Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Porażenia prądem elektrycznym o wysokiej częstotliwości

Schemat zastępczy impedancji ciała człowieka, gdzie: RS – rezystancja skóry,
Ri – rezystancja wewnętrzna ciała, CS – pojemność skóry
Schemat zastępczy impedancji ciała człowieka, gdzie: RS – rezystancja skóry, Ri – rezystancja wewnętrzna ciała, CS – pojemność skóry
S. Gierlotka

Rozwój urządzeń elektronicznych i telekomunikacyjnych w ostatnich latach spowodował powszechność stosowania napięć o częstotliwości większej od przemysłowej. Skutki urazu elektrycznego u człowieka powodowane prądem rażeniowym o wysokiej częstotliwości różnią się od skutków, które wywołuje prąd przemienny 50 Hz.

właściwości elektryczne

Ciało człowieka jako element obwodu elektrycznego nie stanowi przewodnika jednorodnego, lecz ma charakter przewodnika anizotropowego. Wartość jego impedancji jest zmienna i zależy od napięcia rażeniowego oraz czynników środowiskowych, głównie klimatycznych. Na całkowitą impedancję ciała człowieka składa się impedancja skóry oraz rezystancja organów wewnętrznych. Ponieważ wartość impedancji organów wewnętrznych jest bardzo mała w porównaniu z wartością impedancji skóry, o wartości całkowitej impedancji ciała decyduje suchy zrogowaciały naskórek. Czynniki środowiskowe oraz stany patologiczne i fizjologiczne człowieka mogą powodować zwiększenie czynności gruczołów potowych w skórze. Stopień napełnienia kanalików potowych wpływa na zmianę wartości impedancji ciała.

Impedancja ciała człowieka posiada charakter rezystancyjno-pojemnościowy. Organy wewnętrzne człowieka posiadają charakter rezystancyjny, natomiast skóra – charakter rezystancyjno-pojemnościowy. Schemat zastępczy ciała człowieka pokazano na rysunku 1. Impedancja skóry, na którą składa się rezystancja skóry RS i pojemność skóry CS, zależy od powierzchni dotyku elektrody oraz właściwości elektrycznych naskórka. Wartość rezystancji skóry można oszacować ze wzoru:

(1)

 

gdzie:
RS – rezystancja skóry, w [kΩ],
S – powierzchnia elektrody, w [m2],
dn – grubość naskórka wynosząca średnio 4⋅10-4 m,
ρs – rezystywność naskórka określona w przedziale 104÷106 Ωm.

Pojemność skóry jest proporcjonalna do przenikalności dielektrycznej ośrodka ε⋅εo oraz powierzchni dotyku do elektrody, zaś odwrotnie proporcjonalna do grubości naskórka. Wartość pojemności skóry można oszacować ze wzoru:

(2)


gdzie:
CS – pojemność skóry, w [F],
S – powierzchnia dotyku do elektrody, w [m2],
dzn – grubość naskórka ≈1⋅10-5 m,
ε – względna przenikalność dielektryczna naskórka ε=150,
εo – przenikalność elektryczna próżni równa 8,85⋅10-12 F/m.

Pojemność skóry w zależności od czynników patologicznych i fizjologicznych zmienia się od 0,0037 do 0,023 μF/cm2. Średnia pojemność skóry wynosi CS=0,015 μF/cm2.

Rezystancja wewnętrzna ciała Ri jest stosunkiem chwilowej wartości napięcia rażeniowego u w pierwszej chwili rażenia, do wartości szczytowej impulsu prądu rażeniowego Irm.

(3)


gdzie:
Ri – rezystancja wewnętrzna ciała, w [Ω],
Irm – wartość szczytowa prądu w chwili rażenia, w [A],
u – chwilowa wartość napięcia w momencie rażenia, w [V].

Bogate w elektrolity środowisko wewnątrz organizmu człowieka sprawia, że rezystancja wewnętrzna ciała ma bardzo małą wartość w porównaniu z wartością impedancji skóry. Badania organów wewnętrznych człowieka wykazały, że wartość ich reaktancji pojemnościowej jest bardzo mała, dlatego się jej nie uwzględnia.

Ciało człowieka jest zbudowane z biologicznych komórek, których wnętrze otoczone jest błoną komórkową posiadającą własności dielektryczne. Wewnątrz komórki znajduje się cytoplazma będąca elektrolitem, którego przewodnośćelektryczna zależy od koncentracji jonów. Zespół komórek można taktować jako układ kondensatorów zbudowany z elektrolitów wewnątrzkomórkowych oddzielonych od siebie warstwami błon biologicznych. Proces przewodzenia prądu elektrycznego wymusza gromadzenie jonów przy błonie, powodując jej polaryzację. Pod wpływem pola elektrycznego następuje rozdzielenie jonów zależne od częstotliwości zmian przyłożonego napięcia. Przy niskich częstotliwościach separacja jonów jest zupełna, a przewodność elektryczna mała. Jony poruszające się zgodnie z kierunkiem znaku ładunku gromadzą się przy wewnętrznej powierzchni błony komórkowej. Przy wyższych częstotliwościach rozdział jonów jest coraz mniejszy, a przewodność elektryczna wzrasta. Wraz ze wzrostem częstotliwości napięcia rażeniowego rośnie przewodność elektryczna, a wartość impedancji ciała człowieka maleje.

Zmiany wartości impedancji ciała w zależności od częstotliwości natężenia prądu dla napięcia rażeniowego 10 i 25 V pokazano na rysunku 2. Dla wyższych napięć rażeniowych 10, 25, 50, 100, 220, 1000 V zmiany wartości impedancji ciała w zależności od częstotliwości prądu na drodze rażenia ręka – ręka i powierzchni dotyku 8000 mm2 pokazano na rysunku 3. Dla częstotliwości prądu 20 000 Hz asymptota impedancji osiągnie wartość 600 Ω.

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Liga specjalistów - konkurs

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

Zmiany w programie Mój Prąd

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Morskiej poinformował, że został skorygowany wzór wniosku o dofinansowanie w ramach programu Mój Prąd. Wprowadzona zmiana umożliwia...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl