Определить величину силы тока, проходящую через тело человека при случайном прикосновении к корпусу неисправного оборудования. Как оценивается опасность поражения человека током электроустановки в электросетях различной конфигурации Какие определяют ток п

Непосредственно соприкосновение с токоведущими частями установок, находящимися под напряжением, связано с опасностью поражения током. При этом степень опасности и возможность поражения электрическим током зависят от того, каким образом произошло прикосновение человека к проводникам, находящимся под напряжением.

Возможны два случая прикосновений:

1) к двум линейным проводам одновременно;

2) к одному линейному проводу.

Двухфазное прикосновение. Прикосновение к двум линейным проводам (двум фазам) одновременно (рис. 6, а) является чрезвычайно опасным, поскольку к телу человека в этом случае прикладывается наибольшее возможное в данной сети напряжение — линейное. Ток, протекающий через тело человека, равен

где I ч — ток, протекающий через тело человека, в А;

U л — линейное напряжение установки в В;

U ф — фазовое напряжение в В;

R ч — сопротивление человека в Ом.

В сети с линейным напряжением 380 В и при сопротивлении тела человека 1000 Ом через человека будет проходить ток, равный I ч =380/1000= 0,38 А

Такой ток является, безусловно, опасным для жизни человека.

Рис. 6. Схема пути электрического тока :

а— при двухфазном прикосновении; б — при однофазном прикосновении в системе с заземленной нейтралью; в — при однофазном прикосновении в системе с изолированной нейтралью; г — при однофазном прикосновении в системе при наличии емкости

Случаи двухфазного прикосновения человека происходят очень редко. Достаточно сказать, что из всех случаев электропоражений с тяжелым исходом на долю одновременных прикосновений к двум фазам приходится от 3 до 10%.

Однофазное прикосновение. В 90—97% случаев, повлекших тяжелые электропоражения, имело место прикосновение к одной фазе,. Однако прикосновение к одной фазе является значительно менее опасным, чем двухфазное прикосновение. Объясняется это тем, что при однофазном прикосновении напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т. е. меньше линейного в =1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, протекающий через тело человека. Кроме того, на величину этого тока влияет также режим нейтрали источника тока, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

Нейтрали генераторов и трансформаторов могут быть выполнены либо глухозаземленными, либо изолированными от земли. Глухозаземленной называется нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, трансформаторы тока и т. д.). Изолированной называется нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (например, компенсационные катушки, трансформаторы напряжения и т. д.).

На рис. 6, б и в показаны схемы электрических сетей с заземленной и изолированной нейтралью.

Однофазное прикосновение в сети с глухозаземленной нейтралью. При таком прикосновении (рис. 6, б) ток, протекающий через тело человека, определяется фазовым напряжением сети , сопротивлением тела R ч, сопротивлением R п пола и почвы на участке от ступней ног до заземляющего устройства, сопротивлением обуви R o б и сопротивлением заземления нейтрали источника тока R 0:

Рассмотрим наиболее неблагоприятный случай. Предположим, что человек, прикоснувшийся к одной фазе, стоит на сыром грунте или на проводящем (металлическом или земляном) полу; его обувь также проводящая — сырая или имеет металлические гвозди. Следовательно, можно принять R п = 0 и R об = 0.

Поскольку сопротивление заземления нейтрали R 0 , как правило, равно 4 Ом, им без ущерба для точности подсчета можно пренебречь. В результате формула примет вид .

При линейном напряжении U л = 380 В через тело человека будет протекать ток, равный

Такой ток опасен для жизни.

Если же человек стоит на изолирующем полу (например, из метлахской плитки) в непроводящей обуви (например, резиновой), то, принимая R п = 120 000 Ом и R об = 100 000 Ом, получим

Такой ток безопасен для человека.

В действительности незагрязненные полы из метлахской плитки и резиновая обувь обладают значительно большим сопротивлением по сравнению с принятыми нами, т. е. ток, протекающий через человека, будет еще меньше.

Однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью. При однофазном прикосновении человека в сети, имеющей изолированную нейтральную точку (рис. 6, б), ток проходит от места контакта через тело человека, затем через обувь, пол, землю и несовершенную изоляцию проводов к двум другим фазам и далее к источнику электроэнергии. Величина тока, проходящего через тело человека, в этом случае равна

где R из — сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли в Ом.

