Двофазне (двополюсне) ввімкнення людини в мережу

При двополюсному доторканні до струмоведучих частин сила струму I_Л, що проходить через тіло людини визначається за формулами:

- для мережі постійного або однофазного змінного струму:;

- для трифазної мережі: ,

де U_роб - робоча напруга мережі;

U_ЛІН - лінійна напруга мережі;

U_Ф - фазна напруга мережі, ;

R_л – опір тіла людини.

Для більшої наочності визначаємо силу струму, що може протікати через тіло людини при двофазному доторканні у трифазній мережі з лінійною напругою:

мA = 0,38 А.

Двофазне включення є найбільш небезпечним, оскільки I_Л залежить лише від напруги мережі та опору тіла людини. Такі випадки трапляються досить рідко і є наслідками порушення правил техніки безпеки.

Однофазне ввімкнення людини в мережу

Під час однофазного доторкання у трифазній мережі з ізольованою нейтраллю струм, що протікає через тіло людини буде меншим, ніж при аналогічному доторканні у мережі з глухозаземленою нейтраллю. Це пов’язано з тим, що до загального опору електричного кола ще додається опір ізоляції та ємностей фаз.

У такій мережі напругою до 1000 В коли значення опору ізоляції всіх трьох фаз рівні, а ємнісним опором можна знехтувати, то струм, що протікає через людину дорівнює:

,мА

де, R_oc – опір основи; R_вз – опір взуття; R_із – опір ізоляції.

За неполадок ;;

мА.

Струм протікає через опір ізоляції та ємності фаз.

У мережах з ізольованою нейтраллю наслідки ураження залежать від опору ізоляції тієї фази, до якої доторкнулась людина.

У мережі з заземленою нейтраллю струм протікає через тіло людини в землю і далі - через заземлення нейтралі - в мережу. Струм, який протікає через тіло людини, визначають за формулою:

= ,

де, R₀ – опір робочого заземлення нейтралі.

Опором робочого заземлення нейтралі (R₀<10 Ом) можна знехтувати порівняно з опором людини, отже,

Як бачимо мережа з глухозаземленою нейтраллю є більш небезпечною ніж з ізольованою.

Доторкання до заземлених не струмоведучих частин, що опинилися під напругою

_Із

І_h

І_з

І_л=І_З

Якщо корпус не заземлений, то I_л = I_з. Такий випадок рівноцінний однофазному дотику до струмоведучих частин. Струм, який протікає через тіло людини, залежить від величини струму замикання на землю.

Напруга доторкання (НД) – це напруга між двома точками ланки струму, яких одночасно торкається людина. Для людини, яка стоїть на ґрунті і дотикається до заземленого корпуса, що опинився під напругою, напруга доторкання визначається із виразу:

,

де, - відповідно потенціал точок 1 і 2 ;

– відповідно потенціал корпуса обладнання і основи;

– потенціал землі.

- коефіцієнт напруги дотику.

Напруга кроку (НК) – це різниця потенціалів між стопами ніг на відстані кроку (0,8 м) в зоні розтікання струму.

Величина сили струму, який протікає через людину, як і у разі дотику до заземлених частин, залежить від величини струму замикання на землю I_л = f(I₃). На рис. наведено розподіл потенціалів круглого одиничного провідника.

а б

Схема крокової напруги: а – загальна схема; б - розтікання струму з опорної поверхні ніг людини

Крокова напруга може дорівнювати нулю, якщо обидві ноги людини знаходяться на еквіпотенціальній лінії. Напруга кроку U_К визначається як різниця потенціалів між т. А і т. В, на яких стоять ступні ніг людини:

; ;;

,

де, ₁ - коефіцієнт напруги кроку, який враховує форму потенціальної кривої і залежить від форми, конфігурації заземлювача і положення провідника щодо місця, в якому він знаходиться.

Струм, що протікає через людину, визначається за формулою:

, приймаємо, що,

де, ρ_гр - питомий опір ґрунту на якому стоїть людина (для напівсферичного заземлювача).

НК так само, як і НД залежить від опору взуття і опорної поверхні ніг. Вплив цих опорів враховує коефіцієнт β₂.

Таким чином, додатковий опір електричної ланки людини, яка потрапила під крокову напругу, відрізняється від цих опорів в ланці людина-пристрій, яка потрапила під НД. Так опір опорної поверхні ніг R_н визначається за формулою ,

де, Х_н – еквівалентний радіус опорної поверхні ніг.

Опір взуття за кроковою напругою в чотири рази більший, ніж при напрузі дотику тому його можна прийняти в межах .

Звідси виходить, що U_дот > U_К. Напруга кроку з врахуванням додаткових опорів дорівнює:

,

Наслідки ураження людини при НК залежать від відстані людини до точки замикання на землю (Х), від довжини кроку (L_К), від розміру взуття і його якості, від опору грунту на якому стоїть людина. Виходити із зони крокової напруги необхідно малими кроками, не відриваючи ніг від землі, або підстрибувати як заєць, кенгуру.