Пороговое ощущение – первая реакция организма на действие электрического тока. Что же происходит, если ток превышает эту пороговую величину?
Действие тока, превышающего пороговую величину
При токе 3-5мА, частотой 50Гц, проходящем через электрод, который держит в руке человек, раздражающее действие ощущается уже кистью руки, при токе 8-10мА мышцы всей руки непроизвольно сокращаются, возникает чувство сильной боли. Поскольку сгибательные мышцы руки мощнее разгибательных, то рука в суставах сгибается, и человек при дальнейшем увеличении тока не может ее разжать и самостоятельно освободиться от зажатого проводника. Соответствующая минимальная величина тока называется порогом не отпускающего тока. Этот параметр представляет большой интерес с точки зрения электробезопасности, так как является своего рода пределом, с превышением которого опасность тяжёлого исхода поражения резко возрастает.
Непроизвольные сокращения (судороги) могут возникать не только в мышцах руки. При токе 25-50мА. Частотой 50Гц, протекающем через туловище (рука – рука, рука – нога), возникает титаническое сокращение дыхательных мышц грудной клетки, в результате чего затрудняется или полностью прекращается дыхание. Если цепь тока в результате посторонней помощи или судорожных движений потерпевшего не разрывается, то примерно через 1 мин. он теряет сознание, а через 3 -4 мин. возможна смерть от удушья.
Наиболее опасно возникновение фибрилляции желудочков сердца, при которой отдельные мышечные волокна теряют централизованное управление и начинают хаотически сокращаться (фибриллировать). В результате нарушается строго координированная работа различных участков сердца, что сразу приводит к нарушению его насосной функции и прекращению кровообращения.
Особая опасность фибрилляции заключается в том, что, возникнув, она практически никогда не прекращается без внешнего воздействия. Оставленный без помощи, пораженный током погибает в течение нескольких минут в результате необратимых изменений, происходящих раньше всего в лишенном кислорода головном мозге.
Установление минимальных величин тока, не вызывающего фибрилляцию желудочков при различных длительностях его действия, имеет большое практическое значение. Исходя из этих данных, должны рассчитываться и проектироваться автоматические выключатели, отключающие устройства, реагирующие на величину тока утечки, и некоторые другие защитные устройства. Рассмотрев имеющиеся экспериментальные данные, секция электробезопасности центрального правления Научно-технического общества электротехнической промышленности приняла ток 65мА в качестве допустимой величины при односекундном воздействии тока частотой 50Гц. Величины тока при других длительностях составляют:
- Время воздействия, с 0,2 0,5 0,7 1,0 более 1 до 30.
- Ток, мА 250, 100, 75, 65, 6.
- Приведенные величины служат основой для расчетов различных защитных мероприятий.
При токах, значительно превышающих пороги фибрилляции желудочков сердца, возможны другие смертельно опасные нарушения в организме. К ним относятся остановка сердца, паралич дыхательного центра, глубокие повреждения нервной системы, ожоги. Указанные поражения, как правило, происходят, при напряжениях выше 1000В. Применительно к медицинской технике это означает, что источником такого поражающего тока могут быть только высоковольтные вторичные цепи аппаратуры.
При определении зависимости порога фибрилляционного тока от частоты в диапазоне 30-350Гц при непосредственном воздействии на сердце было показано, что на частотах выше 100Гц пороги резко возрастают. Минимальные величины, так же как и в случае ощутимых или не отпускающих токов, соответствуют промышленной частоте (50–60Гц).
Общее электрическое сопротивление тела
Общее электрическое сопротивление тела между двумя электродами можно представить в виде двух частей, существенно отличающихся по величине друг от друга. Это – сопротивление кожи под каждым из электродов и сопротивление внутренних тканей и органов.
Сопротивление кожи значительно превосходит сопротивление других тканей. Это объясняется наличием на поверхности ее внешнего слоя (эпидермиса) ороговевших клеток. Омертвевшие, обезвоженные клетки рогового слоя имеют удельное сопротивление 1МОм–10М. Ом. Сопротивление определенного участка кожи зависит от толщины рогового слоя, которая, например, на ладонях составляет от 0,1 до 1,5, а на спине не превышает 0,04мм. Соответственно сопротивление 1см² кожи находится в пределах от десятков до сотен килом.
Кожа является естественной защитой организма от поражения электрическим током. Однако сопротивление наружного рогового слоя зависит от многих причин и зачастую падает значительно, нижеуказанных величин. Особенно сильно сказывается на изолирующих свойствах кожи влажность.
Для одного из наиболее распространенных при поражениях путей тока ладонь – ступня в результате многочисленных измерений на трупах и на добровольцах установлено, что величина сопротивления внутренних тканей незначительно отличается от 1000Ом. Эта величина и принята в большинстве случаев для расчетов.
2. Защита от прикосновения к находящимся под напряжением частям
Основные требования, предъявляемые к электробезопасности аппаратуры
Недоступность для прикосновения находящихся под напряжением частей
Основным требованием, предъявляемым к электробезопасности аппаратуры, является недоступность для прикосновения находящихся под напряжением частей. Это требование универсально, оно предъявляется ко всем видам электрических устройств и должно выполняться практически независимо от величины напряжения, под которым находится какая-либо часть аппарата.
Для электронных измерительных приборов (ГОСТ 9763-67) от прикосновения должны быть защищены части, находящиеся под напряжением выше 36В. Для электромедицинской аппаратуры, согласно отраслевой нормали на электробезопасность, а также стандарту ГДР (TGL 200–1703), предельная величина напряжения составляет 24В.
Основной способ защиты от прикосновения – применение корпусов, крышек, щитков и других конструктивных элементов, исключающих доступ к токоведущим частям.
Изоляция
Изоляция, отделяющая находящиеся под напряжением части друг от друга и от ограждающих металлических частей, называется основной, или рабочей.
К рабочей изоляции предъявляются достаточно высокие требования. Ее сопротивление после испытаний, на влагоустойчивость не должно быть менее 2 МОм.
Наиболее распространенным примером полной защиты с помощью рабочей изоляции являются изолированные провода, шнуры.
Испытательный шарнирный палец
В медицинских аппаратах полную защиту от прикосновения, как правило, обеспечить не удается, поэтому применяется защита от случайного прикосновения. Такую защиту обеспечивает корпус с крышками или стенками, которые могут быть сняты только с помощью инструмента, например, гаечного ключа, отвертки.
Опираясь на прибор, при проведении процедуры либо передвигая его с места на место, врач или медицинская сестра могут случайно вставить пальцы руки в отверстия корпуса аппарата. Не исключена такая вероятность и для пациента. При таком ненамеренном действии должна быть обеспечена электробезопасность, т.е. исключено касание токоведущих частей. Проверка выполнения этого требования производится с помощью специального испытательного шарнирного пальца.
Скачать реферат