Az elektromos áram hatása az emberi testre, a megfigyelhető áram küszöbe, a megengedhető áram
Érzékelhető áram küszöbértéke
A pillanatnyi minimális értéket, melynek bosszantó hatását ember érezte, a megfigyelhető áram küszöbének nevezzük. Az értéke az érintkezési helytől és a kapcsolódási ponttól függ. A legérzékenyebb a nyelv, amely már 40 μA-os áramerősségnél is zúzódik. Gyakorlati jelentőséggel bír a megfigyelhető áram küszöbének meghatározása, amikor a témát tenyérrel vagy ujjhegyekkel érintkezik. A váltakozó alacsony frekvenciájú áram esetén a kezdeti érzések ebben az esetben tremor, pulzáció, bizsergés formájában jelentkeznek az érintkezési ponton.
Az egyéneknél az érzékelhető áram küszöbének nagysága eltér a normális eloszlás betartásával. 60 Hz-es frekvencián átlagértéke 1,1 mA volt.
A megfigyelhető áram küszöbértékei jelentősen eltérőek a különböző neműek és korú emberek között. A nők esetében a gyermekek átlagosan 30% -kal, körülbelül 50% -kal csökkennek.
A megfigyelhető áram küszöbének a frekvencián való függőségének vizsgálatakor megállapítható, hogy a több száz hertz tartományban a küszöbérték kis mértékben változik, és a jövőben majdnem lineárisan, gyakorisággal növekszik.
100 kHz-es vagy annál nagyobb frekvencián az áram érzete pusztán hőérzékeny. Amikor a DC áram áramlik, a megfigyelhető áram küszöbértéke sokkal magasabb (4-5-ször), mint az 50 Hz frekvencián, és az érzékenység elsősorban az égetésre csökken.
A kézzelfogható áram küszöbértékével az elektromos biztonságtechnika ilyen fontos koncepciója a berendezések megengedhető szivárgási áramának felel meg. A szivárgási áram nagyságát olyan személynek kell szinte teljes biztonságára állítani, amelynek a testén hosszú ideig áramlik. Időközben kedvezőtlen körülmények között még az önmagában kellemetlen elektromos áram által okozott kezdeti irritáció másodlagos hatásokat is okozhat, amelyeknek veszélyes következményekkel járhat a váratlan reakció megrémülése.
Megengedett szivárgási áram
A maximális biztonság szempontjából a megengedhető szivárgási értékek meghatározásakor az ujjak végein érő értékekre kell összpontosítani, figyelembe véve az alanyok 0,5% -ánál elért minimális értékeket és a gyermekek fokozott érzékenységét is. Ennek a megközelítésnek köszönhetően a szivárgó áram nem haladhatja meg a 0,1 mA-t. A kibocsátás gazdasági és technikai szempontjainak figyelembevételével azonban a legtöbb ország szabványai szerint a megengedett szivárgási áramként 0,5 mA áramot fogadunk el.
A küszöbérzékelés a szervezet első reakciója egy elektromos áram hatására. Mi történik, ha az áram meghaladja ezt a küszöbértéket?
A küszöbértéket meghaladó áram hatása
Egy aktuális 3-5mA, 50Hz, áthaladva az elektródát, ami tartja az embert irritáló már érezte a kezét, egy áram 8-10mA izmokat keze önkéntelenül csökken, van egy érzés, súlyos fájdalom. Mivel a kar flexorizma erősebb, mint az extenzorizmok, az ízületek karja kanyarodik, és a személy nem tudja megnyitni az áram további növelésével, és függetlenül szabadítja fel a rögzített karmestert. Az áram megfelelő minimális értékét a nem felszabaduló áramküszöbnek nevezzük. Ez a paraméter az elektromos biztonság szempontjából nagy érdeklődést mutat, mivel ez egyfajta határérték, amelynek feleslege jelentősen megemelkedik a sérülés súlyos kimenetele.
Az önkéntelen összehúzódások (görcsök) nemcsak a kar izmokban fordulhatnak elő. 25-50mA áram alatt. Az 50 Hz - es frekvencia, amely a törzsön keresztül (kéz - kar, kar láb) folyik, a mellkasi légzőizmok titán összehúzódása megnehezíti vagy megállítja a légzést. Ha az áramkör az áldozat segélyének vagy görcsös mozgásának következtében nem szakad, akkor körülbelül 1 perc elteltével. elveszti az eszméletét, és 3 -4 perc után. a halál a fulladástól lehetséges.
