Нормирование безопасных уровней токов и напряжений прикосновения

 

Безопасные значения токов, не вызывающие фибрилляцию сердца, были впервые установлены в Руководящих указаниях Американского общества инженеров электриков по защитным заземлениям переменного тока, благодаря работам лаборатории Дальзиела, его коллег и учеников в 50-х годах ХХ века:

 мА,

где t – продолжительность протекания тока по организму человека, с.

 Величина безопасного значения тока была установлена в лаборатории Дальзиела на основе обширного экспериментального материала, в который входили не только собственные испытания на моделирующих животных (обезьяны), но также материалы о воздействии предельных величин токов на человека по результатам казни на электрическом стуле в США и трофейные материалы нацистской Германии о измерениях предельных величин токов на пленённых людях во время Второй мировой войны 1939-1945 гг.

Исследования, проведённые различными авторами в разных странах на животных при кратковременных воздействиях тока (60 Гц) от 1/120 до 5 с (Феррис, Коувенховен и др.), показали, что ток, вызывающий фибрилляцию сердца, в значительной мере зависит от продолжительности воздействия на организм животных.

В СССР в 1965 году была создана инициативная группа учёных (Киселёв А.П., Карякин Р.Н., Найфельд М.Р., Якобс А.И. и др.), которые развернули в 1967 году на страницах журнала «Промышленная энергетика» творческую дискуссию о необходимости введения в существующие нормативные документы и правила эксплуатации электроустановок безопасных уровней величин напряжений и токов прикосновения на основе существующих исследований в области электробезопасности.   

 

Достаточно кропотливая работа учёных и различных организаций в области определения безопасных (допустимых) токов через тело человека позволила создать первый нормативный документ системы стандартов безопасности труда в этой области ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов».

Нормирование предельно допустимых уровней напряжений прикосновения и токов предназначено для проектирования способов и средств защиты людей при взаимодействии с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц и осуществляется отдельно для каждого из следующих условий:

- нормальный (неаварийный) режим работы любой электроустановки;

- аварийный режим производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземлённой или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью;

- аварийный режим производственных электроустановок выше 1000 В переменного тока 50 Гц с эффективно заземлённой нейтралью;

- аварийный режим бытовых электроустановок напряжением до 1000 В переменного тока 50 Гц.

Аварийный режим электроустановки – работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановками.

Бытовая электроустановка – электроустановка, используемая в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в театрах, кинотеатрах, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которой могут взаимодействовать как взрослые, так и дети.

 

Предельные уровни установлены для путей протекания тока через тело человека: ладонь – ладонь (рука – рука) и ладонь – ступни (рука – ноги).

Для нормального (неаварийного) режима работы нормы установлены, исходя из реакции ощущения (порога ощущаемого тока) и соответствуют продолжительности воздействия тока на организм человека не более 10 мин в сутки.

Предельные уровни напряжений и токов для нормального (неаварийного) режима (табл.3) должны уменьшаться в 3 раза для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур (выше 25⁰С) и влажности (относительная влажность более 75%).  

                                                                                           

Таблица 3

Наибольшие допустимые напряжения прикосновения U_пр  и токи I_h, проходящие через человека, при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки (не более 10 мин)

 

Род и частота тока	Наибольшие допустимые значения
	Uпр, В	Ih, мА
Переменный, 50 Гц          Переменный, 400 Гц          Постоянный	2 3 8	0,3 0,4 1,0

 

 

 

 

                                                                                                         Таблица 4

Наибольшие допустимые напряжения прикосновения U_пр и токи I_h, проходящие через человека, при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземлённой или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью

(не более 10 с)

 

Род и частота тока	Нормируемая величина	Продолжительность воздействия 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	Более 1,0
Переменный, 50 Гц   Переменный, 400 Гц   Постоянный     Выпрямленный двухполу-периодный   Выпрямленный однополу-периодный	Uпр, B Ih, мA   Uпр, B Ih, мA   Uпр, B Ih, мA   Uпр, B Ih, мA     Uпр, B Ih, мA	650 650   650 650   650 650   650 650     650 650	500 500   500 500   500 500   500 500     500 500	250 250   500 500   400 400   400 400     400 400	165 165   330 330   350 350   300 300     300 300	125 125   250 250   300 300   270 270     250 250	100 100   200 200   250 250   230 230     200 200	85 85   170 170   240 240   220 220     190 190	70 70   140 140   230 230   210 210     180 180	65 65   130 130   220 220   200 200     170 170	55 55   110 110   210 210   190 190     160 160	50 50   100 100   200 200   180 180     150 150	36 6   36 8   40 15   - -     - -

 

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов при аварийных режимах производственных электроустановок установлены для путей тока через тело человека по путям: ладонь – ладонь (рука – рука) и ладонь – ступни (рука – ноги). При продолжительностях более 1 с (до 10 с) предельно допустимые токи соответствуют порогу отпускающего переменного тока и неболевого постоянного тока. Для переменных токов во всех случаях указываются действующие значения, а для выпрямленных – амплитудные (табл.4, 5).

Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов в аварийных режимах в бытовых электроустановках установлены значительно ниже подобных предельных уровней для промышленных электроустановок. Это объясняется тем, в этом случае электроприёмниками электроустановок могут пользоваться дети. В указанных нормируемых величинах (табл.6) значения напряжений и токов прикосновения установлены для детей с массой тела 15 кг.

 

Совпадение значений напряжения прикосновения в вольтах и токов в миллиамперах по абсолютной величине для значений напряжений U_пр ³ 50 В объясняется принятым расчётным значением сопротивления тела человека для этого случая R_h = 1000 Ом. При этом U_пр = 1000 I_h.                                                                                         

 

                                                                                  

 Таблица 5

Наибольшие допустимые напряжения прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок переменного тока 50 Гц напряжением выше 1000 В с эффективно заземлённой нейтралью

 

Продолжительность воздействия тока, с	До 0,1	0,2	0,5	0,7	1,0	Более 1,0 до 5,0
Наибольшее допустимое значение Uпр, В	500	400	200	130	100	65

 

                                                                                          Таблица 6

Наибольшие допустимые напряжения прикосновения U_пр и токи I_h, проходящие через тело человека, при аварийном режиме бытовых электроустановок переменного тока частотой 50 Гц напряжением до 1000 В

 

Норми-руемая величина	Продолжительность воздействия 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	Более 1,0
Uпр, В Ih, A	220 220	200 200	100 100	70 70	55 55	50 50	40 40	35 35	30 30	27 27	25 25	12 2