Какие петли электрического тока наиболее опасны. Пути прохождения электротока через тело человека. Наиболее опасный путь. Что такое защитное отключение

На практике установлено, что путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения. Так, если на пути тока оказываются жизненно важные органы – сердце, легкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика, поскольку ток воздействует непосредственно на них.

Если же ток проходит иными путями, то воздействие его может быть лишь рефлекторным, а не непосредственным.

Возможных путей тока через тело человека, которые именуются также петлями тока, очень много. Самые распространенные петли тока приведены в табл. 1 .

Таблица 1

Характеристика наиболее распространенных путей электрического тока через тело человека*

* В таблице приведены данные поражения человека электрическим током, вызвавшего потерю трудоспособности, т.е. приведшего к несчастному случаю.

Наиболее опасными являются петли: голова – руки и голова – ноги , когда электрический ток может проходить через головной и спинной мозг. К счастью, эти петли возникают относительно редко.

Следующим по опасности является путь правая рука – ноги , который по частоте занимает второе место.

Наименее опасным является путь нога – нога , который именуется нижней петлей и возникает при воздействии на человека так называемого напряжения шага.

3. Действие электрического тока на человека

Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, химическое, биологическое и механическое воздействие на его организм.

Термическое – ведет к опасным нагревам тканей и возникновению таких травм, как ожоги, электрические знаки, металлизация кожи.

Химическое – приводит к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, изменению их химического состава, нарушению их физиологических функций.

Биологическое – выражается в раздражении живых тканей организма, резких, непроизвольных судорожных сокращениях мышц, рефлекторном возбуждении нервной системы и нарушении внутренних биоэлектрических процессов.

Многообразие действий электрического тока на организм человека нередко приводит к различным электротравмам, которые можно свести к двум видам: местное повреждение организма и общие электротравмы – так называемый электрический удар, когда поражается весь организм из-за нарушения нормальной деятельности жизненно важных органов и систем. Установлено, что наиболее уязвимым органом тела человека при прохождении через него электрического тока является сердце (табл. 2).

К местным электротравмам относятся:

электрические ожоги двух типов – токовый (контактный) и дуговой. Различают четыре степени ожогов: Ι – покраснение кожи; ΙΙ – образование пузырей; ΙΙΙ – омертвление всей толщи кожи; ΙV– обугливание тканей. Токовые возникают при напряжении не выше 1–2 кВ и являются в большинстве случаев ожогами Ι и ΙΙ степени. Дуговые между токоведущей частью и телом человека (дуга с весьма большой энергией и температурой свыше 3500 о С) вызывают тяжелые ожоги ΙΙΙ и ΙVстепени;

электрические знаки – четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергшейся действию тока. Знаки бывают также в виде царапин, ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей;

электроофтальмия – поражение глаз, вызванное интенсивным излучением электрической дуги, спектр которой содержит вредные для глаз ультрафиолетовые и инфракрасные лучи;

механические повреждения – возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека; в результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервных тканей, а также вывихи суставов и даже переломы костей.

Электрические удары (возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц) в зависимости от исхода воздействия тока на организм бывают четырех степеней:

Ι степень – судорожное сокращение мышц без потери сознания;

ΙΙ степень - судорожное сокращение мышц, потеря сознания, но сохранение дыхания и работы сердца;

ΙΙΙ степень – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и/или дыхания;

ΙV степень – клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

Д

Таблица 2

При расследовании несчастных случаев, связанных с воздействием электрического тока, прежде всего выясняется, по какому пути протекал ток. Человек может коснуться токоведущих частей (или металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением) самыми различными частями тела. Отсюда – многообразие возможных путей тока.

Наиболее вероятными признаны следующие:

«правая рука - ноги» (20% случаев поражения);

«левая рука - ноги» (17%);

«обе руки - ноги» (12%);

«голова - ноги» (5%);

«рука - рука» (40%);

«нога - нога» (6%).

Все петли, кроме последней, называются «большими», или «полными» петлями, ток захватывает область сердца и они наиболее опасны. В этих случаях через сердце протекает 8-12 процентов от полного значения тока. Петля «нога - нога» называется «малой», через сердце протекает всего 0.4 процента от полного тока. Эта петля возникает, когда человек оказывается в зоне растекания тока, попадая под шаговое напряжение.

Шаговым называется напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока в земле, при одновременном касании их ногами человека. При этом чем шире шаг, тем больший ток протекает через ноги.

Такой путь тока не несет прямой опасности жизни, однако под его действием человек может упасть и путь протекания тока станет опасным для жизни.

