.
Es gibt viele mögliche Wege für den Stromfluss durch den menschlichen Körper, die auch als Stromschleifen bezeichnet werden. Die gängigsten Stromschleifen – Arm – Arm, Arm – Beine und Bein – Bein – sind in der Tabelle dargestellt. 20.2.
Am gefährlichsten sind diejenigen, die den Bereich des Herzens betreffen können, dh Kopf - Arme und Kopf - Beine. Aber sie sind relativ selten.
Tabelle 20.2. Eigenschaften der Strompassagen durch den menschlichen Körper, %

Individuelle Eigenschaften einer Person. Es wurde festgestellt, dass körperlich gesunde und kräftige Menschen Elektroschocks leichter ertragen.
Personen, die an Hautkrankheiten, Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems, inneren Sekretionsorganen und Lungen, Nervenkrankheiten usw. leiden, zeichnen sich durch eine erhöhte Anfälligkeit für elektrischen Strom aus.
Die Sicherheitsregeln für das Betreiben elektrischer Anlagen sehen die Auswahl des Personals für die Instandhaltung bestehender elektrischer Anlagen nach dem Gesundheitszustand von Personen vor. Zu diesem Zweck wird eine ärztliche Untersuchung von Personen bei der Aufnahme der Arbeit durchgeführt, die periodisch alle zwei Jahre wiederholt wird, unter Berücksichtigung der Liste von Krankheiten und Störungen, die eine Kontraindikation für die Wartung bestehender elektrischer Anlagen darstellen.
Bedingungen der äußeren Umgebung. Der Zustand der Umgebungsluft sowie die Umgebung können das Stromschlagrisiko erheblich beeinflussen.
Feuchtigkeit, leitfähiger Staub, das Vorhandensein von ätzenden Dämpfen und Gasen, die die Isolierung elektrischer Anlagen zerstören, sowie hohe Umgebungstemperaturen verringern den elektrischen Widerstand des menschlichen Körpers, was das Risiko eines Stromschlags weiter erhöht.
Die Einwirkung von Strom auf eine Person wird auch durch leitfähige Böden und Metallkonstruktionen in der Nähe von elektrischen Geräten, die eine Verbindung mit der Erde haben, verschlimmert, da bei gleichzeitiger Berührung dieses Objekts und des Körpers von elektrischen Geräten, die versehentlich unter Spannung stehen, ein Gok von großer Kraft wird durch die Person hindurchgehen.
Abhängig von den aufgeführten Bedingungen, die das Risiko eines elektrischen Schlags für eine Person erhöhen, teilen die "Elektroinstallationsregeln" alle Räumlichkeiten in vier Klassen ein, je nach der Gefahr eines elektrischen Schlags für Personen. Räumlichkeiten ohne erhöhte Gefahr. Sie sind gekennzeichnet durch das Fehlen von Bedingungen, die eine erhöhte oder besondere Gefahr hervorrufen (Absätze 2 und 3). Bereiche mit hohem Risiko. Sind durch das Vorhandensein einer der folgenden Bedingungen gekennzeichnet:
a) Feuchtigkeit (wenn die relative Luftfeuchtigkeit längere Zeit über 75 % liegt) oder leitfähiger Staub;
b) leitfähige Böden (Metall, Erde, Stahlbeton, Ziegel usw.);
c) hohe Temperatur (über 35 °C);
d) die Möglichkeit, dass eine Person gleichzeitig die mit dem Boden verbundenen Metallkonstruktionen von Gebäuden, technologische Apparate, Mechanismen usw. einerseits und die Metallgehäuse von Elektrogeräten andererseits berührt. Besonders gefährliche Räumlichkeiten. Sind durch das Vorhandensein einer der folgenden Bedingungen gekennzeichnet:
a) besondere Feuchtigkeit (bei einer relativen Luftfeuchtigkeit nahe 100 %, wenn Decke, Wände, Boden und Gegenstände im Raum mit Feuchtigkeit bedeckt sind);
b) chemisch aktive oder organische Umgebung, die die Isolierung und stromführende Teile elektrischer Geräte zerstört;
c) gleichzeitiges Vorliegen von zwei oder mehr Zuständen erhöhter Gefahr (Ziffer 2). Gebiete für die Platzierung von Elektroinstallationen im Freien. Entsprechend der Stromschlaggefahr für Personen sind diese Gebiete besonders gefährlichen Betriebsstätten gleichzusetzen.
In der chemischen Industrie sind viele Produktionsanlagen besonders gefährlich.
Darüber hinaus werden die Räumlichkeiten je nach klimatischer Umgebung unterteilt in: trocken (normal) mit einer Luftfeuchtigkeit von bis zu 60%, feucht (60 - 75%), feucht (über 75%), besonders feucht (mit einer Luftfeuchtigkeit von fast 100 %), heiß (bei einer konstanten Temperatur über 35 °C), staubig, Räume mit chemisch aktiver oder organischer Umgebung.
Elektrische Ausrüstung sollte unter Berücksichtigung des Umgebungszustands und der Klasse des Raums für die Gefahr eines Stromschlags ausgewählt werden, um das notwendige Maß an Sicherheit für Personen während ihrer Wartung zu gewährleisten.
Daher müssen elektrische Geräte, die in feuchten, insbesondere feuchten und staubigen Räumen sowie in Räumen mit chemisch aktiver Umgebung installiert werden, geschlossen sein, eine entsprechende Konstruktion haben: tropf- oder spritzwassergeschützt, staubdicht, belüftet. Außerdem müssen die Materialien, aus denen elektrische Geräte hergestellt werden, korrosionsbeständig sein und Metallteile müssen durch Farbe und Lack oder galvanische Beschichtung zuverlässig geschützt werden.
Elektrogeräte u Elektrizität des Netzes in Räumen mit chemisch aktiver Umgebung aufgestellt werden, sowie der Ort ihrer Verlegung sollten unter Berücksichtigung des Designs und der Beschichtung ausgewählt werden, die ihren Schutz vor den Auswirkungen einer aggressiven Umgebung gewährleisten.
In explosionsgefährdeten Zonen "aller Klassen mit chemisch aktiven Umgebungen werden Drähte und Kabel mit PVC-Isolierung sowie Drähte mit Gummi und Kabel mit Gummi- und Papierisolierung in einem Blei- oder PVC-Mantel verwendet. Die Verwendung von Drähten und Kabeln mit Polyethylen-Isolierung in jeglichen Ummantelungen und Beschichtungen ist verboten.

