11.2. Анализ опасности поражения током в промышленных электрических сетях

Анализ условий электропоражений показывает следующие основные их причины: непреднамеренный контакт с токоведущими частями, нахо­дящимися под напряжением; при приближении к ним на опасное (малое) расстояние во время осмотра, ремонта и т.д.; ошибочное принятие находящейся под напряжением электроустановки за отключенную; неисправность изоляции приборов, инструментов или защитных средств, которы­ми человек работал и прикасался к токоведущим частям; работа с не­исправными электроинструментом или электроустановкой, на корпусах которых появилось напряжение; соприкосновение человека е металличес­кими предметами, не являющимися деталями электроустановок, но случай­но оказавшимися под напряжением; например, соединение фазы с металлическими предметами (при обрыве провода, аварии и т.п.); оши­бочное включение под напряжение электроустановок (участков сетей), на которых производится ремонт или профилактические работы, либо включение происходит в результате замыкания между отключенными и неотключенными токопроводами; неведение напряжения (емкостное, инду­ктивное влияние) от соседних электроустановок (сетей) на отключенную, где производятся ремонтные работы, то же в результате близкого раз­ряда молнии; электродуговой разряд на человека в случае пробоя воз­душного промежутка или короткого замыкания на высоковольтной установ­ке; возникновение напряжения шага на поверхности земли или на про­водящем основании, по которому шагает человек при соединении фазно­го провода с землей, неисправности в работе защитного заземления или зануления и т.п.; попадание под напряжение при спасании и выно­се пострадавшего, находящегося в контакте с токопроводом или в зоне растекания тока в грунте; разряд через тело человека заряженной эле­ктрической емкости, атмосферного или статического электричества и др.

Тяжесть и исход электрического поражения зависит от типа элек­трической сети, ее напряжения, состоянии изоляции, наличия заземле­ния нейтрали, нормального или аварийного режима работы се­ти, способа включения человека в электрическую сеть и т.д.

Протяженные и сильно разветвленные промышленные сети, как прави­ло, обладают значительной емкостью проводов относительно земли, что резко снижает комплексное сопротивление изоляции, в результате чего увеличиваются токи утечки на землю, что особо заметно при возраста­нии частоты переменного тока. Во многих случаях токи утечки через изоляцию в электрической цепи с участием человека определяют ток, протекающий через тело человека, поэтому рассмотрим способы непредна­меренного подключения человека к электрическим сетям.

Двухполюсное (в двухпроводной сети) и двухфазное (в трехфазных сетях) прикосновение двумя руками либо открытыми частями тела к двум проводам являются наиболее опасными случаями, но происходят сравнительно редко. Величина тока, протекающего через тело человека, опре­деляется выражением

, (11.1)

где U_ф - величина напряжения сети (фазы). В;

R_h - сопротивление тела человека., Ом.

Однополюсное (однофазное) прикосновение одной рукой к прово­ду сети или токоведущей части электроустановки - при таких услови­ях происходит наибольшее число электропоражений. Величина тока через тело человека определяется и ограничивается суммой последовательно включенных сопротивлений цепи: R_h + R_обуви + R, где R - со­противление изоляции проводов (фаз) (следует учитывать суммарное сопро­тивление обуви R_обуви и диэлектрического основания R_д, на котором сто­ит человек) R = R_h + R_обуви + R_д + R (11.2)

В трехфазной сети с изолированной нейтралью напряжение прикос­новения значительно меньше напряжения линии. Напряжение прикоснове­ния определяется как падение напряжения только на сопротивлении те­ла человека: U_h = I_h  R_h; например, в случае прикосновения к двум точкам электрической цепи с разными потенциалами (фаза-основание и др.).

Ток через тело человека в случае его контакта с проводом трех­фазной трехпроводной сети с изолированной нейтралью зависит, главным образом, от величины сопротивления изоляции фазных проводов относи­тельно земли. Играет роль и состояние изоляции электропотребителей, включенных в сеть. При одинаковых сопротивлениях изоляции в каждой фазе R₁=R₂=R₃=R,незначительной емкостиC1=C2=C3  0для непротяженных и неразветвленных сетей в нормальном режиме работы

(11.3)

Высокое значение активной составляющей сопротивления изоляции при незначительной емкости обеспечивает защиту человека от пора­жения, прикоснувшегося к проводу в нормальном режиме, даже если основание, на котором стоит человек – проводящее. При большой вели­чине емкости комплексное сопротивление изоляции снижается, в этом случае прикосновение к фазному проводу опасно для человека.

В аварийном режиме замыкания фазы на землю контакт человека с другим исправным проводом опасен; рис. 11.3.

Трехфазная трехпроводная или четырехпроводная сеть с заземленной нейтралью обладает большой опасностью в случае прикосновения чело­века к фазному проводу, по сравнению с сетью имеющей изолированную нейтраль. Нейтральная точка, объединяющая начала обмоток трансформа­тора или генератора еще называется нулевой точкой (провод, присое­диненный к нулевой точке, называется нейтральным (нулевым) проводом или просто нейтралью. Проводники, соединяющие нейтраль с корпусами электроустановок, называют защитными нулевыми проводниками.

Нейтраль сети, присоединенная непосредственно к заземлителю, называется сетью с заземленной нейтралью. Напряжение прикосновения сети в этом случае близко или равно напряжению фазы U_h = U_ф, если человек прикоснулся к проводу и стоит на проводящем основании, рис.11.3.

Ток , где R_д - сопротивление диэлектричес­кого пола, подставки, коврика; R₀ - сопротивление заземляющего устройства.

В производственных условиях (помещениях) в большинстве случаев однофазного прикосновения, ток через тело человека ограничивается сопротивлениями: изолирующего пола и диэлектрических подставок или ковриков, сухой обуви.