Для защиты от шагового напряжения служат дополнительные средства защиты – диэлектрические боты, диэлектрические коврики. В случае, когда использование этих средств не представляется возможным, следует покидать зону растекания так, чтобы расстояние между стоящими на земле ногами было минимальным - короткими шажками. Безопасно также передвижение по сухой доске и прочим сухим, не проводящим ток предметам.

1. Электробезопасность в действующих электроустановках до 1000 Вольт. Производство работ.

Электроустановками называются такие установки, в которых производится, преобразуется и потребляется электроэнергия. Электроустановки включают передвижные и стационарные источники электроэнергии, электрические сети, распределительные устройства и подключенные токоприемники.

Действующими электроустановками считаются установки, которые полностью или частично находятся под напряжением или на которые напряжение может быть подано в любой момент включением коммутационной аппаратуры.

По степени опасности поражения персонала электрическим током электроустановки подразделяются на электроустановки до 1000 Вольт ивыше 1000 Вольт .

Отдать распоряжение на выполнение работ в действующих электроустановках до 1000 Вольт имеет право работник руководящего персонала, имеющий группу по электробезопасности не ниже 4-ой.

Работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на выполняемые:

со снятием напряжения;

без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них.

К работам со снятием напряжения относятся работы, выполняемые в электроустановке (или части её), в которой с токоведущих частей снято напряжение.

К работам без снятия напряжения на токоведущих частях, и вблизи них относятся работы, производимые непосредственно на этих частях либо вблизи от них. В установках напряжением выше 1000 Вольт, а также на воздушных линиях до 1000 Вольт к этим же работам относятся такие, которые выполняются на расстояниях от токоведущих частей, менее допустимых. Такие работы должны выполнять не менее двух лиц: производитель работ с группой не ниже IV, остальные – ниже III.

Иногда приходится передавать сигнал на большое расстояние (десятки метров, а то и километры). Главная проблема при этом в том, что через линию может пронестись электромагнитная волна (помеха) и попытаться индуцировать в ней ток. Ток будет мизерным, но так как входы обычно высокоомные, в сотни килоом, то даже от таких незначительных наводок на входе может возникнуть перенапряжение. Ведь по закону Ома U = I * R. R входа у нас может быть и под ГигаОм, при этом наводка тока даже в 0.001мА может раскачать напругу до киловольта. Вход вынесет за милую душу, хотя энергия там и невелика, но много ли надо тонкопленочному затвору транзистора? Решение тут одно — снижать входное сопротивление.

Хорошим способом решение этой проблемы является смена сигнала с напряжения, на ток. Т.е. за уровни мы принимаем не наличие каких-либо напряжений, а значения тока в цепи. Навести помеху тут будет сложней, ведь два провода линии идут параллельно, а значит помеха будет наводиться в них одновременно и гасить сама себя, вычитаясь на дифференциальном входе приемника.

Ток будем вдувать в линию посредством источника тока, радующего нас тем, что ему плевать какое сопротивление у линии, он будет обеспечивать заданный ток до тех пор, пока мощи хватит.

Цифровая линия
Тут все просто, обычно по токовой петле развязывают RS232 и им подобные интерфейсы с независимыми каналами на прием/передачу.
Плюсом токовой петли является то, что она легко развязывается оптикой, ведь светодиод, являющийся основным передатчиком оптопары, питается током.

Схема может выглядеть следующим образом:


Когда подаем единичку на вход, то она зажигает светодиод, транзистор оптопары открывается и пускает ток в петлю. Это ток зажигает светодиод во второй оптопаре, ее транзистор открывается и прижимает линию к земле. Линия при этом получается инвертирующейся. Но при желании это легко решается одним транзистором.

Оптопарой тут можно выбрать что то вроде SFH610A

. Главное, чтобы предельное напряжение, которое может выдержать транзистор, было выше чем может развить источник тока, ведь он будет пытаться продавить транюзк когда тот закрыт. Для данной оптопары это Vceo = 70V. Обычно же напряжение источника редко превышает 24 вольта. А также следует поглядеть на ток колектора для оптопары, чтобы он был не меньше, чем выдает источник тока. Для данной оптопары он составляет 50мА.

Если еще взять источник питания линии внешний, то схема получается вообще неубиваемой. Т.к. приемник, передатчик и линия не связаны между собой вообще.

В качестве источника тока я обычно втыкаю тут NSI45020 . Вообще это линейный драйвер светодиодов. Фиговина размером с резистор 1206, на выходе имеет строго заданный ток — 20мА.

