Ситуационный анализ поражения током

При изучении причин поражения током различают прямой контакт с токоведущими частями электроустановок и косвенный.

Прямой контакт – следствие нарушений правил эксплуатации (человеческая глупость):

• случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

• ошибочное включение электроустановки.

Косвенный контакт – аварийная ситуация, возникшая, например, при появлении напряжения на металлических частях оборудования в результате пробоя фазы на корпус или возникновения наведенных напряжений. Наведенные напряжения появляются, например, в результате удара мол-нии в металлические конструкции.

Схема включения человека в электроцепь может быть двухфазной и однофазной при напряже-нии прикосновения, а также шаговой (нога – нога) при шаговом напряжении и реже комбинирован-ной.

Рассмотрим некоторые из них при прямом контакте и аварийной ситуации и их последствия.

2-х фазное включение – прикосновение человека одновременно к двум разным фазам цепи. Исход поражения (часто смертельный при напряжении U_л = 380 В) не зависит от режима нейтрали сети, емкости фазных проводников и определяется только сопротивлением тела человека по пути «рука – рука» (рис.5),

U_пр / R_h = i_h = U_л / R_h = √3 U_ф / R_h = 1,73·220/1 000 = 381 мА,

что почти в 4 раза больше смертельного значения. Опасность не уменьшается в случае надежной изоляции от земли.

Рис. 5. Схема двухфазного включения человека

Учитывая предыдущее, отметим, что данное включение может не быть смертельным при времени прикосновения < 0,2 с (при частоте тока 50 Гц); < 0,4 с (при частоте тока 400 Гц); < 0,8 с (при постоянном токе). На практике наиболее вероятно, что такой случай будет смертельным.

Однофазное включение в 3-х фазную сеть с заземленной нейтралью

при «нормальном» и аварийном режимах.

Рассмотрим условия поражения током в зависимости от режима нейтрали.

Это включение менее опасно, т. к. здесь учитывается не только сопротивление тела человека, но и сопротивление его обуви, пола и т.д.

R₀

R_h, R_пола, R_обуви

Рис. 6. Однофазное включение человека в сеть с заземленной нейтралью

В сети с заземленной нейтралью (рис. 6) в случае прикосновения человека к голому фазному проводу он окажется под фазным напряжением. Ток проходит через человека в землю и далее через заземление нейтрали в сеть:

U_пр / R_h = i_h = U_пр / ∑R_i = U_ф / (R_h + R_пола + R_обуви + R₀),

где R_h, R_пола, R_обуви – сопротивление человека, пола, и обуви относительно земли.

R₀ – сопротивление заземления нейтрали.

При нахождении человека на проводящем полу (металл), хорошей проводимости обуви

(R_пола = R_обуви = 0) и сопротивлении нейтрали R₀ = 4 Ом (для U_л = 380 В), которым можно пренебречь, ток через тело человека будет равен:

i_h = U_ф / R_h = 220 / 1000 = 0,22 А = 220 мА.

Этот ток смертелен, сопротивление изоляции не ограничивает тока поражения.

При увеличении сопротивления пола и обуви опасность поражения током понижается. При R_пола = 30 кОм, R_обуви = 20 кОм (офис, лаборатории, административные помещение)

i_h = 220 / (1 + 30 + 20) = 4,3 мА,

что безопасно для человека. Для улучшения условий безопасности персонала в помещении электро-установок предусматриваются изолирующие полы, применяется изолирующая обувь, перчатки и инструмент с изолирующими ручками.