В наиболее неблагоприятном случае, когда человек стоит на проводящем полу и имеет проводящую обувь, т. е. при R п = 0 и R об = 0, формула значительно упростится:

При U л = 380 В и R из = 500 000 Ом получим

Этот ток значительно меньше тока (0,22 А), вычисленного нами для случая однофазного прикосновения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью. Если же принять R п = 120 000 Ом и R oб = 100 000 Ом, то ток будет еще меньше:

Следовательно, в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в прямой зависимости не только от сопротивления пола и обуви, но и от сопротивления изоляции проводов относительно земли: чем лучше изоляция, тем меньше сила тока, протекающего через человека. В сети с заземленной нейтралью положительная роль изоляции проводов практически полностью утрачена.

Таким образом, при прочих равных условиях однофазное прикосновение человека в сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью, и, следовательно, система с изолированной нейтралью при нормальном состоянии изоляции менее опасна для человека, чем система с глухим заземлением нейтрали. Однако в линии такой системы может длительное время существовать незамеченное персоналом замыкание одной из фаз на землю. Если в это время человек прикоснется к проводу одной из двух других фаз, то окажется под полным линейным напряжением сети, что равносильно двухфазному прикосновению.

Общие требования обустройстве электросетей. Согласно Правилам устройства электроустановок в четырехпроводных сетях переменного тока и трехпроводных сетях постоянного тока выполняют глухое заземление нейтрали. Сети с изолированной нейтралью применяют при повышенных требованиях безопасности с обязательным устройством контроля изоляции сети и целости пробивных предохранителей силовых трансформаторов, позволяющих персоналу быстро обнаружить замыкание на землю, либо с устройством автоматического отключения участков, получивших замыкание на землю.

Опасность воздействия емкостного тока. В связи с тем, что каждая электрическая установка имеет емкость, необходимо учитывать также ее опасное влияние и возможное поражение током. Выше было сказано, что наименьшую опасность представляет однофазное прикосновение в системе с изолированной нейтралью при наличии качественной изоляции фаз. Однако даже в случае идеальной изоляции поражение током возможно и зависит от величины емкостного тока.

Емкость тока зависит от конструкции сети (воздушная или кабельная), напряжения и сечения проводов. При равных условиях (одинаково высоком напряжении, например, в 10 кВ) емкость жилы подземного кабеля среднего сечения относительно земли значительно больше емкости одной фазы относительно земли воздушной линии (соответственно, 0,2*10 -6 Ф/км и 0,0045*10 -6 ÷ 0,005 X 10 -6 Ф/км).

Предположим, что изоляция сети находится в таком хорошем состоянии, что токами утечки через изоляцию можно пренебречь, но сеть имеет некоторую емкость по отношению к земле. Для рассматриваемого случая схема прикосновения человека к одной фазе и образования цепи движения токов утечки через емкость показана на рис. 6, г.

Общее выражение для емкостного тока, протекающего через тело человека, будет

где jχ c — емкостное сопротивление одной фазы, выраженное в символической форме (здесь χ c = 1/(ω*C)—реактивное сопротивление емкости, где ω = 2πf— угловая частота переменного тока; f — частота тока в Гц; С—емкость фазы по отношению к земле в Ф).

Если взять модуль полного сопротивления, то ток, протекающий через тело человека:

При значительной емкости сети, которая имеет место в разветвленных и протяженных кабельных сетях, величина тока, протекающего через тело человека, может оказаться опасной для жизни. В таких случаях электрические системы с изолированной нейтралью в отношении безопасности полностью теряют преимущества перед системами с заземленной нейтралью и их следует рассматривать как равноценные. Но для сетей малой и средней протяженности однофазное прикосновение менее опасно для систем с изолированной нейтралью.

Опасность шаговых напряжений. Опасность поражения током может возникнуть вблизи места перехода тока

Рис. 7.