Die Hauptfaktoren, die den Grad des Stromschlags bestimmen, sind:

- aktueller Weg durch den menschlichen Körper. Die gefährlichsten Pfade sind - "Kopf - Beine" - Optionen 11, 12, 14 und 15, "Kopf - Hände" - Optionen 10, 12 und 13 und "Arm - Bein" - Optionen - 2, 3, 4 , 5, 6, 7, 8. Die Strompfade durch den menschlichen Körper sind in der Abbildung dargestellt;

Reis. 15. Eigenschaften des Strompfades im menschlichen Körper

- - Stromstärke (ABER). Eine Person beginnt einen elektrischen Strom mit einer Stärke von 0,6 - 1,5 mA (mA - Milliampere = 0,001 A) zu spüren. Bei einer Stromstärke von 20 - 25 mA wird die Funktion von Lunge und Herz gestört. Bei einer Stromstärke von 100 mA tritt Flimmern auf - eine krampfhafte, nicht rhythmische Kontraktion des Herzmuskels. Die Größe der Stärke des elektrischen Stroms spielt eine entscheidende Rolle bei der Niederlage einer Person. Ein Stromschlag entsteht, wenn ein geschlossener Stromkreis entsteht, in den auch eine Person eingeschlossen ist. Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Stromstärke I gleich elektrische Spannung U dividiert durch den Widerstand des Stromkreises R:

Je größer die Spannung, desto größer und gefährlicher ist daher der elektrische Strom. Je größer der elektrische Widerstand des Stromkreises ist, desto geringer ist der Strom und die Verletzungsgefahr für Personen. Der elektrische Widerstand des Stromkreises ist gleich der Summe der Widerstände aller Abschnitte, aus denen der Stromkreis besteht (Leiter, Boden, Schuhe, menschlicher Körper usw.);

- elektrischer Wiederstand menschlicher Körper. Saubere, trockene, unbeschädigte menschliche Haut hat einen hohen Widerstand – bis zu mehreren hunderttausend Ohm. Bei beschädigter (Wunden, Kratzer) sowie empfindlicher und dünner Haut (bei Frauen und Kindern) ist der Widerstand geringer; bei rauer Hornhaut der Hände (bei Männern) ist der Widerstand größer. Daher ist der Grad der Exposition gegenüber elektrischem Strom für verschiedene Menschen unterschiedlich. Bei Berechnungen zur elektrischen Sicherheit wird üblicherweise der Widerstand des menschlichen Körpers = 1000 Ohm (1 Kilo Ohm) angenommen. Der Widerstand der inneren Organe eines Menschen ist gering und daher nahezu irrelevant.

