УСЛОВИЯ ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Анализ опасности электроустановок сводится к определению значения тока, который протекает через тело человека при различных возможных вариантах попадания его под напряжение.

Электрические сети бывают постоянного и переменного токов. Сети переменного тока бывают однофазные и многофазные. Наиболее

ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Раздел 3

распространенные — трехфазные сети переменного тока. По режиму нейтрали трансформатора или генератора трехфазные сети могут быть с изолированной или глухозаземленой нейтралью. Изолированной называют нейтраль, изолированную от заземляющего устройства или присоединенную к нему через аппараты с большим сопротивлением (трансформаторы напряжения, компенсационные катушки). Глухозаземленной называют нейтраль, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через аппараты с малым сопротивлением (трансформаторы тока).

Опасность сетей однофазного тока.Однофазные сети и сети постоянного тока могут быть изолированными от земли, иметь заземленный полюс или среднюю точку (табл. 3.4).

Анализ приведенных формул в табл. 3.4 свидетельствует о том, что наиболее опасным является двухполюсное прикосновение при любом режиме нейтрали относительно земли, поскольку в этом случае ток, который протекает через тело человека, определяется только сопротивлением его тела. Менее опасным является прикосновение к проводу изолированной сети при нормальном режиме работы.

Опасность трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью.Проводники электрических сетей относительно земли имеют емкость и активное сопротивление — сопротивление растекания, равное сопротивлению изоляции и пути тока на землю. В общем эти емкости и сопротивления растекания разные. С целью упрощения анализа допускаем, что они равны, тоесть С^С^С^С и ^r_ll⁼r_h⁼i'_c^=r-

Таким образом, при прикосновении к одному из фазных проводов сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме сила тока проходящего через человека, зависит от сопротивления потерь и емкости сети относительно земли. Замыкание одной из фаз на землю значительно повышает опасность однофазного прикосновения, поскольку в этом случае человек оказывается под напряжением, близким к линейному. Более опасным является двухфазное прикосновение.

Опасность трехфазных электрических сетей с глухо­заземленной нейтралью(табл. 3.5). Трехфазные электрические сети с глухозаземленной нейтралью имеют малое сопротивление между нейтралью и землей. Напряжение любой фазы исправной сети относительно земли равно фазному напряжению.

Таким образом, прикосновение к исправной фазе при замыкании второй фазы на землю более опасно, чем прикосновение к фазе в нормальном режиме работы трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью, а наиболее опасным является двухфазное прикосновение.

О r>

О

Со

й; 51

СП

Обозначения: U — напряжение. В; R,_IEJI — сопротивление тела человека, Ом; г — токи утечки проводов, А; R„ — сопротивление заземления полюса, Ом; R_K — сопротивление короткого замыкания; R — сопротивление' заземления средней точки, Ом.

Формулы для расчета тока, проходящего через человека, в трехфазных электрических сетях

Таблица 3.5

Характеристика сети

Схема включения человека в электрическую сеть

Формула для расчета силы тока

С изолированной нейтралью

Прикосновение к одному из фазных проводов (однофазное прикосновение)

при С =-0

Прикосновение к двум фазам исправной сети

г _ Л//'/

Прикосновение к исправной фазе неисправной сети

1___ /^ѵч-

ї

при R<<R_4EJI и

І _ Лін

' ЧЕЛ *

СО

ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Раздел 3

О S

ѵ ѵ

о?

и

v

Анализ различных случаев прикосновения человека к проводам трехфазных электрических сетей показывает следующее:

— менее опасным является однофазное прикосновение к проводу
исправной сети с изолированной нейтралью;

— при замыкании одной из фаз на землю опасность однофазного
прикосновения к исправной фазе больше, чем в исправной сети при
любом режиме нейтрали;

— наиболее опасным является двухфазное прикосновение при
любом режиме нейтрали.

Напряжение прикосновения — это напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Численно оно равно разнице потенциалов корпуса q>_к и точек земли, на которых находятся ноги человека (рис. 3.13), то есть

или

/,р 1

<Рк -V,, = —--------- Г

In \Х, X) 2

(3.2)

U г,

(3.3)

•В-

•е-

^ S

С

а, у С -Ѳ-

Рис. 3.13. Напряжение прикосновения при единичном заземлителе:

I — потенциальная кривая; II — кривая, которая характеризует изменение напряжения

прикосновения U_ІІР при изменении расстояния от заземлителя х

ОСНОВЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Раздел 3

Величину а называют коэффициентом напряжения прикосновения. В пределах зоны растекания тока a<1, а за границами этой зоны a = 1.

Напряжение прикосновения растет с увеличением расстояния от заземлителя, и за границами зоны растекания тока оно равно напряжению на корпусе оборудования.

Ток, который протекает через человека

^Ѵ£7 ~ п ~ (3.4)

ЧЕЛ

Шаговое напряжение — это напряжение между двумя точками цепи тока, которые находятся друг от друга на расстоянии шага и на которых одновременно стоит человек. Численно шаговое напряжение равно разнице потенциалов точек, на которых находятся ноги человека (рис. 3.14).

Аналогично напряжению прикосновения

(3.7)

где ß — коэффициент шагового напряжения, который зависит от вида заземлителя, расстояния от заземлителя и длины шага (чем ближе к заземлителю и чем больше шаг, тем больше величина ß)\

ах х(х-та)

Напряжение прикосновения максимально около заземлителя и уменьшается с отдалением от заземлителя. Вне границ поля растекания оно равно нолю. Шаговое напряжение также растет с увеличением длины шага.

Ток, обусловленный шаговым напряжением

Рис. 3.14. Шаговое напряжение

При расположении одной ноги человека на расстоянии х от заземлителя и ширине шага а (в практических расчетах а = 0,8 м)

(3.5) (3.6)

х+а)

U

_ и