Устойчивост на човешкото тяло - от какво зависи и как може да се промени

Когато човек попадне под електрическо напрежение, електрически ток започва да тече през тялото му и величината на този ток зависи не само от величината на приложеното напрежение, но и от съпротивлението на човешкото тяло. Междувременно съпротивлението на човешкото тяло в никакъв случай не е постоянно; стойността му зависи от много фактори: от състоянието на човека в момента на контакт (психически и физически), от параметрите на затворената верига, от външните условия на околната среда, в които човекът се намира в момента на въздействието.

Човешкото тяло се състои от различни тъкани и всеки тип тъкан има собствена устойчивост. Например сухожилията, кожата, мастната тъкан, хрущялите и костите имат съпротивление от порядъка на 3 до 20 kΩ / m. Кръв, мускули, лимфа, мозък и гръбначен мозък - само от 0,5 до 1 Ohm / m. От всички тези тъкани кожата е най-устойчива, следователно именно кожата до голяма степен определя устойчивостта на човешкото тяло към електрически ток.

Човешката кожа има сложна структура. Външният му слой - епидермисът - включва няколко структурни части: външният рогови слой, който не съдържа нито нерви, нито кръвоносни съдове, следователно има най-висока устойчивост и други слоеве, чието съпротивление е много по-малко от роговия слой. Следва дермата - вътрешният слой, съпротивлението на което също е много по-малко, което означава, че съпротивлението на роговия слой е от решаващо значение за общото съпротивление на кожата.

Устойчивостта на кожата се влияе от нейното състояние. Ако кожата е суха и чиста, няма повреди, тогава нейната устойчивост лежи в диапазона от 10 до 100 kOhm. Ако има порязвания, драскотини, микротравми по кожата, те могат значително да намалят устойчивостта на човешкото тяло към устойчивостта само на вътрешните тъкани. Очевидно наличието на гореспоменатите лезии по кожата прави токов удар по-опасен. Замърсената и влажна кожа също има по-ниска устойчивост.

Общата устойчивост на човешко тяло, изпаднала в стрес, може да бъде представена като състояща се от три съпротивления, свързани последователно: два слоя на епидермиса и един - устойчивост на дермата и вътрешните тъкани. Така вътрешните тъкани служат заедно с приложените електроди, сякаш кондензаторни плочиа епидермисът е диелектрик.

В резултат на това, ако електродите се прилагат външно към тялото, се получава схема от активното съпротивление на вътрешните тъкани и почти капацитивното съпротивление на епидермиса. Тоест можем да кажем, че говорим за диелектричната константа от 100 до 200 и за специфичното съпротивление от 10 до 100 kΩ / m във верига, състояща се от кондензатор и резистор.

Вътрешните тъкани имат активно съпротивление Rv с малък капацитивен компонент, който е почти независим или от електродната зона, или от честотата, и варира от 500 до 700 ома.

Но зависи от дължината и напречното сечение на частите на тялото и от съпротивлението на вътрешните органи. Тоест в еквивалентна форма общата устойчивост Zm на човешкото тяло може да бъде представена, както следва:

С малко съпротивление на човешкото тяло, капацитивният компонент губи стойност:

И така, електрическото съпротивление на човешкото тяло зависи от следните пет фактора:

• От общото психологическо и физиологично състояние (индивидуални характеристики);

• От пода - от дебелината на кожата (при мъжете устойчивостта е по-висока, отколкото при жените);

• От възрастта - от грапавостта на кожата (при възрастните резистентността е по-висока, отколкото при децата);

• От външни условия (температура, налягане, влажност, плътност);

• От общото състояние на кожата (рани, мръсотия, влага и др.);

• От външни стимули (внезапен удар, инжектиране, светлина или звук), които могат да намалят съпротивлението с 20 - 50% за няколко минути.

Лесно е да се види, че електрическото съпротивление на човешкото тяло не е постоянно и не е линейно, но за изчисленията се приема, че е 1 kOhm. Независимо от това, съпротивлението на човешкото тяло зависи и от приложеното напрежение, тъй като по време на токов удар може да се окаже, че веригата включва и повърхността на пода, почвата, обувките, дрехите и пр. Токът след това ще определи не само съпротивлението на самото тяло лице, но и схемата на включването му във веригата.