Можно вкатывать напряжение питания вплоть до 45 вольт, можно параллелить, чтобы ток был поболее. При цене в 5 рублей штука — очень клевая вещь. Рекомендую держать в хозяйстве.

А для консерваторов — LM317 в режиме стабилизатора тока еще никто не отменял. Правда гораздо более громоздко выходит и стоит обычно дороже. Зато достается без проблем в любом радио ларьке.

Недостаток оптической развязки — ограничение скорости. У оптопары, особенно ширпотребной, весьма посредственные частотные характеристики. Но для какого-нибудь UART хватит. Также на скорость влияет тот факт, что длинная линия обладает большой емкостью, а зарядка ее происходит источником тока, т.е. чем дальше, тем больше емкость линии и медленней передача.

Аналоговая линия

А если надо вытащить данные с какого-нибудь удаленного аналогового датчика? Тут тоже на помощь придет токовая петля, правда конструкция будет несколько сложней.

Нам нужно будет сделать источник, превращающий напряжение в ток. С линейной зависимостью, скажем вкатили мы на вход 5 вольт, а наша схема вдула в линию 50мА. Делается это на операционном усилителе. Примерно вот по такой схеме:

Работает она просто. Т.к. ОУ, охваченный обратной связью, стремиться уравнять свои входы, т.е. напряжение между прямым и инверсным входом равно нулю, то можно считать, что Uin засажен напрямую на R0. И ток через R0 получается равным Uin/R0. Ведь сопротивление входов ОУ ОЧЕНЬ большое, настолько большое, что мы можем смело считать, что ток туда не втекает. А так как R0 часть петли, то ток в петле будет равен току R0, вне зависимости от сопротивления линии и сопротивления нагрузки, разумеется если источник питания может продавить эти сопротивления, а транзистор не выходит в насыщение, оставаясь в линейном режиме. В качестве источника питания тут можно взять независимый стабилизированный источник, вольт так на 12.

На другой стороне петли достаточно снять падение напряжения на резисторе нагрузки Rн.

Вот тут, ради лулзов, собрал на макетном поле Pinboard II эту конструкцию. Т.к. задающий резистор R0 у меня получился в 10кОм (такой стоит рядом с макетным полем), то соотношение напряжение/ток получилось 1:10000 т.е. на 1 вольт приходится 0.1мА в петле. Нифига не стандарт, да и вообще мало слишком, но принцип работы показывает хорошо.

И видео работы:

Есть более громоздкий, но и гораздо более точный способ:


Тут мы заводим специальный измерительный резистор Rs и на нем операционником замеряем падение, а потом результат загоняем во второй операционник. Т.к. конструкция из OP1 является для OP2 обратной связью, а он выводит разность на своих входах в ноль, то получаем, что:

Uin = R2/R1*Is*Rs
При
R2 = 10k
R1 = 1k
Rs = 10

Получаем зависимость Is = Uin/100 с хорошей такой линейностью, особенно если взять прецезионные усилки с Rail-2-Rali выходом.

Если нужна максимальная точность, то лучше применить готовую микросхему. Существует и масса спекциализированных формирователей токовой петли. Например MAX15500. Включаешь по даташиту и радуешься:)

Гальваническую развязку аналоговой токовой петли можно сделать на изолирующих усилителях. Вроде ISO124

Коэффициент усилениея у него 1. Т.е. 1 вольт вошел — 1 вышел. Никаких заморочек с обратной связью и прочим. Два независимых входа питания, с одной и с другой стороны. Один недостаток — стоит она недешево. Та же ISO124 от 15 баксов за штуку.

Также прикольное свойство токовой петли в том, что можно питать удаленное устройство через эту же петлю. Т.к. источник тока компенсирует потребление. Разумеется в разумных пределах, но для каких-нибудь датчиков удаленных вполне неплохой вариант.

Стандарты
Единого стандарта на токовую петлю, величины токов и разьемы, как например с RS232, нет. Но в промышленности более менее устоялся стандарт аналоговой токовой петли 4…20мА, т.е. минимальный уровень это 4мА, а максимальный 20мА. Нулевой ток считается обрывом линии. Для цифровой петли чаще применяют диапазон 0…20мА. Также иногда встречается вариант 0…60мА, но это экзотика.

Важнейшим условием поражения человека электрическим током является путь этого тока. Если на пути оказываются жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг), то опасность смертельного поражения очень велика. Если же ток проходит иными путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным. При этом опасность смертельного поражения хотя и сохраняется, но вероятность ее резко снижается.

