1. Чим краще ізоляція проводів електричної мережі, тим менше небезпека однополюсного й однофазного дотику в цій мережі.
Розглянемо приклад, що підтверджує перший висновок.
Приклад 10.1. Визначити, як буде змінюватися значення Uдот при різних опорах ізоляції проводів при випадковому дотику людини до однієї фази двохпровідної мережі (рис.10.3, б).
Вихідні дані:
r1 = r2 = rіз = (1,5,10,15)103 Ом; Rл = 1000 Ом.
Розв’язок. Підставляючи вихідні дані у вирази (10.4), знаходимо:
при
rіз
=
1000 Ом
В,
при
rіз
=
5∙103
Ом
В,
при
rіз
= 10∙103
Ом
В,
при
rіз
= 15∙103
Ом
В.
2. При наявності двох проводів з різним опором ізоляції більш небезпечний однофазний дотик до проводу з великим опором ізоляції.
Розглянемо приклад, що підтверджує другий висновок.
Приклад 10.2. Визначити значення струму, що протікає через людину при дотику (рис.10.3, б) у двох випадках:
а) r1 = 50 кОм, r2 = 20 кОм;
б) r1 =20 кОм, r2 = 50 кОм.
При цьому за умови, що: Rл = 1000 Ом, U = 220 В.
Розв’язок. Підставляючи вихідні дані у формулу (10.3), знайдемо:
а)
mА;
б)
mА
.
Таким чином, дотик до проводу з великим опором ізоляції більш небезпечий.
Однополюсний дотик до однопровідної мережі
Однопровідні мережі напругою 24 В широко застосовуються на ПК. Другим проводом таких мереж є корпус літака. У процесі технічного обслуговування технік практично стоїть на одному з проводів (рис.10.4). При дотику до проводу на людину буде впливати напруга мережі, в результаті чого струм
.
(10.5)
При такому дотику ізоляція мережі захисної ролі невідіграє. Для зменшення струму, що проходить через людину при технічному обслуговуванні ПК, необхідно використовувати сухе гумове взуття й ізолюючі коврики, опір яких включається послідовно з опором тіла людини Rл . Тоді вираз (10.5) буде мати вигляд
,
де rп – опір підлоги, Ом; rвз – опір взуття, Ом.
Рис.10.4.
Однополюсний дотик до однопровідної
мережі:
Однофазний дотик до трифазної мережі з ізольованою нейтраллю
На підприємствах цивільної авіації застосовуються трифазні мережі з ізольованою нейтраллю невеликої довжини. У таких мережах ємності фаз щодо землі невеликі і струм, що протікає через них, порівняно зі струмом, що протікає через опір ізоляції проводів, також невеликий. Ємнісним струмом у таких мережах можна знехтувати.
При дотику до однієї фази (рис.10.2, б), струм, що проходить через тіло людини, розтікається в землі і потім замикається через опори ізоляції r2 і r3 на дві інші фази. При такому дотику людина включається в електричний ланцюг, до якого прикладена лінійна напруга мережі. Таким чином, якщо С1 = С2 = С3 =0, а r1 = r2 = r3 = r, то струм, що проходить через людину, буде визначатися за виразом:
.
(10.6)
З формули (10.6) витікає, що струм, який протікає через людину, головним чином залежить від опору ізоляції фаз. Зі збільшенням опору фаз небезпека ураження струмом зменшується. Якщо врахувати опір взуття і підлоги, на якому стоїть людина, то струм через людину
,
де Uф – фазна напруга.
Рис.10.5.
Дотик людини до однієї фази трифазної
мережі із заземленою нейтраллю
Однофазний дотик до трифазної мережі із заземленою нейтраллю (рис.10.5) – дотик до однієї фази.
При дотику до фази струм, що протікаює через людину, розтікається в землю і замикається через заземлювач на нейтралі. Струм замикається й на дві інші фази через опори ізоляції r2 і r3 ємності С2 і С3, але він настільки малий, наскільки ці опори ізоляції більше, ніж опір заземленого пристрою, а тому ми цим струмом можем знехтувати. До електричного ланцюга, в якому знаходиться людина, прикладається фазна напруга.
Струм, що протікає через людину,
, (10.7)
де rн – опір пристрою, що заземлює нейтралі, Ом. Відповідно що до вимог "Правил пристрою електроустановок" повинен бути не більше 60 Ом.
З погляду на те, що Rч >> rн , і rн можна знехтувати, струм через людину
.
(10.8)
Приклад 10.3. Визначити струм, що протікає через людину при дотику її до фазного проводу трифазної чотирипровідної мережі із заземленою нейтраллю напругою 380/220 В, якщо Rл = 1500 Ом, rн = 5 Ом.
Розв’язок. Струм, що протікає через людину, визначаємо за формулою (10.7)
Такий струм смертельний для людини.
Якщо людина при дотику стоїть на сухій дерев’яній підлозі або ізольованій підставці і взута у непровідне взуття, наприклад, у гумові галоші, то їхні опори включаються послідовно з опором тіла людини і тоді струм
(10.9)
Приклад 10.4. Визначити струм, що протікає через людину за умов, викладених у прикладі 10.3, і якщо rп = 80 кОм, rвз = 50 кОм.
Розв’язок. Струм, що проходить через людину, знаходимо за виразом (10.9)
Цей струм не є небезпечним для людини.
Отже, для забезпечення безпеки персоналу, що працює на електроустановках, необхідно користуватися діелектричним сухим взуттям і влаштовувати непровідні підлоги або використовувати діелектричні коврики й ізолюючі підставки.
Із виразів (10.7)-(10.9) витікає, що ізоляція проводів трифазної мережі із заземленою нейтраллю ніякої захисної ролі не має. Тому такі мережі застосовують з погляду безпеки там, де контроль ізоляції ускладнений чи малоефективний.
Дотик до електричних ланцюгів із залишковим зарядом електричного струму – дотик до електричної мережі, відключеної від джерела живлення.
Залишкові заряди електричного струму мають мережі й електричні ланцюги з великою ємністю. Усі мережі напругою вище 1000 В, а кабельні навіть до 1000 В, мають велику ємність жил щодо землі. Значення ємності залежить від довжини мережі і розгалуженості. У кабельних мережах для напруг 10 кВ ємність може складати 0,2∙10–6 Ф/км, а в повітряних 0,005∙10–6 Ф/км. Після відключення мереж з великою ємністю від джерела напруги в них залишається заряд електричного струму.
Залишкові заряди мають електричні ланцюги електроустаткування ПК і аеропортів, що містять конденсатори великої ємності. В аеропортах цивільної авіації до такого устаткування відносяться: сигнально-імпульсні маяки, резонансні регулятори яскравості, що компенсують установки, і т.ін. Величина залишкового заряду залежить від значення ємності і напруги в мережі.
При дотику людини в процесі обслуговування до відключеної мережі чи ланцюга з залишковим зарядом через неї відбувається розряд накопиченої енергії. Тривалість розряду тим більше, чим більше заряд. Небезпечним є як двополюсний, так і однополюсний дотик до електроустаткування із залишковим зарядом.
Для забезпечення безпеки необхідно перед роботою розряджати кабельні й повітряні мережі, а також електричні ланцюги, що містять великі ємності, шляхом підключення їх до індуктивного навантаження.