Двуфазно докосване

С двуфазно докосване човек стои на изолирана основа, докосвайки едновременно две фази на трифазна мрежа или два проводника на еднофазна мрежа на променлив ток или постоянен ток. В този случай токът ще тече през ръцете и през жизненоважните органи, което е много опасно и още по-опасно, ако веригата се случи по пътя на ръката. С това докосване човек може да получи или под линейно междуфазно напрежение, или под цялото работно напрежение на електрическата инсталация.

Ако човек докосне отворени части на тялото, тогава съпротивлението се определя от съпротивлението на тялото, съпротивлението на кожата, ако е възникнал контакт с полюсите през дрехите, тогава съпротивлението на дрехите се добавя последователно към веригата.

Можете да сравните тези две опции. Устойчивостта на сухите дрехи е от 10 до 15 kOhm, а на мокрите дрехи - от 0,5 до 1,5 kOhm. Очевидно съпротивлението на дрехите по един или друг начин ограничава тока през човешкото тяло, въпреки че пада 10-30 пъти, ако дрехите са мокри.

При сухи дрехи шокът се усеща при силно треперене от пръсти към китката, това е 20mA при 220 волта. Ако дрехите са мокри, тогава при 140mA ръцете могат да бъдат откъснати от точки за контакт само с определени усилия. Тук съпротивлението на обувките и пода не се взема предвид, тъй като те не са включени във веригата.

Еднофазно или еднополюсно докосване

Човек стои на земята и само с една част от тялото си докосва електрическата инсталация под напрежение, а потенциалът на електрическата инсталация се различава от потенциала на земята или друга поддържаща повърхност. В този случай човек попада под напрежение по отношение на земята и токът през тялото ще бъде токът на земната повреда.

Текущият път през примката главата - крака или ръка - крака, докато през жизненоважни органи. Във веригата ще бъде включено съпротивление: тела, дрехи, обувки, опори. Обувките и опорите за съпротивление са свързани помежду си паралелно.

В зависимост от материала на подметката, независимо дали е мокра или суха, устойчивостта на обувката ще бъде различна. Важна роля играе подовият материал (носеща повърхност):

• Подметката от влажна кожа има съпротивление 500 ома, суха - 100 kOhm;

• Подметка от мокра гума - 1,5 kOhm; суха гумена подметка - 500 kOhm;

• Метален под - от 0 (сух) до 10 Ома (мокър);

• Суха земя - 20 kOhm, мокра - 800 Ohm;

• Сух бетон - 2 мегама, мокър бетон - 900 ома;

• Сух линолеум - 1,5 MOhm, мокър линолеум - 50 kOhm;

• Сух камък - 8.5 kOhm, мокър камък - 5 kOhm;

• Сняг или лед - от 300 ома до 2 мегама;

• Сух пясък - 8 kOhm, мокър пясък - 1.6 kOhm;

• Суха черна почва - 160 ома, влажна черна почва - 50 ома.

Както можете да видите, устойчивостта на опората и обувките играят важна роля и често много пъти надвишават съпротивлението на човешкото тяло, особено в сухо състояние, което понякога може да спаси живота.

Когато докоснете инсталационния корпус, който по някаква причина се оказа захранван, ако няма заземяване, тогава целият ток ще премине през тялото. Ако е налице заземяване, тогава основната част от тока ще премине през земята, а през тялото - само малка част, това представлява по-малка опасност за живота.

Стъпка напрежение

Ако човек стои на земята в близост до системата от заземен електрод и ток тече през земята, то този ток може частично да тече през краката през тялото на човека - през крака на примката - т.е. човек ще падне под напрежение на стъпка, Формирана е последователна верига, състояща се от съпротивленията на опората, обувките и тялото.Устойчивостта на обувки и опори играе решаваща роля тук и в суха форма те са в състояние да поемат повече стрес, отколкото голото тяло ще приеме.