С самого начала промышленного применения электричества ученые всего мира занимались изучением воздействия электрического тока на человека и последствий этого воздействия. Широкую известность получили работы следующих авторов: H.H. Egyptien, L.P. Ferris, D.G. King, H.B. Williams, W.B. Kouwenhoven, C.F. Dalziel, S. Koeppen, G. Irresberger, H. Hofherr, J.T. Harley, G. Biegelmeier, E. Reindl, Smola, B.J. Simpson, J. Jacobsen, М. Охаси, Т. Кавасэ, В.Е. Манойлова, С.К. Киселева, А.И. Сидорова, Ю.В. Ситчихина, Б.А. Князевского, В.И. Щуцкого и многих др.
В 1950-х годах было однозначно установлено, что при воздействии электрического тока на человека, наиболее уязвимым органом является его сердце. Фибрилляция (беспорядочные сокращения мышц) сердца может возникать даже при малых значениях тока. Отпали версии об асфиксии, параличе мышц, поражении мозга как причинах летального исхода при электропоражении.
Также было установлено, что результат воздействия электрического тока на организм человека зависит не только от значения тока, но и от продолжительности его протекания, пути тока через тело человека, а также, в меньшей степени от частоты тока, формы кривой, коэффициента пульсаций и других факторов.
Электрическое сопротивление тела человека зависит от влажности кожи, размера поверхности контакта, пути протекания тока по телу, индивидуальных особенностей организма и других факторов. Известно, что сопротивление внутренних органов человека не превышает 500-600 Ом. Сопротивление кожи
во влажном состоянии крайне мало - 10-20 Ом. При определении условий электробезопасности в электроустановке за расчетное принято сопротивление тела человека 800-1000 Ом.
По причине неопределенности реального значения сопротивления тела человека для расчетной оценки опасности электропоражения в электроустановке принято использовать в качестве критерия опасности ток через тело человека, а не напряжение, приложенное к нему.
В качестве иллюстрации к вышеизложенному далее приведены некоторые результаты научных исследований воздействия электрического тока на человека.
Рис 3. Зависимость предельного отпускающего тока от индивидуальных качеств испытуемого.
Известный американский ученый Charles F. Dalziel в 1950-60-е гг. провел на большой группе добровольцев фундаментальные исследования по определению электрических параметров тела человека и физиологического воздействия электрического тока на человека. Результаты его исследований считаются классическими и не потеряли своего значения до настоящего времени. На рис. 3 приведены полученные экспериментально и обработанные методами математической статистики, зависимости "отпускающего" (Let-go) тока от индивидуальных качеств человека (А - экспериментальные данные для группы из 28 испытуемых женщин, Б - для группы из 134 мужчин). На рис. 4
графически представлена область предельно допустимых значений тока и длительности его протекания через человека, с вероятностью 99,5 % не вызывающих фибрилляцию сердца (А - область недопустимых значений).
Рис 4. Графическая интерпретация предельных времятоковых параметров, не вызывающих фибрилляцию сердца.
По Дальцилу граница областей допустимых и недопустимых значений тока через человека и длительности его протекания определяется выражением:
I = 165 / OT,
где I - предельно допустимый ток через человека, мА; T - длительность протекания тока через тело человека, с.
Определенные ГОСТ 12.1.038-82 предельно допустимые значения тока через тело человека достаточно точно соответствуют этому выражению.
Таблица 1
| t, с | 0,01-0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | св.1,0 |
| I, мА |
Таблица 2.
| t, с | 0,01-0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | св. 1,0 |
| I, мА |
В ГОСТ 12.1.038-82 (с изменениями от 01.07.88) "Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов" определены предельно допустимые значения переменного тока частотой 50 Гц
через тело человека в производственных (табл. 1) и бытовых (табл. 2) электроустановках в зависимости от времени воздействия
Электробезопасность это система организационно-технических мероприятий и средств, направленных на обеспечение безопасности при воздействии повышенного напряжения в электрической сети, электрического тока, электромагнитного поля и статичтиического электричества
Электробезопасность обеспечивается более чем 20 направлениями. Она регламентируется более 50 нормативно-техническими документами. Основной из них ГОСТ 12.1.019-79, который регламентирует основные направления и требования при воздействии 21 фактора.
Отличают более 100 терминов по электробезопасности, 34 из которых регламентируются ГОСТ 12.1.009
Согласно ГОСТ установлены максимально допустимые уровни прикосновения и токов, значения которых, а также длительность действия установлены из реакции человека.
