Анализ опасности поражения током

Поражение током человека возможно при случайном прикосновении к токоведущим частям, приближении человека на опасное расстояние к токоведущим частям высокого напряжения, прикосновении к металлическим частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции или ошибочных действий персонала, попадании под шаговое напряжение при передвижении человека по зоне растекания тока от упавшего провода или замыкания токоведущих частей на землю.

Наиболее опасным случаем является касание человеком двух фазных проводов (рис. 5.1). При этом напряжение прикосновения будет равняться линейному напряжению сети = = 380 В, а ток, проходящий через человека, будет зависеть только от сопротивления тела человека. Такое прикосновение является смертельным.

В случае прикосновения человека к одному фазному проводу ток, проходящий через человека, будет зависеть в первую очередь от вида электрической сети и от ряда других факторов. Наиболее часто применяют трехфазные сети переменного тока с заземленной или изолированной нейтральной точкой трансформатора (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Случаи прикосновения человека к трехфазным сетям с заземленной (а) и изолированной (б) нейтральной точкой

В населенных пунктах и на предприятиях обычно применяют трехфазные электрические сети с заземленной нейтральной точкой (рис. 5.1а). В случае прикосновения человека к фазе образуется цепь поражения: фаза «С» — сопротивление человека, обуви, пола сопротивление заземления нейтральной точки R_o — фаза «С» — человек.

Ток , проходящий через человека, и напряжение прикосновения определяются, исходя из закона Ома

(5.2)

(5.3)

где — суммарное сопротивление человека, обуви и пола, Ом.

Рабочее заземление нейтральной точки R_о составляет не более 8 Ом, что значительно меньше R, поэтому величина тока будет зависеть не только от сопротивления человека, но и также от сопротивления обуви и пола.

Трехфазные сети с изолированной нейтральной точкой (рис. 5.1б) применяют при небольшой протяженности линий и на некоторых транспортных средствах, например, на судах. При прикосновении человека к фазе образуется цепь поражения: фаза «С» — человека, обуви, пола — сопротивление изоляции фаз «А» и «В» относительно земли — фазы «А» и «В» — фаза «С» — человек — сопротивление изоляции фазы «С».

Ток, проходящий через человека, определяется по формуле

(5.4)

где R_u — сопротивление изоляции фазы относительно земли (металлический провод кабеля, проходящего в земле, электрически связан с землей через конечное по величина сопротивление изоляции R_u), в данном случае сопротивление изоляции принимается одинаковым для трех фаз, Ом.

Анализ зависимостей (5.2) и (5.4) показывает, что прикосновение к фазе более опасно в случае сети с заземленной нейтральной точкой. В сети с изолированной нейтральной точкой сила тока проходящего через человека, в основном зависит от сопротивления изоляции фаз относительно земли. При исправной изоляции проводов (R_u = 0,5…1,0 МОм) через человека будет проходить практически безопасный ток. Однако в таких сетях значительной протяженности возможно поражение человека емкостным током.

Если человек приближается к проводнику, находящемуся под высоким напряжением, то происходит пробой воздушного промежутка и поражение током человека. В случае прикосновения человека к корпусу электрооборудования при нарушении изоляции и пробое фазы на корпус ситуация будет подобна прикосновению человека к фазе.

При замыкании тока на землю (например, от упавшего на землю провода) происходит стекание тока и снижение величины потенциала Y (рис. 5.2)

(5.5)

где — ток замыкания на землю, А;

— удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

— расстояние от заземлителя до точки поверхности земли, м.

Рис. 5.2. К понятию шагового напряжения

Человек, передвигаясь по полю растекания тока, может быть поражен шаговым напряжением , которое определяется как разность потенциалов двух точек земли, на которых стоит человек

(5.6)

Ток, проходящий через человека, определяется по зависимости

(5.7)

Шаговое напряжение увеличивается при приближении человека к месту замыкания.