2.4. Trở kháng tổng của cơ thể (Z_T)

Trở kháng tổng của cơ thể gồm thành phần điện trở và thành phần điện dung.

Trong điều kiện khô do tính chất cách điện của da, Z_T có thể đạt các giá trị trong dải từ vài chục đến vài trăm kilo ôm (kW).

Khi động vật đứng trên nền dẫn điện, Z_T sẽ bao gồm cả trở kháng của các móng guốc nếu có.

2.5. Điện trở ban đầu của cơ thể (R_o)

Tại thời điểm xảy ra điện áp tiếp xúc, các điện dung của cơ thể chưa được tích điện. Do đó, trở kháng da Z_p là không đáng kể. Kết quả là điện trở ban đầu R_o xấp xỉ bằng trở kháng trong của cơ thể Z_i cộng với điện trở móng guốc, nếu có). R_o phụ thuộc chủ yếu vào tuyến dòng điện và ít phụ thuộc hơn vào diện tích bề mặt tiếp xúc.

Điện trở ban đầu R_o giới hạn dòng điện đỉnh của các xung ngắn (ví dụ điện giật do bộ điều khiển hàng rào điện).

3. Giá trị trở kháng tổng của cơ thể (Z_T)

Các giá trị trở kháng tổng của cơ thể cho trong Bảng 2 là có nghĩa đối với dòng điện hình sin tần số 50/60 Hz cho động vật sống và cho tuyến dòng điện từ mũi đến cả bốn chân, và từ hai chân trước đến hai chân sau, đối với bò ở tình trạng khô khi đứng trên sàn dẫn.

...

...

...

Các giá trị đã được đo với điện áp khác nhau và được coi là áp dụng được đối với các điện áp tiếp xúc lên tới 230 V. Tại điện áp thấp hơn 100 V các giá trị cho trong bảng có thể được coi là dự phòng an toàn bổ sung.

Bảng 2 - Trở kháng tổng của cơ thể Z_T ở dòng điện xoay chiều tần số 50/60 Hz của bò đối với các điện áp tiếp xúc tới 230 V

Tuyến dòng điện

Giá trị đối với trở kháng tổng của cơ thể (W) không lớn hơn đối với cấp tỷ lệ phần trăm của tập hợp

5%

50%

95%

Từ mũi đến bốn chân

220

...

...

...

425

Từ các chân trước đến các chân sau

600

850

1 250

CHÚ THÍCH: Các giá trị này được làm tròn từ phân tích thống kê của kết quả đo của 80 con bò.

Sơ đồ trở kháng tổng của cơ thể bò được suy ra từ các giá trị của Bảng 1 và Bảng 2 đối với cấp tỷ lệ 5 % của tập hợp được nêu ở Hình 3.

Điện trở R₁: mũi-thân

...

...

...

Điện trở R₃ = R’₃ + R₄: thân-chân sau có móng guốc

Điện trở R’₂: thân-chân trước không có móng guốc

Điện trở R’₃: thân-chân sau không có móng guốc

Hình 3 - Sơ đồ trở kháng tổng của cơ thể bò ở cấp tỷ lệ 5 % của tập hợp

4. Giá trị điện trở ban đầu của cơ thể (R_o)

Hiện chưa có giá trị đo được.

Lấy gần đúng tỷ số giữa trở kháng tổng của cơ thể Z_T và điện trở ban đầu của của cơ thể R_o bằng của người (Z_T 5 % giá trị tiệm cận 650 W ở Bảng 1 của IEC 60479-1 và R_o = 500 W với 5 % của tập hợp ở 2.6 của IEC 60479-1, các giá trị dưới đây của Bảng 3 có thể được rút ra từ điện trở ban đầu của cơ thể R_o của gia súc với cấp tỷ lệ 5 % của tập hợp.

Bảng 3 - Điện trở ban đầu của cơ thể R_o đối với bò

Tuyến dòng điện

...

...

...