Maßnahmen und Mittel zum Schutz vor elektrischem Schlag

Elektrische Anlagen, zu denen fast alle Computereinrichtungen gehören, stellen ein großes Gefahrenpotential für Menschen dar, da eine Person während des Betriebs oder bei Wartungsarbeiten spannungsführende Teile berühren kann. Die besondere Gefahr elektrischer Installationen geht von stromführenden Leitern, Computergehäusen und anderen Geräten aus, die infolge von Isolationsschäden (Durchschlag) unter Spannung stehen.

Eine wichtige Maßnahme zur Vermeidung von Stromschlägen ist die richtige Dienstleistungsorganisation Bedien-PCs, Durchführung von Reparatur-, Installations- und Präventivarbeiten.

Um die elektrische Sicherheit zu gewährleisten, müssen einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden: technische Methoden und Schutzmittel:

- Isolierung stromführender Teile (arbeitendes, zusätzliches, verstärktes Doppel). Eine einwandfreie Isolierung ist die Grundvoraussetzung für den sicheren Betrieb elektrischer Anlagen. Die Hauptgründe für die Verletzung der Isolierung und die Verschlechterung ihrer Eigenschaften sind:

Heizung, zum Beispiel Ströme Kurzschluss, sowie die Wärme von Fremdquellen;

Dynamische Kräfte (Verschiebung, Abrieb, mechanische Beschädigung);

Verschmutzung (Öle, Benzin, Feuchtigkeit, Chemikalien).

Der Zustand der Isolierung wird vor der Inbetriebnahme der elektrischen Anlage, nach ihrer Reparatur und auch nach längerem Aufenthalt in einer nicht funktionierenden Position überprüft;

- Schutz gegen Berührung mit stromführenden Teile wird in der Form durchgeführt Schutzvorrichtungen . Sie bestehen aus nicht brennbarem oder schwer brennbarem Material in Form von Gehäusen, Deckeln, Kästen, Netzen und müssen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen und so beschaffen sein, dass ihr Entfernen oder Öffnen nur mit Hilfe von Spezialwerkzeugen oder Schlüsseln möglich ist und von Mitarbeitern, die damit betraut sind.

- Warnsignal . Um Unfälle beim Betrieb elektrischer Geräte zu vermeiden, spielen die Kennzeichnung, Beschriftungen, die den Zustand der Geräte, die Bezeichnung und den Zweck der Anschlüsse angeben, eine wichtige Rolle. In Ermangelung von Markierungen und Beschriftungen kann das Wartungspersonal bei Reparaturen, Inspektionen und beim Betrieb elektrischer Geräte den Zweck von Drähten, Messerschaltern, Schaltern usw. verwechseln. Alle Tasten, Knöpfe und Bedienknöpfe müssen Beschriftungen aufweisen, die den jeweiligen Betrieb angeben sie sind beabsichtigt („einschalten“, „deaktivieren“, „reduzieren“).

- Niederspannung (42 Volt und darunter). Die Verwendung solcher Spannungen verringert die Gefahr unter allen Bedingungen der Zerstörung erheblich;

- beschützende Erde . Dies ist eine absichtliche elektrische Erdung von nicht stromführenden Teilen elektrischer Geräte aus Metall, die versehentlich unter Spannung stehen können. Für die Schutzerdung werden künstliche und natürliche Erdungsvorrichtungen verwendet: Metallrohre, Armaturen, Ecken, Gebäudefundamente usw. Erdungsgeräte sollten sich in einer bestimmten Tiefe im Boden befinden - tiefer als der Gefrierpunkt des Bodens im Winter (in Udmurtien - etwa 2 Meter);

- Schutzabschaltung Ausrüstung. Dies ist eine schnell wirkende automatische Abschaltung einer elektrischen Anlage im Gefahrenfall. Es gibt verschiedene Arten von Fehlerstromschutzschaltern. B. eine Schutzabschalteinrichtung und Leistungsschalter;

- individuelle Schutzmittel . Sie sind in grundlegende und zusätzliche unterteilt. Die Hauptschutzmittel halten der dauerhaften Betriebsspannung in elektrischen Anlagen stand. Zu den wichtigsten Schutzmitteln gehören Isolierschläuche, Isoliergriffe von elektrischen Mess- und Elektrowerkzeugen (Schraubendreher usw.), dielektrische Handschuhe, Spannungsanzeiger. Zusätzliche Schutzausrüstung hält einer längeren Spannungseinwirkung nicht stand. Zusätzliche Schutzmittel sind dielektrische Galoschen, Decken, Untersetzer (aus Holz). Alle Schutzeinrichtungen müssen mit der Spannung gekennzeichnet sein, für die sie ausgelegt sind.

Im Bereich der elektrischen Sicherheit gelten folgende staatliche Vorschriften:

- GOST R 50571.1-93 Elektrische Anlagen von Gebäuden. Grundlegende Bestimmungen.