в землю с упавшего фазного провода. В зоне растекания токов (рис. 7) человек подвергается воздействию шаговых напряжений, т. е. напряжений, обусловленных, током замыкания на землю между точками почвы, отстоящими друг от друга в зоне растекания токов на расстоянии шага. Опасность поражения в этом случае увеличивается при сокращении расстояния между человеком и местом замыкания на землю и увеличении ширины шага.

Сила тока однофазного замыкания на землю I з может быть определена по формуле величина шагового напряжения U ш по формуле

где R 0 — сопротивление рабочего заземления нейтрали в Ом;

R p — сопротивление растеканию тока в месте замыкания фазного провода на землю в Ом;

ρ - удельное сопротивление грунта в Ом*см;

а — длина шага в см;

х — расстояние от места замыкания фазного провода до места измерения напряжения в см.

Определим величину шагового напряжения, воздействию которого подвергается стоящий на земле человек, если произошло замыкание на землю в сети напряжением 330/220 В с заземленной нейтралью. Сопротивление рабочего заземления R 0 = 4 Ом. Сопротивление растеканию тока в месте замыкания R р = 12 Ом (это соответствует наименьшему значению сопротивления, за исключением случая замыкания на металлическую конструкцию большой протяженности). Человек находится на расстоянии х = 4 м от точки замыкания. Величина шага а = 0,8 м. Удельное сопротивление, грунта растеканию тока ρ = 3*10 4 Ом*см.

Первоначально определим силу тока замыкания на землю а затем величину шагового напряжения

Параметры тока, проходящего через человека при воздействии шагового напряжения, зависят, кроме того, от сопротивлений опорной поверхности ног и обуви. Защитное действие оказывает обувь, обладающая хорошими изоляционными свойствами, например, резиновая.

В электрических сетях оценка опасности поражения производится сравнением расчетного значения тока, проходящего через тело человека, со значением тока, не вызывающего смертельного поражения (меньше или равно 10 мА). Ток, поражающий человека, зависит от рабочего напряжения, схемы питания электроустановки, условий включения человека в эту цепь.

В зависимости от рабочего напряжения электроустановки подразделяют на две категории: до 1000 В и свыше 1000 В.

При напряжении до 1000 В применяется две схемы электропитания:

  • 1) трехпроводная сеть с изолированной нейтралью;
  • 2) четырехпроводная сеть с глухо заземленной нейтралью.

Сети с изолированной нейтралью применяются в случае, когда можно поддерживать высокий уровень изоляции проводов и когда емкость сети относительно земли незначительна (короткие сети), а сети с заземленной нейтралью применяются, если невозможно обеспечить высокий уровень изоляции или емкостные токи имеют достаточно высокие значения.

Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т. е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, находящимся под напряжением. Наиболее характерными являются две схемы включения человека в электрическую цепь (рис. 12.2): между двумя проводами (двухфазное прикосновение) и между одним проводом и землей (однофазное прикосновение), при наличии связи между сетью и землей.

Рис. 12.2.

а - двухфазное включение; б, в- однофазное включение

Безопасность трехпроводных сетей с изолированной нейтралью.

Такие сети отличаются тем, что нейтральная точка источника не имеет связи с землей даже через большое сопротивление (рис. 12.3) или вообще отсутствует (если обмотки источника соединены в треугольник), нейтральный провод также отсутствует.


Рис. 12.3.

а - сеть с источником, обмотки которого соединены в звезду; б - сеть с источником, обмотки которого соединены в треугольник.

Двухфазное прикосновение в сетях с изолированной нейтралью. Двухфазное прикосновение к сети наиболее опасно, т. к. при этом ток проходит через тело человека по одному из самых опасных для организма путей: рука - рука.

Двухфазное включение, т. е. прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное U n = 1,73 Щ, и поэтому через тело человека пойдет больший ток (А):

При двухфазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, практически не зависит от режима нейтрали сети.

В сети с линейным напряжением U n =380 В при сопротивлении тела человека R h = 1000 Ом ток, проходящий через тело человека, будет равен:

Такой ток для человека смертельно опасен.

Случаи двухфазного прикосновения происходят при грубых нарушениях требований электробезопасности, а именно, при обслуживании электроустановок под напряжением, отказе от изолирующих защитных средств при выполнении ремонта, профилактики и т. п.

Однофазное прикосновение в сетях с изолированной нейтралью. Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, чем двухфазное, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий через тело человека.