A kamrai fibrilláció legveszélyesebb előfordulása, amelyben az egyes izomrostok központosított kontrollt veszítenek és kaotikusan összehúzódnak (fibrilláció). Ennek eredményeképpen megsértik a szív különböző részei szigorúan összehangolt munkáját, ami azonnal szivattyúzási funkciójának megszüntetéséhez és a vérkeringés megszüntetéséhez vezet.
A fibrilláció különösen veszélye az, hogy amikor felmerül, szinte soha nem áll le külső hatás nélkül. Bal oldali segítség nélkül, az áramütés néhány percen keresztül visszafordíthatatlan változások következtében szenved, elsősorban oxigénhiányos agyban.
A jelenlegi minimális értékek meghatározása, amely nem okoz kamrai fibrillációt a működésének különböző időtartamára, nagy gyakorlati jelentőségű. Ezen adatok alapján számolni kell és meg kell tervezni a megszakítót, a szivárgóáramra reagáló kioldókészüléket és más védőberendezéseket. A rendelkezésre álló kísérleti adatok megvizsgálása után az Elektrotechnikai Tudományos és Műszaki Társaság központi testületének elektromos biztonsági szakasza megengedhető értékként 65 mA-es áramot kapott az 50 Hz-es áram egy másodperces működéséhez. Az egyéb időtartamok aktuális értékei:
- Expozíciós idő, s 0,2 0,5 0,7 1,0 több mint 1-től 30-ig.
- Áram, mA 250, 100, 75, 65, 6.
- A megadott értékek szolgálnak alapul a különböző védelmi intézkedések kiszámításához.
A kamrai fibrilláció küszöbértékét jelentősen meghaladó áramlások esetén a testben más halálos rendellenességek is előfordulhatnak. Ezek közé tartozik a szívelégtelenség, a légzőszervek bénulása, az idegrendszer mély károsodása, égési sérülések. Ezek a sérülések általában 1000V feletti feszültségnél fordulnak elő. Ami az orvosi technológiát illeti, ez azt jelenti, hogy egy ilyen káros áramforrás csak a nagyfeszültségű másodlagos áramkörök lehet.
A fibrillációs áram küszöbének 30-350 Hz-es frekvencián való közvetlen függőleges hatást mutató fibrillációs áramának függvényében megállapították, hogy a 100 Hz feletti frekvenciákon a küszöbértékek meredeken emelkednek. A minimális értékek, valamint észlelhető vagy nem felszabaduló áramok esetén az ipari frekvencia (50-60 Hz) felel meg.
A test teljes elektromos ellenállása
A testnek a két elektróda közötti teljes elektromos ellenállása két részből állhat, amelyek jelentősen különböznek egymástól. Ez a bőr ellenállása az egyes elektródák alatt és a belső szövetek és szervek ellenállása.
A bőr ellenállása nagymértékben meghaladja a más szövetek ellenállását. Ez annak köszönhető, hogy a keratinizált sejtek külső rétege (epidermisz) felszínén jelen van. A stratum corneum halott, dehidratált sejtjeinek rezisztenciája 1 MΩ-10 M. Ohm. A bőr bizonyos területeinek ellenállása a szaruréteg vastagságától függ, amely például a tenyéren 0,1-1,5, a hátul nem haladja meg a 0,04 mm-t. Ennek megfelelően az 1 cm-es bőr ellenállása tíz-több száz kilogramm tartományban van.
A bőr természetes védi a testet az áramütéstől. Azonban a külső stratum corneum ellenállása számos tényezőtől függ, és gyakran jelentősen csökken, az alábbiakban felsorolt értékek. Különösen erősen befolyásolja a bőr nedvességének szigetelési tulajdonságait.
Az egyik legelterjedtebb tenyér-lábáramú elváltozásnál, a hullámokon és az önkénteseken végzett számos mérés eredményeként megállapítást nyert, hogy a belső szövetek ellenállási értéke kissé eltér a 1000 Ohmtól. Ezt az értéket a legtöbb esetben a számításokhoz elfogadják.