Ток протекает только в замкнутой цепи. Поэтому имеет место как входная точка тела человека, так и точка выхода электрического тока. Возможных путей тока в теле человека неисчислимое количество. Однако характерными можно считать следующие:

рука-нога; рука-рука; нога-нога; голова-рука; нога-голова и т.д.

степень опасности различных петель тока можно оценить по относительному количеству случаев потери сознания, а также по значению тока, проходящего через область сердца.

Наиболее опасными являются петли: «голова-рука» и «голова-нога», когда ток может проходить не только через сердце, но и через головной и спинной мозг.

Билет №14

Какие электроприемники в отношении обеспечения надежности относятся к электроприемникам второй категории, допустимые перерывы в электроснабжении?

ПУЭ (п.1.2.18-1.2.21)

Электроприёмники II категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей;

Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

За что несут персональную ответственность работники, проводящие ремонт электроустановки?

ПТЭЭП п.1.2.9

За нарушения в работе электроустановок, персональную ответственность несут: работники, проводящие ремонт оборудования, - за нарушения в работе, вызванные низким качеством ремонта.

Периодичность проверки знаний у административно-технического персонала.

ПТЭЭП п.1.4.20-1.4.21

1.4.20. Очередная проверка должна производиться в следующие сроки:

• для электротехнического персонала, непосредственно организующего и проводящего работы по обслуживанию действующих электроустановок или выполняющего в них наладочные, электромонтажные, ремонтные работы или профилактические испытания, а также для персонала, имеющего право выдачи нарядов, распоряжений, ведения оперативных переговоров, - 1 раз в год;
• для административно-технического персонала, не относящегося к предыдущей группе, а также для специалистов по охране труда, допущенных к инспектированию электроустановок, - 1 раз в 3 года.

1.4.21. Время следующей проверки устанавливается в соответствии с датой последней проверки знаний.

4. Что понимается под распоряжением? Срок его действия, порядок оформления.

ПОТЭЭ (п. 7.1-7.7)

Распоряжение- этописьменное задание на производство работы, определяющее ее содержание, место, время, мерыбезопасности (если они требуются) иработников, которым поручено ее выполнение, суказанием группы по электробезопасности.

Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня или смены исполнителей.

При необходимости продолжения работы, при изменении условий работы или состава бригады распоряжение должно отдаваться заново.

При перерывах в работе в течение одного дня повторный допуск осуществляется производителем работ.

7.2. Распоряжение отдается производителю работ и допускающему. В электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, в тех случаях, когда допуск к работам на рабочем месте не требуется, распоряжение отдается непосредственно работнику, выполняющему работу.

7.4. Распоряжение допускается выдавать для работы поочередно на нескольких электроустановках (присоединениях).

7.5. Допуск к работам по распоряжению должен быть оформлен в журнале учета работ по нарядам и распоряжениям.

Электротравма. Холодовая травма.

Укажите, какие виды повреждений отмечаются при воздействии электрического тока на организм?

1. $Механическое

2. $Электрохимическое

3. $Термическое

4. $Лучевое

5. $Общее биологическое

%Ответ: 1,2,3,5

#2. Для I степени поражения электротоком характерно:

4. $Клиническая смерть

#3. Для II степени поражения электротоком характерно:

1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания

2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца

3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)

4. $Клиническая смерть

#4. Для III степени поражения электротоком характерно:

1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания

2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца

3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)

4. $Клиническая смерть

#5. Для IV степени поражения электротоком характерно:

1. $Судорожное сокращение мышц без потери сознания

2. $Судорожное сокращением мышц с потерей сознания, но с сохранившемся дыханием и функцией сердца

3. $Потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе)

4. $Клиническая смерть

#6. Особенностью электротравмы является:

1. $Повреждение тканей на всем пути прохождения электричества

2. $Угнетение центральной нервной системы, дыхательной и сердечно-сосудистой системы

3. $Преобладают местные повреждения (разрывы мышц, сухожилий, переломы костей)

%Ответ: 1,2

#7. Тяжесть поражения электротоком зависит от:

1. $Силы тока

2. $Главным образом, от напряжения

3. $Рода тока, длительности действия

4. $Путей прохождения тока

%Ответ: 1,3,4

#8. Какой вид электротока является наиболее опасным:

1. $Постоянный ток

2. $Переменный ток

3. $Опасность пропорциональна лишь величине силы тока

#9. Особенностью биологического действия электрического тока является:

