Започвайки през втората половина на 19 век, развитието на електрически машини (динамо и алтернатори), способни да преобразуват механичната енергия в електрическа, дава възможност да се работи с много високи нива на мощност, невъобразими досега. Бързо електрическата енергия беше въведена в промишлеността, комуникациите, осветлението и битовите нужди, което подчерта необходимостта от проучване на опасностите, които може да представлява за живите същества, и от разработване на практики и разпоредби, които да гарантират безопасността на потребителите. Ще се справим с тези теми в следващото.

човешкото

Електрически величини

В електротехниката са необходими няколко основни величини, за да се характеризират правилно електрическата верига и нейните свойства. Без да се задълбочаваме във всички тях, ще представим основните аспекти на разглежданата тема въз основа на трите най-известни от широката публика: напрежение, интензивност и съпротива. .

Напрежението, Наричан още "потенциална разлика" и по-познато "напрежение" е свързано с работоспособността, която може да изпълнява електрически заряд. Използвайки хидравлично сравнение, това би било налягането на водата, поради помпа или разлика в нивото. Устройството се нарича Volt (V) и, за да има някои справки, трябва да се каже, че клетка или батерия има напрежение между 1 волта и няколко десетки волта, битовата електропреносна мрежа работи при 230/400 V, а въздушната преносна линия работи между 11 000 и 400 000 волта.

Интензивността е количеството електричество "електрически заряд" който циркулира през един проводник за единица време. В хидравликата това би бил потокът, m 3 в секунда, които преминават през тръба. Устройството се нарича Ampere (ДА СЕ) и като пример можем да кажем, че битовата електрическа печка консумира около 4 до 8 ампера. Изразът трябва да бъде подчертан който циркулира тъй като по отношение на интензивността често се допуска грешката да се говори за „щепсел, превключвател и т.н. от 10 A ”. Е, реалната интензивност в домашни приложения може да бъде между 0 A - ако нищо не е свързано - до хиляди ампера, ако свързаното устройство е дефектно или има късо съединение. Цифрата, посочена на самото устройство, е максимално приложим интензитет, постоянно, за целите на отоплението от него, а не действителната интензивност по всяко време.

Съпротивата Това е мярката за степента на трудност, която тялото предлага, за да може електрическият ток да циркулира през него. В хидравликата това би било еквивалентно на трудността на водата да преминава през тръба според нейния диаметър и дължина. Единицата е Ом (Ω), което се определя като съпротивлението, което позволява преминаването на 1 A при потенциална разлика от 1 V. За да говорим правилно, трябва да се позовем на по-общото понятие за импеданс (особено при променлив ток), но по същество резистивен характер на човека тяло позволява направено опростяване.

Трите количества не са независими едно от друго. Счита се, че съпротивлението не е основна величина, но се изчислява от напрежението и интензивността, като се използва добре познатия закон на Ом:

R (Ω) = И(волта) /Аз(ДА СЕ)

Точно както кранът позволява промяната на потока вода, който преминава през тръба, също така е възможно електрическото съпротивление да варира от едно човешко тяло до друго и зависи от контактните повърхности, състоянието на влага на кожата и други ... обстоятелства. Това трябва да бъде внимателно обмислено, когато се разглеждат възможните последици от токов удар.

Ефекти от електричеството върху човешкото тяло

Когато някоя част или части от човешкото тяло влязат в контакт с две точки или обекти, между които има потенциална разлика (напрежение), през тялото се установява електрически ток, който може да доведе до много различни ефекти, от леко гъделичкане до смърт, чрез мускулни контракции, респираторен дистрес или арест, падания, изгаряния, камерно мъждене и сърдечен арест. Това е известно като токов удар.

Токов удар може да възникне при докосване на предмети под напрежение, като голи метални кабели или пръти (директен контакт), или нормално безвредни предмети, чието напрежение се дължи на неизправности и изолационни дефекти (непряк контакт).

Трифазна мрежова схема

За да се разбере процесът, е необходимо да се отбележи, че разпределителната мрежа с ниско напрежение - тази, която влиза в нашите домове, офиси, търговски помещения и т.н. - е трифазна и неутралната е свързана със земята.