Кроме того, на значение этого тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.

При включении к одной из фаз сети с изолированной нейтралью в период ее нормальной работы (рис. 12.4, а) ток, проходя через тело человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, обладающей в исправном состоянии большим сопротивлением.


Рис. 12.4.

сети с изолированной нейтралью:

а - при нормальном режиме; б - при аварийном режиме

Если емкости фаз С а =С ь = С с =С относительно земли и емкостные проводимости b a = Ь ь = b c = b считать симметричными, а также при симметричных сопротивлениях изоляции r a = r h = г с = г и симметричных активных проводимостях g a = g h = g c = g, проводимость цепи человека I h будет определяться выражением:

показывающим, что ток, проходящий через человека, тем меньше, чем больше сопротивления между фазными проводами и землей. Здесь С/ ф - фазное напряжение источника, т. е. напряжение между началом и концом одной обмотки источника тока (трансформатора, генератора) или между фазным и нулевым проводом, В; R h - сопротивление цепи человека, Ом; Z - полное сопротивление фаз относительно земли, Ом.

В сетях напряжением до 1000 В малой протяженности емкость невелика и емкостной проводимостью можно пренебречь, тогда полная проводимость Y - g и Z = г, т. е. сопротивление фазы относительно земли равно активному сопротивлению изоляции г и тогда ток, проходящий через человека:

Выражение (12.2) показывает значение изоляции как фактора безопасности: чем выше сопротивление изоляции г, тем меньше ток, проходящий через человека.

При прикосновении человека к фазе в сети с малой емкостью и большим сопротивлением изоляции, если полное сопротивление фаз относительно земли значительно больше сопротивления цепи человека, т. е. |Z|» R h , выражение (12.1) принимает вид:

в этом случае ток, проходящий через человека, ограничивается сопротивлением фаз относительно земли и почти не зависит от сопротивления тела человека.

При сопротивлениях фазы относительно земли в несколько десятков кило- ом (кОм) и более ток, проходящий через человека, невелик и даже может не превышать длительно допустимого значения 10 мА. Поэтому в сетях с изолированной нейтралью, имеющих высокое сопротивление изоляции и малую емкость, без повреждений изоляции, безопасно даже прикосновение к фазе. Однако подавляющее большинство сетей имеет значительную емкость С >-0,1 мкФ на фазу. У разветвленных сетей с большим числом потребителей сопротивление изоляции мало, а емкость имеет значительную величину. Поэтому может оказаться, что сопротивление фазы относительно земли намного меньше сопротивления цепи человека |Z|«: R h . При этом выражение (12.1) примет вид:

т. е. человек, касаясь фазы, окажется под фазным напряжением, и изоляция почти никак не влияет на величину проходящего через него тока.

В сети с линейным напряжением 380 В (фазное напряжение и ф = 220 В)

ток, проходящий через человека, достигает смертельно опасной величины - 220 мА. Сеть с плохой изоляцией и большой емкостью |Z|-

ток, проходящий через человека, прикоснувшегося к фазе, достигает опасных и даже смертельных величин: I h >- 50 мА.

Сети напряжением выше 1000 В имеют очень высокое активное сопротивление изоляции, поэтому активной проводимостью фаз относительно земли можно пренебречь. Считая емкости фаз симметричными С а = С ь = С = С, получаем для этой сети Ъ а = Ь ь = b c = b , Y = jb или Z = -jx, где j - мнимая часть проводимости; х - емкостное сопротивление фаз относительно земли. Ток, проходящий через человека, по (12.1) равен:

Однополюсное прикосновение к токоведущим частям, а также прикосновение к оказавшемуся под напряжением корпусу, даже незаземленному, при малом напряжении безопасно, так как ток, проходящий через человека, даже при прикосновении к фазе определяется сопротивлением изоляции и малым напряжением согласно выражению (12.1):

При аварийном режиме работы сети с изолированной нейтралью, т. е. когда возникло замыкание одной из фаз на землю через малое сопротивление г зм сила тока (А), проходящего через тело человека, прикоснувшегося к исправной фазе (рис. 12.4, б), будет:

а напряжение прикосновения (В):

При замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью сопротивление изоляции замкнутой фазы по отношению к земле становится равным нулю. В этом случае человек, прикоснувшись к неповрежденной фазе, оказывается включенным между двумя фазами в электрической цепи: источник электропитания - неповрежденная фаза - тело человека - земля - поврежденная фаза.