1. $Паралич скелетной и гладкой мускулатуры

2. $Возбуждение скелетной и гладкой мускулатуры

3. $Тонические судороги

4. $Клонические судороги

%Ответ: 2,3

#10. При оказании первой помощи во время поражения электрическим током необходимо:

1. $Наложение асептических повязок на раневые поверхности

2. $Прервать электрическую цепь

3. $Искусственная вентиляция легких и непрямой массаж сердца

4. $Ввести дыхательные аналептики

5. $Дефибрилляция сердца

%Ответ: 2,3,5

#11. Укажите особенности электроожогов:

1. $Электроожоги всегда I-IIIа степени

2. $Электроожоги всегда IIIб-IV степени

3. $Электроожоги безболезненны

4. $Отмечается выраженный болевой синдром в зоне электроожога

5. $Отмечается прогрессирование некроза вследствие тромбоза сосудов

6. $Некроз тканей всегда поверхностный

7. $Длительное время отсутствует демаркация

8. $Имеется четкая граница здоровой и пораженной части

%Ответ: 2,3,5,8

#12. Хирургическое лечение ожогов, вызванных электричеством, характеризуется:

1. $Выжидательной тактикой

2. $Ранней некротомией, некрэктомией

3. $Не отличается от методов лечения термических ожогов

4. $Возможной превентивной перевязкой проходящих рядом сосудов

5. $Ранним закрытием кожных дефектов

%Ответ: 2,4,5

Что такое "петля тока"?

1. $Вариант распространения тока в организме

2. $Место входа тока

3. $Место выхода тока

4. $Электрохимические реакции в организме

#14. Наиболее опасны "петли тока", проходящие через:

1. $Верхние конечности

2. $Сердце

3. $Нижние конечности

4. $Центральную нервную систему

%Ответ: 2,4

#15. К острой холодовой травме относится:

2. $Ознобление

3. $Холодовой нейроваскулит

4. $Отморожение

%Ответ: 1,4

#16. К хронической холодовой травме относится:

1. $Замерзание (общее охлаждение)

2. $Ознобление

3. $Холодовой нейроваскулит

4. $Отморожение

%Ответ: 2,3

#17. Укажите степени отморожения по глубине поражения:

2. $Ia, Iб, II, III, IV

3. $I, II, III, IV

4. $I, II, IIIа, IIIб, IV

#18. Укажите, отморожения какой степени относятся к поверхностным:

1. $I степени

2. $II степени

3. $III степени

4. $IV степени

%Ответ: 1,2

#19. Укажите, отморожения какой степени относятся к глубоким:

1. $I степени

2. $II степени

3. $III степени

4. $IV степени

%Ответ: 3,4

#20. Для отморожений I степени характерно:

5. $Гибель всей толщи кожи

#21. Для отморожений II степени характерно:

1. $Пузыри с прозрачным содержимым

2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)

3. $Пузыри с геморрагическим содержимым

4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия

5. $Гибель всей толщи кожи

6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)

%Ответ: 1,4

#22. Для отморожений III степени характерно:

1. $Пузыри с прозрачным содержимым

2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)

3. $Пузыри с геморрагическим содержимым

4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия

5. $Гибель всей толщи кожи

6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)

%Ответ: 3,5

#23. Для отморожений IV степени характерно:

1. $Пузыри с прозрачным содержимым

2. $Некроз всей толщи кожи и глубжележащих тканей (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, кости)

3. $Пузыри с геморрагическим содержимым

4. $Некроз рогового, зернистого, частично сосочкового слоев эпителия

5. $Гибель всей толщи кожи

6. $Расстройство кровообращения без некротических изменений тканей (гиперемия и отек)

#24. К основным причинам отморожений относятся:

1. $Низкая температура среды

2. $Повышенная влажность и скорость ветра

3. $Алкогольное опьянение

4. $Заболевания сосудов конечностей

5. $Ранее перенесенные отморожений

%Ответ: 1,2

#25. К общим факторам, способствующим отморожениям, относятся:

1. $Переутомление и истощение

2. $Повышенная влажность, большая скорость ветра

3. $Алкогольное опьянение

4. $Гипо- и адинамия

5. $Ранее перенесенные отморожения

6. $Потеря сознания

%Ответ: 1,3,4,6

#26. К местным факторам, способствующим отморожениям, относятся:

1. $Заболевания сосудов конечностей

2. $Ранее перенесенные отморожения

3. $Травмы конечностей

4. $Тесная обувь

5. $Потеря сознания

6. $Гипо- и адинамия

%Ответ: 1,2,3,4

#27. Укажите периоды отморожения:

1. $Дореактивный

2. $Реактивный

3. $Эректильный