От горната диаграма може да се направи извод, че ако човек влезе в контакт с една от фазите L1, L2, L3 и краката му лежат на земята (или докосне метална маса, тръба и т.н., което прави добър контакт с земя) веригата ще бъде затворена, установявайки ток, който ще премине през тялото ви, предизвиквайки шок. Същото ще се случи, ако докоснете металния корпус на уред, който има изолационни дефекти.

Факторите, които определят тежестта на нараняванията, са:

Видът на тока, непрекъснато (клетки и батерии) или променливо (мрежа).

По принцип нискочестотният променлив ток (50 - 60 Hz), който се разпределя през мрежата, може да бъде до 3 или 5 пъти по-опасен от постоянния ток. Тъй като това е типът ток, на който обикновено сме изложени в домове, помещения, магазини, офиси и т.н., ще се съсредоточим върху рисковете, свързани с редуването.

Интензивност и време.

Като цяло, колкото по-голяма е интензивността и/или времето, през което токът циркулира през тялото ни, толкова по-сериозни са последствията. Следващата таблица показва ефектите, генерирани като функция от интензивността и времето на експозиция при възрастен с тегло над 50 kg, като се приеме, че точките на контакт са две крайности.

Определенията на използваните термини са:

Праг на възприятие: Минимална стойност на интензивността, която предизвиква усещане у човека.

Праг на реакция: Минимален ток, който предизвиква мускулна контракция.

Не сваляйте прага: Максимална стойност на интензивността, за която човек може да пусне някои електроди, които причиняват преминаването на ток. При променлив ток тази стойност се счита за 10 mA за всяко време на експозиция.

Праг на вентрикуларно мъждене: Минимална стойност на интензивността, която може да причини камерно мъждене. Той намалява значително, когато продължителността на преминаване на тока се удължи след един сърдечен цикъл. Това е водещата причина за смърт от електрически аварии.

Напрежение и устойчивост

Напрежението (напрежението) само по себе си не е опасно, но според закона на Ом то причинява преминаването на ток, чиито ефекти вече са описани и чиято величина зависи също от съпротивлението.

Контактното напрежение, което е това, което съществува в точката на контакт, преди да се появи, е лесно да се изчисли или изчисли. В случай на инсталации с ниско напрежение (битови или промишлени), в Европа обикновено е 230 V, ако контактът е между фаза и неутрала (или между фаза и земя), което е най-честият случай, и 400 V, ако има играе две фази едновременно.

Проблемът се крие в определянето на стойността на резистентността, тъй като това в случая на човешкото тяло не зависи само от външни условия или условия на околната среда (степен на влага на кожата, контактно налягане, състояние на епидермиса и контактната площ и т.н.) но и стойността на напрежението. Следователно бихме могли да кажем, че токът зависи двойно от напрежението, установявайки между двете право пропорционална връзка чрез закона на Ом и зависимост от съпротивлението, което се появява в знаменателя на споменатия закон.

Като референция съпротивлението от едната ръка към другата при условия на суха кожа, променлив ток при мрежова честота (50 Hz) и контактна повърхност от 50 до 100 cm две, на NTP 400 на Националния институт по безопасност и хигиена при работа установява следните стойности за устойчивостта (по-правилно импеданс) на човешкото тяло.

Както може да се види, в случай на 230 V вътрешна мрежа 5% от населението би имало съпротивление по-малко или равно на 1000 Ω, 50% няма да надвишава 1350 Ω и 95% би имало стойност, равна на или по-малка от 2125 Ω. Очевидно най-лошият случай съответства на 1000 Ω, което би довело до преминаване на ток от 230 mA, чиито последствия могат да бъдат фатални.

Пътят на течението

Тежестта на инцидента зависи от пътя на тока през тялото. Дългата траектория по принцип ще представлява по-голяма устойчивост, позволявайки да премине по-малък интензитет, но ако премине през жизненоважни органи като сърцето, белите дробове, черния дроб и т.н., това може да причини много по-сериозни наранявания. Най-опасните пътища са тези, които засягат главата (мозъчно увреждане) или гръдния кош (кардиореспираторен арест).