Если принять, что г зм =0, или по крайней мере считать, что г зм R h (так обычно бывает на практике), то в этом случае:

т. е. человек окажется под действием линейного напряжения.

В действительных условиях г зм >- 0, поэтому напряжение, под которым окажется человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправной фазе трехфазной сети с изолированной нейтралью, будет значительно больше фазного и несколько меньше линейного напряжения сети. Таким образом, этот случай прикосновения во много раз опаснее прикосновения к той же фазе сети при нормальном режиме работы, имея в виду, что Я ИЗ / 3 » г з м.

Безопасность четырехпроводных сетей с заземленной нейтралью.

В трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью проводимость изоляции и емкостная проводимость проводов относительно земли малы по сравнению с проводимостью заземления нейтрали, поэтому при определении силы тока, проходящего через тело человека, касающегося фазы сети, ими можно пренебречь.

При однофазном прикосновении в сети с заземленной нейтралью цепь, по которой проходит ток, состоит из сопротивления тела человека R h , его обуви R o6 , пола R n , а также сопротивления заземления нейтрали г 0 (рис. 12.5).


Рис. 12.5.

а - при нормальном режиме; б - при аварийном режиме

В этом случае сила тока в этой цепи определяется в виде:

Для безопасности работающих в электроустановках важно иметь непроводящую ток обувь и изолирующие полы. При нормальном режиме работы сети в наиболее неблагоприятных условиях сила тока (А), проходящего через тело человека, будет (рис. 12.5, а):

Поскольку сопротивление нейтрали г 0 обычно во много раз меньше сопротивления тела человека, им можно пренебречь, тогда:

Однако при этих условиях и однофазное прикосновение, несмотря на меньший ток, весьма опасно. Так в сети с фазным напряжением 220 В ток, проходя через тело человека, будет иметь величину:

Такой ток смертельно опасен для человека. При равных условиях прикосновение человека к фазе трехфазной сети с заземленной нейтралью в период нормальной ее работы более опасно, чем прикосновение к фазе нормально работающей сети с изолированной нейтралью, но менее опасно прикосновения к неповрежденной фазе сети с изолированной нейтралью в аварийный период, так как сопротивление г зм может в ряде случаев мало отличаться от сопротивления г 0 .

При аварийном режиме, когда одна из фаз сети замкнута на землю через относительно малое сопротивление г 3 м, силу тока, проходящего через тело человека, касающегося исправной фазы (рис. 12.5, б), определяют по уравнению:

Напряжение прикосновения в этом случае будет:

Если сопротивление замыкания провода на землю г зм считать равным нулю, то напряжение прикосновения будет равно U np = %/з ?/ ф. Следовательно, в данном случае человек окажется под воздействием линейного напряжения сети. Если принять равным нулю сопротивление заземления нейтрали г 0 , то U np = ?/ ф, т. е.

напряжение, под которым окажется человек, будет равно фазному напряжению. Однако в практических условиях сопротивления г 3 м и г 0 всегда больше нуля, поэтому напряжение, под которым оказывается человек, прикоснувшийся в аварийный период к исправному фазному проводу трехфазной сети с заземленной нейтралью, всегда меньше линейного, но больше фазного, т. е.:

Вместе с тем этот случай является, как правило, менее опасным, чем прикосновение к исправной фазе сети с изолированной нейтралью в аварийный период, поскольку в ряде случаев г 0 мало по сравнению с г зи. В случае аварии, когда одна фаза замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной, т. к. при такой аварии напряжение неповрежденной фазы относительно земли сможет возрасти с фазного 220 В до линейного 380 В, а в сети с заземленной нейтралью при подобной ситуации повышение напряжения окажется незначительным. При однофазном прикосновении в сети с замыканием на землю одной из фаз, независимо от того, заземлена нейтраль источника тока или изолирована, прикосновение к неповрежденной фазе является смертельно опасным.