Từ mũi tới 4 chân

175

Từ các chân trước tới các chân sau

450

5. Ảnh hưởng lên gia súc của dòng điện xoay chiều hình sin trong dải từ 15 Hz đến 100 Hz

Điều này chủ yếu dựa trên các phát hiện liên quan đến ảnh hưởng của dòng điện 50 Hz hoặc 60 Hz là những tần số phổ biến nhất của các hệ thống lắp đặt điện. Các giá trị đưa ra được coi là áp dụng được cho dải tần từ 15 Hz đến 100 Hz, giá trị ngưỡng tại các giới hạn của dải này cao hơn so với ở 50 Hz và 60 Hz.

Điều này về cơ bản để xem xét rủi ro của rung tâm thất là nguyên nhân chính gây tai nạn trong dải tần này.

5.1. Ngưỡng phản ứng

Ngưỡng của các phản ứng khác nhau phụ thuộc vào một vài tham số, ví dụ như diện tích của cơ thể tiếp xúc với điện cực (diện tích tiếp xúc), tình trạng tiếp xúc (khô, ướt, áp lực, nhiệt độ), loại phản ứng (chuyển động cơ bắp, giảm sản xuất sữa trong trường hợp là bò) và loại động vật và đặc điểm sinh lý của nó.

...

...

...

5.2. Ngưỡng tê liệt

Đang được xem xét.

5.3. Ngưỡng rung tâm thất

Ngưỡng rung tâm thất phụ thuộc vào loài động vật và các tham số sinh lý (giải phẫu cơ thể, tình trạng hoạt động của tim, v.v...) cũng như các tham số về điện (thời gian và tuyến dòng điện, loại dòng điện, v.v...)

Với dòng điện xoay chiều hình sin (50 Hz hoặc 60 Hz), ngưỡng rung tâm thất giảm đáng kể nếu dòng điện chạy qua trong thời gian dài hơn một chu kỳ tim. Ảnh hưởng này là do gia tăng tính không đồng nhất về trạng thái kích thích của tim do ngoại tâm thu được cảm ứng bởi dòng điện.

Hình 4 thể hiện sự thay đổi đột ngột của ngưỡng rung tâm thất của cừu [1].

CHÚ THÍCH: Thời gian điện giật được thể hiện dưới dạng khoảng thời gian trung bình của một nhịp đập tim (thời gian trung bình của nhịp đập tim bằng 0,45 s), điện xoay chiều 60 Hz, tuyến dòng điện từ chân trước bên phải đến chân sau bên trái. Hình lấy từ [8].

Hình 4 - Rung tâm thất đối với cừu

...

...

...

Loài

Khối lượng trung bình

Dòng điện nhỏ nhất gây rung tâm thất

Cơ thể

Tim

Trung bình

Dải

kg

g

...

...

...

A

Heo

79

300

0,24

Từ 0,17 đến 0,27

Cừu

56

270

...

...

...

Từ 0,16 đến 0,39

Bê

70

420

0,31

Từ 0,21 đến 0,47

Ngựa lùn

115

-

...

...

...

Từ 0,16 đến 0,41

CHÚ THÍCH: Dữ liệu sẵn có quá ít đối với ngựa nên không thể được đưa vào bảng này.

Từ các dữ liệu này, ngưỡng rung tâm thất trong một loài được coi là độc lập với khối lượng của động vật. Hình 5 thể hiện dòng điện nhỏ nhất gây rung tâm thất ở một loài (cừu) là hàm của khối lượng. Hình thể hiện dòng điện nhỏ nhất gây rung tâm thất ở nhiều loài gia súc là hàm của khối lượng.

Hình 5 - Dòng điện nhỏ nhất gây rung tâm thất ở cừu là hàm của khối lượng, thời gian điện giật là 3 s [3]

Hình 6 - Dòng điện nhỏ nhất (trung bình) gây rung tâm thất của các loài gia súc khác nhau là hàm của khối lượng, thời gian điện giật là 3 s [1]

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

...

...

...

