14.2. Аналіз умов ураження електричним струмом

Всі випадки ураження електричним струмом пов’язані з замиканням людини в електричний ланцюг, тобто торкання людини до двох точок ланцюга, між якими існує деякий потенціал.

Напруга між двома точками ланцюга струму, називається напругою дотику.

Небезпека дотику, оцінюється величиною струму який залежить від слідуючих факторів:

• схеми замикання ланцюга через тіло людини;

• напруги мережі;

• схеми мережі;

• режиму нейтралі;

• ступеня ізоляції струмоведучих частин від землі;

• від значення ємності струмоведучих частин відносно землі.

При двохфазному дотику до тіла людини прикладається лінійна напруга, сила струму не залежить від схеми мережі, режиму нейтралі та інших чинників і має найбільше значення І_ЛЮД:

І_ЛЮД =U_Л/R_ЛЮД=U_Ф3/1000=380 mА.

Випадки двохфазного дотику трапляються дуже рідко. До них можна віднести роботи під напругою на щитах, заміна згорілого запобіжника на розподільчому щиті в будівлі, використання несправних індивідуальних захисних засобів (діелектричні рукавиці з проколами або з розривом гуми), експлуатація електроустановок з неогородженими струмоведучими частинами.

Однофазний дотик частіше трапляється, є менш небезпечним, оскільки напруга, під якою опинилась людина, не перевищує фазної і відповідно сила струму, яка проходить через людину, менша, ніж при двохфазного дотику. Крім цього, сила струму значною мірою залежить від режиму нейтралі трансформатора, опору ізоляції дротів відносно землі, опору підлоги (або основи), на якій стоїть людина, і від інших чинників:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД)=220/1000 = 220 mА

При дотику людини до фазного дроту трифазної чотирьохдротової мережі із заземленою нейтраллю коло, по якому проходить струм, складається з опору тіла людини R_ЛЮД, взуття R_ВЗ, підлоги R_ПІД, а також опору заземлення нейтралі трансформатора R₀. Сила струму, який проходить через людину , І _ЛЮД, визначається:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД + R_ВЗ + R_ПІД + R₀)

При найбільш несприятливих умовах (людина доторкнулася до фази, має на ногах взуття, яке проводить струм, стоїть на землі або металевій підлозі, на заземленій металевій конструкції) тобто коли R_ВЗ=0, R_ПІД=0, а опір заземлення нейтралі R₀ в багато разів менший опору тіла людини і ним можна знехтувати, струм через тіло людини І_ЛЮД буде визначатись таким чином:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД)=220/1000 = 220 mА

Якщо людина має на ногах взуття, що не проводить струм (наприклад шкіряне, опір дорівнює R_ВЗ = 100 000 Ом), і стоїть на ізольованій основі (дерев’яній підлозі, опір якої R_ПІД = 30 0000 Ом), тоді сила струму, яка проходить через людину, буде визначатися:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД + R_ВЗ + R_ПІД + R₀) = 220/(1000+100 000+ 30 000)  1.7 mА

При дотику людини до дроту трифазної трьохдротової мережі з ізольованою нейтраллю струм проходить через тіло людини в землю, повертається до джерела струму через опір ізоляції і ємності дротів мережі відносно землі.

З урахуванням опорів тіла людини R_ЛЮД, опору взуття R_ВЗ, опору підлоги R_ПІД, ізоляції і дроту R_ІЗ струм, який проходить через людину, якщо ємність дротів мала, тобто С0 (повітряні мережі малої довжини) визначається:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД + R_ВЗ + R_ПІД + R_ІЗ/3)

При найбільш несприятливому випадку, коли людина має взуття, яке проводить струм, і стоїть на підлозі,що проводить струм, тобто, коли опір взуття, підлоги близькі до 0: =0, =0, струм, який проходить через людину, визначається виразом:

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД + R_ІЗ/3).

В цьому випадку в мережі з фазною напругою U_Ф=220 В і опором ізоляції фази R_ІЗ = 500 кОм через людину буде проходити невідчутний струм, тобто

І_ЛЮД = U_Ф / (R_ЛЮД + R_ІЗ/3) = 220/(1000+166667)=1.3 mА

В мережах з ізольованою нейтраллю, які мають незначну ємність між дротами і землею, небезпека ураження людини електричним струмом буде залежати від опору ізоляції дротів відносно землі. Якщо опір ізоляції дротів зменшується, то зростає небезпека ураження.

Дотик до однієї фази можливий при роботі під напругою без використання захисних засобів, при користуванні приладами з поганою ізоляцією струмоведучої частини і при переході напруги на металеві частини обладнання.