10.2. Аналіз ураження поразки електричним струмом при дотику в різних мережах

В процесі роботі людина випадково торкається до струмоведучих частин, в результаті чого через його тіло починає протікати електричний струм. Ступінь ураження струмом пов’язаний з умовами і характером дотику. Величина струму, що протікає через людину, залежить від напруги мережі, режиму нейтралі, стану ізоляції струмоведучих частин, ємності проводів щодо землі, шляху протікання струму при дотику (однофазний чи двофазний) та інших факторів. Проте сам факт дотику до електричних струмоведучих ланцюгів ще не дає підстави стверджувати, що цей дотик призведе до електротравми. У випадках, коли послідовно з тілом людини в мережу включається опір ізоляції проводів, струм, що протікає через людину, буде на рівні відчутного, а при двофазному дотику струм може досягати за умов особливої чи підвищеної небезпеки смертельних величин.

Мета аналізу – визначити величину напруги дотику і струму, що протікає через людину, в залежності від характеру дотику, типу мережі, схеми включення людини в електричний ланцюг і т.ін. Аналіз дозволить оцінити небезпеку дотику в тій чи іншій мережі, правильно вибрати необхідні засоби захисту. Для спрощення висновків припустимо, що електричний опір підлоги і взуття невеликі і при розрахунках до уваги неприймаються. При розрахунках будемо враховувати електричний опір проводів щодо землі. Він розподілений по всій довжині електричної мережі від генератора до споживачів і складається з опору ізоляції, власне проводу і послідовно з ним включених опорів струмопровідних середовищ – вологи повітря, рослинного покриву на землі, водяної поверхні, стін, заземлених конструкцій і т.ін. На схемах ці опори зображені зосередженими.

Розглянемо випадкові доторкання у мережах найбільш часто застосовуваних на літаках і в аеропортах цивільної авіації.

Двофазний дотик – одночасний дотик до двох фаз електроустановки, що знаходиться під напругою (рис.10.2). Це – найбільш небезпечний дотик, тому що до тіла людини прикладена найбільша в цій мережі напруга.

Струм, що протікає через людину, найбільший з усіх можливих, а ступінь його небезпеки залежить від щільності контакту дотику, тривалості дії й індивідуальних особливостей організму людини. Струм, що протікає через людину, дорівнює

де I_л – струм, А; U_л – лінійна напруга, В; R_л– опір тіла людини, Ом; U_ф – фазна напруга, В.

Двополюсний дотик у двопровідних мережах – одночасний дотик до двох полюсів електроустановки, що знаходиться під напругою. Такий дотик найбільш небезпечний з усіх можливих у двопровідних мережах (рис.10.3, а). Струм, що протікає через людину, залежить від напруги мережі U_м і опору тіла людини

Рис.10.2. Дотик до трифазної мережі з ізольованою нейтраллю: а – двофазний дотик: б – однофазний дотик;

С₁, С₂, С₃ – ємності фаз щодо землі; r₁, r₂, r₃ – активний опір ізоляції фазних проводів щодо землі.

ипадки двофазного і двополюсного дотиків зустрічаються досить рідко. Вони мають місце в процесі роботи під напругою в щитах, зборках (наприклад, при заміні запобіжників), при використанні інструмента з ушкодженою, забрудненою, що має тріщини, ізоляцією, застосуванні діелектричних рукавичок із проколами і розривами, експлуатації не огороджених стовпчиків електроживлення на стоянках літаків, при ушкоджених штепсельних роз’ємах і розетках.

Однополюсний дотик до двопровідної мережі – дотик до полюса електроустановки, що знаходиться під напругою. Однофазний дотик – дотик до однієї фази електроустановки, що знаходиться під напругою. Однополюсний і однофазний дотики менш небезпечні, ніж двополюсний і двофазний, тому що струм, що протікає через людину, зменшується внаслідок послідовно включених з ним опорів ізоляції проводів, підлоги, взуття і т.ін. З іншого боку, однополюсний і однофазний дотики трапляються частіше, що збільшує небезпеку.

У цивільній авіації широке застосування знаходять двопровідні мережі змінного струму 115 В 400 Гц і постійного струму 24 В. Розглянемо випадок дотику в мережі, показаної на рис.10.3, б. Такою може бути, наприклад, мережа змінного струму 115 В 400 Гц невеликої довжини або в лабораторії АТБ, або на ПК.

Нам необхідно визначити напругу дотику U_дот, що буде прикладена безпосередньо до тіла людини, і струм I_л, що проходить через неї, при відомій напрузі мережі U і опорах ізоляції проводів щодо землі r_1,r₂ітіла людини R_л. Звернемося до схеми заміщення (рис.10.3, в)

При дотику людини до проводу 1 його тіло включається паралельно опору ізоляції r₁,цього проводу і послідовно з опором ізоляції r₂другого проводу. Зі схеми заміщення

U = U_дот + I₂r₂ = U_дот(I_л+I₁)r₂, (10.1)