Случаи однофазного прикосновения

При изолированной нейтрали прикосновение человека к одной из фаз вызывает ток, проходящий через человека и полное сопротивление изоляции двух других фаз сети:

8

При замыкании одной из фаз на землю (аварийный режим) ток, протекающий через человека, не зависит от сопротивления изоляции сети:

Поскольку r_мз << R_ч, можно записать, что

В сетях с глухим заземлением нейтрали при однофазном прикосновении ток через человека протекает по цепи «фазный провод – заземление нулевой точки трансформатора R₀ – человек»:

9

Величина тока определяется по формуле:

Сопротивлением заземления нейтрали обычно пренебрегают, принимая R₀ = 0. С учетом этого

В случае замыкания одной из фаз на землю через человека будет проходить ток, величина которого определяется по формуле:

Схема прикосновения имеет следующий вид:

10

Напряжение прикосновения. Шаговое напряжение

Напряжение прикосновения U_пр – это разность потенциалов двух точек электрической цепи, которых одновременно касается человек, т.е. это разность потенциалов точек прикосновения рук и ног.

Рассмотрим схему:

Два электродвигателя заземлены на общий одиночный заземлитель R_з. Если на одном из двигателей произойдет пробой статорной обмотки на корпус, то корпуса обоих двигателей окажутся под напряжением и вокруг заземлителя R_з на поверхности земли образуется потенциальное электрическое поле. Зависимость распределения потенциалов в данном поле описывается гиперболой.

При прикосновении к корпусу первого электродвигателя человек окажется под напряжением прикосновения, равным разности потенциалов заземлителя φ¹ и точки земли, где располагается человек φ¹¹, т.е.

U_пр = φ¹ - φ¹¹.

При касании второго двигателя напряжение прикосновения равно

U_пр = φ¹ – 0 = φ¹.

11

Это наиболее опасный случай прикосновения, т.к. напряжение достигает максимального значения.

Для уменьшения напряжения прикосновения используют групповой заземлитель выравнивающий потенциальные поля в местах расположения всего оборудования.

Напряжение шага U_ш возникает при нахождении человека в зоне потенциального электрического поля на поверхности земли.

Шаговое напряжение есть разность потенциалов двух точек земли, которых человек касается ногами.

Чем шире шаг, тем выше будет шаговое напряжение.

Шаговое напряжение часто достигает опасной величины, поэтому выходить из зоны растекания тока следует мелкими шагами или скользя ногами по поверхности земли. Шаговое напряжение считается безопасным, если оно не превышает 36 В.

3

Сила тока, проходящего через тело человека, является основным поражающим фактором. Чем больше сила тока, тем опаснее его воздействие:

Сила тока, мА	Характер воздействия
	Переменный ток (50 – 60 Гц)	Постоянный ток
0,5 – 1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук	Не ощущается
2,0 – 3,0	Сильное дрожание пальцев рук	Не ощущается
5,0 – 7,0	Судороги в руках	Зуд, ощущение нагрева
8,0 – 10,0	Руки с трудом, но можно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук и в предплечьях	Усиление нагрева
20 - 25	Паралич рук, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли. Дыхание затруднено	Еще большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук
50 - 80	Паралич дыхания. Начало фибрилляции сердца	Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, затруднения дыхания
90 - 100	Паралич дыхания. При длительности 3 и более с. - паралич сердца	Паралич дыхания
>5 А	Немедленный паралич дыхания и остановка сердца

Из приведенной таблицы можно выделить следующие пороговые значения переменного тока:

- 0,5 – 1,5 мА: пороговый ощутимый ток;

- 10 – 15 мА: пороговый неотпускающй ток;

- 100 мА – 5 А: пороговый фибрилляционный ток.

Чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого поражения организма. Это объясняется тем, что с увеличением времени воздействия тока снижается сопротивление тела человека, а также накапливаются негативные последствия воздействия тока на организм.

Род тока влияет на исход поражения следующим образом: постоянный ток примерно в 4…5 раз безопаснее переменного с частотой 50 Гц. Однако это справедливо лишь для напряжений прикосно-

4

вения до 500 В; при более высоких напряжениях прикосновения постоянный ток становится опаснее переменного с частотой 50 Гц.

Наиболее опасной частотой переменного тока является частота в 50…60 Гц. При снижении частоты до 0 или повышении ее до 450…500 Гц снижается опасность поражения в виде электроударов, однако, сохраняется опасность ожогов.

Наиболее опасный путь прохождения тока – через жизненно важные органы – сердце, головной мозг, легкие.

Индивидуальные свойства человека также влияют на исход поражения электрическим током. Так, вполне здоровые и физически крепкие люди легче переносят электроудары, чем слабые и больные. Повышенной восприимчивостью к электротоку обладают люди, страдающие болезнями кожи, легких, сердечно-сосудистой системы, а также находящиеся в состоянии утомления.

ГОСТ 12.1.038-82^* (Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов) устанавливает предельно допустимые значения напряжения прикосновения U_пр и тока I_ч, проходящего через человека по пути «рука – рука» и «рука – нога» при нормальном и аварийном режимах производственных и бытовых установок.

При нормальном режиме работы любых электроустановок эти значения следующие:

• для тока частотой 50 Гц: U_пр ≤ 2 В и I_ч ≤ 0,3 мА;

• для постоянного тока: U_пр ≤ 8 В и I_ч ≤ 1,0 мА.

Данные предельные значения установлены, исходя из реакции ощущения при продолжительности воздействия не более 10 мин. в сутки.

Если наблюдается высокая температура (выше 25 ⁰С) или влажность воздуха (выше 75%), указанные значения U_пр и I_ч должны быть уменьшены в 3 раза.

Для аварийного режима U_пр и I_ч устанавливаются в зависимости от времени воздействия тока.