Стойностите на интензивността и времето, отразени в „Таблица на физиологичните ефекти“, съответстват на пътя „лява ръка - два крака“. За други пътища трябва да се приложи корекционен коефициент F Наречен "фактор на сърдечния ток"Което позволява да се изчисли еквивалентността на риска от токове, които пресичат тялото по други пътища.

Еквивалентният интензитет се дава по формулата:

където азреф интензитета, съответстващ на пътя на лявата ръка - два фута и F факторът на сърдечния ток.

Сърдечен ток "F"

Защита срещу електрически рискове

Въпросът за защита срещу електрически рискове е сложен и типичен за специалистите поради големия брой променливи и обстоятелства, които трябва да се вземат предвид. Ето защо, в допълнение към препоръчването на големи дози предпазливост и здрав разум, ще се ограничим до подчертаването на важността на три елемента, които трябва да бъдат част от връзката, за да може инсталацията да бъде разрешена.

Превключвателят за управление на захранването. (ICP)

Това е съществен елемент за безопасност за предотвратяване на пожари и други произшествия, които трябва да се поддържат в перфектно състояние и не трябва да се блокират или заменят с по-голям габарит, ако често се изключва. В този случай ще трябва да се консултира с експерт и/или с доставчика

Диференциален превключвател (ID)

Диференциалният превключвател, често наричан просто диференциал, Неговата мисия е да изключи захранването на всички приемащи елементи, които следват превключвателя, при откриване на изтичане на ток към земята с интензитет, по-голям от номиналните 30 mA. Също така, поради влиянието на времето и тока върху физиологичните ефекти, трябва да го направите със закъснение по-малко от 0,2s за номинален ток и 0,1s за двоен ток. Правилното му функциониране е от съществено значение, така че никога не трябва да се премахва или блокира по никакъв начин. Напротив, законно е достъпен бутон за тестване, който трябва да се задейства периодично, за да се провери доброто му състояние.

Биполярен диференциален превключвател

Наличието на диференциален превключвател не освобождава наблюдението и поддръжката на електрическата инсталация, защото, наред с други неща, чрез откриване на тока, който отива към земята, предпазва от най-честите контакти, между фаза и земя (контакт с краката), но изобщо не предпазва от едновременния контакт с две фази (линии и индустриални приемници), тъй като в този случай никакъв ток не води към земята.

Заземяване

Заземяването е от съществено значение за избягване на инциденти поради непряк контакт и може да се състои от заровена медна плоча или копия, забити в земята. Гнездото трябва да бъде свързано към кабел, който, преминавайки през цялата инсталация, от своя страна се свързва с корпусите или точките за свързване на всички приемници, независимо дали са фиксирани или мобилни. В случай на загуба на изолация, токът на изтичане преминава през нея и поради ниското съпротивление на земната връзка контактното напрежение при допир на устройството е много ниско. Ако токът надвишава 30 mA, диференциалният превключвател изключва и прекъсва захранването на всички засегнати линии. В случай на пълна повреда на изолацията се получава директно късо съединение между фаза и земя, което освен че предизвиква намеса на диференциалния превключвател, причинява незабавна намеса на ICP поради високата стойност на късо съединение текущ.

Заземяване с копие

Забележка: Превключващите елементи са описани съгласно класическия електромеханичен модел, тъй като той е най-използваният досега и в същото време е по-лесен за разбиране от гледна точка на принципа на действие. Трябва обаче да се отбележи, че големият и бърз напредък на електронните компоненти - както и тяхната тенденция на намаляване на разходите поради масовото производство - причинява появата на еквивалентни устройства, базирани на електронни решения и тази тенденция изглежда необратима. Освен това е относително лесно да се интегрират няколко функции в едно устройство, като се намалят теглото и пространството и, разбира се, окабеляването на труда.

Какво трябва да се запази от обясненията на споменатите елементи? Е, изключително неговите защитни функции: късо съединение, продължителни претоварвания и влошаване на изолацията, които причиняват токове на повреда. Долният ред е функция (има много повече устройства за защита от повреда), второстепенното нещо е технологията.