GOST IEC 60536-04. Klassifizierung elektrischer und elektronischer Geräte nach der Methode des Schutzes gegen elektrischen Schlag.

elektrische Sicherheit

Elektrischer Strom ist die geordnete Bewegung geladener Teilchen. Die Hauptursachen für einen Stromschlag: 1) Verletzung der Isolierung oder Verlust ihrer Isoliereigenschaften, 2) direkter Kontakt oder gefährliche Annäherung an spannungsführende Teile, 3) Inkonsistenz der Handlungen.

Elektrischer Strom hat folgende Auswirkungen auf den Menschen:

1. thermisch (Erhitzung und Gewebeverbrennungen),

2. elektrolytisch (Zersetzung von Blut und flüssigen Bestandteilen),

3. biologisch (Erregung lebender Körpergewebe, die eine krampfhafte Kontraktion und Störung biologischer Prozesse verursacht).

Arten von Stromschlägen

Alle Stromschläge werden in zwei Gruppen eingeteilt:

1. lokale elektrische Verletzungen - ausgeprägte lokale Gewebeschädigung;

treten in folgenden Formen auf:

elektrische Verbrennung,

elektrische Schilder,

Ledermetallisierung,

· mechanischer Schaden,

Elektrophthalmie (Schädigung der Augen durch einen elektrischen Lichtbogen).

2. allgemeine elektrische Verletzungen - Erregung lebender Körpergewebe, begleitet von krampfartigen Muskelkontraktionen.

krampfhafte Kontraktion ohne Bewusstlosigkeit (Gefährdungsgrad I),

bei Bewusstlosigkeit, jedoch unter Erhaltung der Atmung und des Kreislaufs (Gefahrengrad II),

Bewusstlosigkeit, Störung der Herztätigkeit, Atmung oder beides (Grad III),

klinischer Tod, dauert 4-5 Minuten (IV-Grad).

Faktoren, die die Gefahr eines Stromschlags für eine Person beeinflussen

Die Hauptfaktoren, die das Ergebnis eines Stromschlags beeinflussen, sind die folgenden:

Stromstärke, I;

Spannung U;

Der Widerstand des menschlichen Körpers, R h;

Die Dauer der Auswirkung

Weg, Art und Frequenz des Stroms;

individuelle Merkmale einer Person;

· Umweltbedingungen.

Einer der Hauptfaktoren ist die Stromstärke. Zur Charakterisierung der Auswirkung werden 3 Schwellenwerte festgelegt:

1. Wahrnehmbare Schwelle - die minimale Stromstärke, die Schmerzen verursacht.

2. Schwelle, die nicht freigibt - der minimale Stromwert, bei dem sich eine Person nicht vom stromführenden Teil befreien kann.

3. Schwellenflimmern - der minimale Stromwert, bei dem der Herzrhythmus gestört wird.

Der Widerstand des menschlichen Körpers besteht aus dem Widerstand der Haut und der inneren Organe. Intakte, trockene und saubere Haut hat einen Widerstand von 2 kΩ bis 2 MΩ. Bei der Berechnung wird der menschliche Widerstand mit 1000 Ohm angenommen. 25 % des Widerstands innerer Organe werden von Nervenfasern bereitgestellt. Schlagstrom = 1,2 * (30 + 3,7 G p) mA, wobei G p die Masse des menschlichen Körpers ist.

Die Dauer der Exposition beeinflusst das Ergebnis der Läsion, weil. Im Laufe der Zeit nimmt der Widerstand des menschlichen Körpers aufgrund der Befeuchtung der Haut ab und die Stärke des Stroms, der durch den menschlichen Körper fließt, nimmt zu.

Stromart: Wechselstrom mit einer Frequenz von 50-60 Hz ist gefährlicher als Gleichstrom, jedoch steigt bei Spannungen über 300 V die Gefahr von Gleichstrom, weil. Ein großer Gleichstrom, wenn der Stromkreis unterbrochen wird, gibt sehr scharfe Schläge.

Aktueller Pfad:

Reis. 1. Typische Strompfade im menschlichen Körper (Stromschleifen)

1 - Hand - Hand; 2 - rechte Hand - Beine; 3 - linke Hand - Beine; 4 - rechte Hand - rechtes Bein; 5 - rechte Hand - linkes Bein; 6 - linke Hand - linkes Bein; 7 - linke Hand - rechtes Bein; 8 - beide Hände - beide Beine; 9 - Bein - Bein; 10 - Kopf - Hände; 11 - Kopf - Beine; 12 - Kopf - rechte Hand; 13 - Kopf - linke Hand; 14 - Kopf - rechtes Bein; 15 - Kopf - linkes Bein

Die gefährlichsten Strompfade gehen durch Kopf und Herz.