5. Розрахунок факторів враження при нещасних випадках

   1. Теоретичні відомості

А. Без летального наслідку. Напругою дотику називається напруга між двома точками кола струму, до яких одночасно доторкується людина осіб, або, інакше кажучи, падіння напруги на електричному опорі тіла людини:

, (5.1)

де I_h – струм, що проходить через людину по шляху «рука-ноги».

Одиночний заземлювач. Нехай обладнання, наприклад електродвигуни, заземлено за допомогою одиночного заземлювача (електрода) (рис. 5.1). При замиканні на корпус одного з цих двигунів на заземлювачі і всіх приєднаних до нього металевих частина, в тому числі на корпусах двигунів, з'явиться потенціал. Поверхня землі навколо заземлювача також буде мати потенціал, що змінюється по кривій, залежно від форми і розмірів заземлювача (електрода).

Напруга дотику для людини, який торкається заземленого корпусу електродвигуна і стоїть на землі (випадок 3 на рис. 5.1), визначається відрізком АВ і залежить від форми потенційної кривої і відстані між людиною і заземлювачем (чим далі від заземлювача знаходиться людина, тим більше І_пр і навпаки). Так, при найбільшій відстані, тобто при х > 20 м (випадок 1 на рис. 5.1) напруга дотику має найбільше значення - це найбільш небезпечний випадок дотику.

Рис. 5.1. Напруга дотику при одиночному заземлювачі: І – потенціальна крива; ІІ – крива, що характеризує зміну Uпр залежно від зміни х.

Максимальні значення напруги дотику U_пр і коефіцієнта дотику α_і будуть при х = ∞ , тобто при х ≥ 20 м .

, (5.2)

α_{і max} = 1 (5.3)

Груповий заземлювач. Відомо, що якщо поля розтікання струмів електродів групового заземлювача накладаються одне на інше, то всі точки поверхні землі на ділянці між електродами мають потенціали, відмінні від нуля.

Як і у випадку з одиночним заземлювачем U_пр = 0 тоді, коли людина, торкаючись заземленого предмета, стоїть безпосередньо на електроді, що входить до складу групового заземлювача. Найбільші значення напруги дотику U_пр і коефіцієнта дотику α_і матимуть на певній відстані від електродів, залежній від їх форми і взаємного розташування (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Напруга дотику при груповому заземлювачі

Максимальні значення напруги дотику U_пр і коефіцієнта дотику α_і будуть при х = 0,5S , коли людина стоїть точно посередині між електродами:

, (5.4)

, (5.5)

Б. З летальним наслідком. Напругою кроку називається напруга між двома точками кола, що знаходяться одна від одної на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина, або, інакше кажучи, падіння напруги на опорі тіла людини:

, (5.6)

де I_h – струм, що проходить через людину по шляху «рука-ноги», А.

Одиночний заземлювач. При експлуатації захисних пристроїв від ураження струмом - заземлення, занулення та інших-треба знати в першу чергу напруги між точками на поверхні землі (або іншої підошви, на якій стоїть людина) в зоні розтікання струму із заземлювача. У цьому випадку напруга кроку - це різниця потенціалів двох точок на поверхні землі в зоні розтікання струму, які знаходяться на відстані х і х + а від заземлювача на відстані кроку одна від одної, і на яких одночасно стоїть людина (рис. 5.3).

Напруга кроку визначається відрізком АВ (рис. 5.3), довжина якого залежить від форми потенціальної кривої, тобто типу заземлювача, і змінюється від максимального значення до нуля зі зміною відстані від заземлювача.

Найбільші U_к і β₁ спостерігаються при найменшій відстані від заземлювача, коли людина однією ногою стоїть безпосередньо на заземлювачі, а іншою - на відстані кроку від нього. Пояснюється це тим, що потенціал навколо заземлювачів розподіляється по увігнутим кривим і, отже, найбільший перепад виявляється, як правило, на початку кривої.

Рис. 5.3. Напруга кроку при одиночному заземлювачі:

Максимальні значення U_к і β₁ дорівнюють:

, (5.7)

, (5.8)

Груповий заземлювач. У межах площі, на якій розміщені електроди групового заземлювача, напруга кроку менша, ніж при одиночному заземлювачі, але також змінюється від деякого максимального значення до нуля при видаленні від електродів (рис. 5.4).

Найбільша напруга спостерігається, як і при одиночному заземлювачі, на початку потенціальної кривої, тобто коли людина однією ногою стоїть безпосередньо на електроді (або на ділянці землі, під яким зарито електрод), а інший - на відстані кроку від нього (положення А і D на рис. 5.4).

Найменша напруга кроку відповідає випадку, коли людина стоїть на «точках» з однаковими потенціалами (положення C); в цьому випадку U_к = 0.

Рис. 5.4. Напруга кроку при груповому заземлювачі

Максимальне значення U_к дорівнюює:

, (5.9)