[2] LANGE, W. and DECKER, W.: Über das elektrische Widerstandsverhalten des Tierkörpers; Mitteilung: Untersuchungen über den Hautwiderstand und den Tierkörperwiderstand beim Rind; Sonderdruck aus dem Archiv für experimentelle Veterinärmedizin, Vol. 21 (1967), No. 5, pp. 1273-1283 and pp. 1286-1293

[3] LANGE, W., MATTHÄUS, H.U., and RADTKE, H.J.: Untersuchungen zum elektrischen Körperinnenwiderstand beim Rind; Arch. exper. Vet. med. (1973), pp. 653-659

[4] CRAINE, L.B.: Effects on mammals of grounded neutral voltages from distribution power lines; Inst. Elect. Eng. 75-303-3-IA (1975)

[5] NORELL, GUSTAFSON R.J., APPLEMAN, R.D. and OVERMEIR: Behavioral studies of dairy cattle sensitivity to electrical currents; Transactions of the American Society of Agricultural Engineering (1983), pp. 1506-1511

[6] APPLEMAN, R.D. and GUSTAFSON, R.J.: Behavioral experiments quantifying animal sensitivity to AC and DC currents; Publ. Agricultural Engineers Dept. Univ. Minnesota (1985)

[7] BIEGELMEIER, G., BRUGERE, H., GOURBIERE, E., KIEBACK, D., LAMBROZO, J., RABITSCH, G. and VIDAL, R.: Die Bedeutung der Widerstände der Hufe von Nutztieren und der Schuhe von Menschen für die konventionellen Grenzen der Fehlerspannung und der Berührungsspannung; Bulletin SEV, 19(1993), pp. 41-48

[8] FERRIS, L.P., KING, B.G., SPENCE, P.W. and WILLIAMS, H.B.: Effect of electric shock on the heart; Electr. Eng., Vol. 55 (1936), p. 498

[9] GEDDES, L.A., CABLER, B., MOORE, A.G., ROSBOROUGH, H. and TACKER, W.A.: Threshold 60 Hz current required for ventricular fibrillation in subjects of various body weights; lEEE-transactions on biomedical engineering, Vol. BME-20, No. 6 (Nov 1973), pp. 465-468

[10] BIEGELMEIER, G.: Quantitative und qualitative Bemerkungen zum Stand des Wissens über das Herzkammerflimmern nach elektrischen Durchströmungen mit Wechselstrom 50/60 Hr, E. u. M., Vol. 97 (1980), No. 5, pp. 207-216

...

...

...

[12] BUNTENKÖTTER, S., JACOBSEN, J. and REINHARDT, H.J.: Experimentelle Untersuchungen an Schweinen zur Frage der Mortalität durch sinusförmige, phasenangeschnittene sowie gleichgerichtete elektrische ströme; Biomedizinische Technik, Vol. 20 (1975), No. 3, p. 99

[13] BIEGELMEIER, G. and LEE, W.R.: New considerations on the threshold of ventricular fibrillation for a.c. shocks at 50-60 Hz; I.E.E. Proc. Vol. 127, No. 2, Pt. A, (March 1980), p. 103

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1. Yêu cầu chung

1.1. Phạm vi áp dụng

1.2. Lưu ý chung

...

...

...

1.4. Thuật ngữ và định nghĩa

2. Đặc tính trở kháng của cơ thể gia súc

3. Giá trị trở kháng tổng của cơ thể (Z_T)

4. Giá trị điện trở ban đầu của cơ thể (R_o)

5. Ảnh hưởng lên gia súc của dòng điện xoay chiều hình sin trong dải từ 15 Hz đến 100 Hz

Thư mục tài liệu tham khảo

¹ Đã có TCVN 9621-1:2013 (IEC/TS 60479-1:2005), Ảnh hưởng của dòng điện lên người và gia súc - Phần 1: Khía cạnh chung

² Đã có TCVN 6844:2001 (ISO/IEC Guide 51:1999) (Hướng dẫn đưa khía cạnh an toàn vào tiêu chuẩn)