3tom344

11. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH 690

strefa 2 — pomiędzy krzywymi a i b — zwykle żadnych niebezpiecznych skutków patofizjologicznych;

strefa 3 — pomiędzy krzywymi hic — zwykle żadnych uszkodzeń organicznych;

możliwość skurczy mięśni, trudności w oddychaniu, przejściowe zaburzenia w impulsach serca bez wystąpienia fibrylacji; wzrastające zagrożenie w miarę zwiększania prądu i czasu jego przepływu;

strefa 4 — wykraczająca poza krzywą c — zaburzenia jak w strefie 3 oraz możliwość wystąpienia fibrylacji; w miarę zwiększania prądu i czasu jego przepływu pojawiają się skutki patofizjologiczne, takie jak zatrzymanie akcji serca, zatrzymanie oddechu; mogą występować poważne oparzenia.

W strefie 3 na rysunku 11.2, w której mogą występować przejściowe zaburzenia w pracy organizmu, nie pozostawiające jednak żadnych trwałych skutków, znajduje się krzywa Uznaje się ją za racjonalną technicznie i ekonomicznie krzywą bezpiecznego prądu rażenia w zależności od czasu jego przepływu przez ciało ludzkie. Jest ona usytuowana przed strefą 4, w której wzrasta ryzyko wystąpienia migotania komór serca (fibrylacji), z marginesem bezpieczeństwa uznanym za zadowalający.

5000

2000 1000 | 500

f 200 100 50 20

•a

l^c

r i

1 j

,³

\ *

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 10002000500010000

l-*■ mfi

Rys. 11.2. Strefy oddziaływania prądu przemiennego na ciało ludzkie, wg [11.3]

Główną przyczyną śmierci w wyniku porażenia prądem elektrycznym (przez wielu specjalistów uważaną za jedyną) jest migotanie komór serca. Śmierć może nastąpić również wskutek blokady serca lub uduszenia. Skutki patofizjologiczne, np. skurcze mięśni, trudności w oddychaniu, wzrost ciśnienia krwi, zakłócenia powstawania i przewodzenia impulsów w sercu (w tym migotanie przedsionków) oraz przejściowe zatrzymanie pracy serca mogą wystąpić bez migotania komór. Skutki te nie powodują jednak śmierci i są zazwyczaj odwracalne. Przy przepływie prądów o wartości kilku amperów możliwe jest powstanie ciężkich oparzeń powodujących poważne obrażenia, a nawet śmierć.

Każdy organizm ludzki — ze względu na jego cechy indywidualne—inaczej reaguje na przepływ prądu elektrycznego. Na przykład próg migotania komór serca zależy od cech fizjologicznych człowieka, jego budowy, stanu pracy serca itp. W praktyce należy liczyć się nie tylko z rzadkimi — spotykanymi jednak — przypadkami skrajnej nieodporności organizmu ludzkiego na działanie prądu (zwłaszcza przemiennego), lecz także z przypadkami nieprzeciętnej wytrzymałości. Przebieg krzywej L ma zatem również swoje uzasadnienie ekonomiczne, gdyż dotyczy ona w zasadzie wszystkich występujących przypadków, chociaż nie uwzględnia reakcji wyjątkowych. Dlatego należy spodziewać się, że w wielu krajach krzywa L będzie stale, choć minimalnie (niemal niedostrzegalnie) korygowana, obejmując reakcje organizmu nie tylko najczęściej spotykane, ale i wyjątkowe. Zależne to będzie od poprawy sytuacji ekonomicznej i postępu technicznego w zakresie usprawnienia środków ochrony przeciwporażeniowej. Na podstawie przebiegu krzywej L przyjęto prąd 30 mA jako wartość graniczną długotrwałego bezpiecznego prądu rażenia.

Porażenia mogą wystąpić wskutek zetknięcia się ciała człowieka z częściami metalowymi nie znajdującymi się normalnie pod napięciem, oddzielonymi od obwodu elektrycznego izolacją roboczą lub też z przedmiotami metalowymi nie stanowiącymi części urządzeń elektrycznych, np. z instalacją wodociągową i ogrzewczą, konstrukcją budynku itp., na których pojawiło się napięcie w następstwie uszkodzenia izolacji roboczej urządzenia elektrycznego.

Jak podano uprzednio, impedancja ciała ludzkiego zależy przede wszystkim od wartości napięcia dotykowego i od warunków środowiskowych wpływających na stan naskórka.

Warunki środowiskowe i warunki użytkowania energii elektrycznej, stanowiące zagrożenie porażeniem, można uszeregować następująco:

— pomieszczenia z podłogą źle przewodzącą, suchą, bez obecności przedmiotów uziemionych (np. instalacji sanitarnych, konstrukcji żelbetowych);

— pomieszczenia z podłogą izolacyjną z instalacjami sanitarnymi lub innymi przedmiotami metalowymi uziemionymi;

— pomieszczenia z podłogą mokrą;

— pomieszczenia z podłogą przewodzącą, pyłem przewodzącym i innymi zabrudzeniami;

— tereny otwarte, w których niezależnie nawet od pogody warunki środowiskowe, np. zapylenie i zabrudzenie, zwiększają możliwości zagrożenia porażeniem.

Nie jest możliwe bardzo precyzyjne określenie wpływu warunków środowiskowych na zagrożenie porażeniem; dlatego też wprowadzono następujący podział uproszczony, ale zadowalająco czytelny:

— warunki środowiskowe normalne, w których skóra jest w zasadzie sucha, niezabrudzona, temperatura umiarkowana, podłogi wykonane z materiałów nieprzewodzących itp., a więc nie występują okoliczności zwiększające zagrożenie porażeniem;

— warunki środowiskowe szczególne, w których skóra jest mokra, zabrudzona substancjami przewodzącymi, temperatura wyższa od normalnej, podłogi wykonane z materiałów przewodzących itp.; a więc występują okoliczności zwiększające zagrożenie porażeniem.

Do środowisk normalnych zalicza się takie pomieszczenia jak lokale mieszkalne, biurowe, sale widowiskowe i teatralne, pokoje chorych w szpitalach, klasy szkolne (z wyjątkiem niektórych laboratoriów) itp.

Do środowisk szczególnych zalicza się łazienki i natryski, sauny, obory i chlewnie, pomieszczenia fabryczne, bloki operacyjne w szpitalach, tereny otwarte itp.

W tablicy 11.1 podano impedancję ciała ludzkiego przy prądzie przemiennym o częstotliwości 15 -f-100 Hz w warunkach normalnych na drodze lewa ręka-lewa noga.

W tablicy 11.2 podano impedancję ciała ludzkiego przy prądzie przemiennym o częstotliwości 15 -4-100 Hz. w warunkach szczególnych na drodze lewa ręka-lewa noga.

Przy prądzie przemiennym ciało ludzkie stanowi nie tylko rezystancję, lecz również reaktancję na skutek pojemności pomiędzy poszczególnymi częściami ciała (dotyczy to szczególnie skóry). Wartości impedancji ciała człowieka określono w wyniku przeprowadzonych pomiarów. Prąd rażeniowy podany w tablicach obliczono ze stosunku napięcia dotykowego i impedancji zgodnie z prawem Ohma. Maksymalny czas wyłączenia określono zgodnie z przebiegiem krzywych L, np. krzywej L na rys. 11.2. W tablicach tych podano również wartości napięć bezpiecznych długotrwale. Czas 5 s utrzymywania się napięcia dotykowego przyjmuje się jako maksymalny czas występowania długotrwale zakłóceń. Wobec tego przyjęto, iż długotrwale dopuszczalne bezpieczne