Статистические данные по причинам поражения человека электрическим током

Причины поражения	% общего числа электротравм
Прикосновение к открытым токоведущим частям, находящимся под напряжением	56
Прикосновение к проводящим частям оборудования, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции	23
Прикосновение к токоведущим частям, покрытым изоляцией, потерявшей свои свойства; касание токоведущих частей предмета с низким электрическим сопротивлением	18
Соприкосновение с полами, стенами, элементами конструкций, грунтом, оказавшимся под напряжением вследствие аварийного замыкания на землю	2
Поражение электрической дугой	1

а) б)

Рис. 1 Схема прохождения тока через тело человека при двухфазном прикосновении к токоведущим частям:

а — в однофазной сети; 6 — в трехфазной сети

Применительно к сетям переменного тока включение человека в электрическую цепь может быть двухфазным и однофазным.

Двухфазное включение — это прикосновение одновременно к двум фазам (рис.1, а и б). Оно наиболее опасно, так как к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение. Ток, проходящий через человека, в случае однофазной сети определяется рабочим напряжением U_раб:

где R_h - сопротивление тела человека.

Например, в сети с рабочим напряжением 220 В и при сопротивлении тела человека 1 кОм сила тока будет равна I_h = 220 / 1000 ; 0,22 А = 220 мА, что опасно для жизни человека.

В трехфазной сети ток, проходящий через тело человека, определяется линейным напряжением:

где U_ф - фазное напряжение.

Например, в сети с линейным напряжением 380 В при сопротивлении тела человека 1 кОм сила тока составит I_h = 380/1000 = = 0,380 А = 380 мА, что опасно для жизни человека.

При двухфазном включении напряжение сети и сила тока не зависят от режима нейтрали источника тока.

Однофазное включение является наиболее распространенным случаем. Оно менее опасно, чем двухфазное, так как напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного и меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше будет ток, проходящий через человека. В этом случае сила тока, проходящего через тело человека, зависит от режима нейтрали источника тока, электрического сопротивления пола, на котором находится человек, сопротивления его обуви и других факторов.

а)

Рис. 2. Схема прохождения тока через тело человека при однофазном прикосновении к токоведущим частям:

а - в сети с изолированной нейтралью; 6 - в сети с заземленной нейтралью

В сети с изолированной нейтралью (рис. 2, а) в случае прикосновения человека к голому проводу одной из фаз ток проходит через тело человека, землю и далее через сопротивление изоляции в сеть. Сила этого тока зависит от сопротивления изоляции двух других фаз, сопротивления основания пола и обуви:

где R_n, R_об, R_из — сопротивление пола, обуви и полное сопротивление изоляции относительно земли для одной фазы соответственно.

Приведенная формула показывает, что с увеличением сопротивления изоляции уменьшается ток поражения человека, коснувшегося голого провода фазы.

При наиболее неблагоприятных условиях (проводящий пол, проводящая обувь, т.е. R_n = 0; R_об = 0) и сопротивлении изоляции R_из = 60 кОм:

I_h=3U_T / (3R_h + R_из) = 3·220/(3· 1000 + 60 000) =0,010 А = 10 мА,

что значительно меньше, чем в случае однофазного прикосновения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью.

При R_n = 70 кОм и R_o6 = 40 кОм: I_h = 3 -220/(31000 + 70 000 + 40 000 + 60 000)= 0,0017 А = 1,7 мА.

В сети с изолированной нейтралью безопасные условия эксплуатации электроустановки зависят от изоляции проводов относительно земли, а также от сопротивления основания пола и обуви.

В сети с заземленной нейтралью (рис. 2, б) в случае прикосновения к голому фазному проводу он оказывается под фазным напряжением. Ток проходит через тело человека в землю и далее через заземление нейтрали в сеть:

где R_o -сопротивление заземления нейтрали.

В случае нахождения человека на проводящем полу (например, металлическом) и хорошей проводимости обуви, т.е. при R_n = 0; R_об = 0 и небольшом сопротивлении нейтрали (R_o =4 Ом), которым можно пренебречь, ток, проходящий через тело человека, будет не менее опасным для жизни, чем при двухфазном прикосновении. Он равен: I_h = U_ф / R_h = 220/1000 = =0,22 А = 220 мА. Этот ток является смертельно опасным, а сопротивление изоляции двух других фаз не ограничивает ток поражения.

При увеличении сопротивления основания пола и обуви опасность поражения электрическим током понижается. Так, если R_n - 70 кОм и Д_об=40кОм, I_h = 220/(1000 + 70000+ 40 000) = =0,002 А = 2мА, что безопасно для человека. Поэтому для обеспечения безопасности персонала в помещениях электроустановок предусматриваются изолирующие полы и применяется изолирующая обувь, изолирующие перчатки и инструмент с изолирующими ручками.

При нормальных условиях эксплуатации электроустановок однофазное включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью. Но в случае замыкания одной из фаз на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение возрастает от фазного до линейного, а в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения незначительно.

Таким образом, по результатам анализа различных сетей, которые могут иметь место в разрабатываемом дипломном проекте (работе) можно сделать вывод:

1. О необходимости проведения на предприятии постоянного контроля за состоянием электрических сетей (сопротивления изоляции) и электрооборудования. Систематически, в установленные сроки проверять сопротивление изоляции электрических сетей и величину сопротивления заземления (не более 4 Ом).

2. Целесообразно в производственных цехах и офисах иметь сеть с изолированной нейтралью.

3. Иметь на производстве все необходимые средства индивидуальной и коллективной защиты от воздействия электрического тока, своевременно их испытывать и правильно хранить