Для переменного тока играет роль также его частота. С увеличением частоты переменного тока полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через человека, а следовательно, повышается опасность поражения. Наибольшую опасность представляет ток с частотой от 50 до 100 Гц; при дальнейшем увеличении частоты опасность смертельного поражения уменьшается. Снижение опасности поражения током с ростом частоты становится практически заметным при частоте, превышающей 1…2 кГц, и полностью исчезает при частоте от 45 до 50 кГц. Однако при таких частотах тока сохраняется опасность ожогов.

Путь прохождения тока через тело человека . Путь прохождения тока через тело человека играет существенную роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние прохождения пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела.

Возможных путей прохождения тока в теле человека, которые называются также петлями тока, достаточно много. Наиболее часто встречающиеся петли тока и их характеристики приведены в таблице2.

Таблица 2 – Характеристики путей тока в теле человека

Наименование петли

Путь прохождения тока

Частота возникновения пути

Доля терявших

сознание при

поражении, %

Рука – рука

Правая полная

Правая рука – ноги

Левая полная

Левая рука – ноги

Нога – нога

Прямая вертикальная

Голова – ноги

Прямая горизонтальная

Голова – руки

Наиболее опасны петли «голова – руки» и «голова – ноги», но эти петли возникают относительно редко. При проектировании, расчете и эксплуатационном контроле защитных систем руководствуются допустимыми значениями тока при данном пути его протекания и длительности воздействия в соответствии с ГОСТ 12.1.038-82. При длительном воздействии на человека, более 30 с, величина допустимого токапринята равной1 мА, при продолжительности воздействия от 30 с до 1 с – 6 мА, а при воздействии менее 1 с величина допустимого тока принимается равной 50 мА.

Однако приведенные величины токов не могут рассматриваться как обеспечивающие полную безопасность и принимаются в качестве практически допустимых с достаточно малой вероятностью поражения. Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: «рука – рука», «рука – ноги».

Индивидуальные свойства человека при поражении электрическим током в основном определяются электрическим сопротивлением тела человека, которое представляет собой сумму сопротивлений кожи и внутренних тканей. Ток, проходящий через тело человека, можно оценить по закону Ома:

где I чел – ток, проходящий через человека, А;

U – напряжение, приложенное к человеку, В;

R чел – сопротивление тела человека, Ом.

Сопротивление тела человека при сухой, чистой и неповрежденной коже колеблется от 3 до 100 кОм и более, а сопротивление внутренних органов тела составляет всего от 300 до 500 Ом. Пренебрегая ёмкостной составляющей тела человека, в качестве расчетной величины при воздействии переменного тока промышленной частоты, принимают значение активного сопротивления тела человека, равное 1000 Ом.

2.2 Анализ поражения током в электрических сетях

Поражение человека током возможно только при замыкании электрической цепи через тело человека. Напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек, называется напряжением прикосновения . Опасность такого прикосновения оценивается величиной тока, проходящего через тело человека. Величина тока зависит от напряжения прикосновения и ряда факторов: сопротивления кожи человека, схемы замыкания цепи тока через тело человека, напряжения сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали, степени изоляции токоведущих частей от земли, значения емкости токоведущих частей относительно земли и др.

Возможны два случая замыкания цепи тока через тело человека: человек касается одновременно двух фазных проводов и человек касается лишь одного фазного провода. Применительно к сетям переменного тока первую схему обычно называют двухфазным прикосновением (рисунок 2а), а вторую – однофазным (рисунок 2б, в).


а – двухфазное прикосновение; б – однофазное прикосновение в сети с изолированной нейтралью; в – однофазное прикосновение в сети с заземленной нейтралью

Рисунок 2 – Схемы возможного включения человека в сеть трехфазного тока

Двухфазное прикосновение человека к цепи тока происходит довольно редко, но является наиболее опасным и часто бывает со смертельным исходом, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение – линейное U л =
U ф . В сетях с линейным напряжением U л = 380 В (U ф = 220 В) при сопротивлении тела человека R ч = 1000 Ом ток через человека равен

Этот ток для человека смертельно опасен, т.к. почти в четыре раза превышает значение порогового фибрилляционного тока I фиб = 100 мА. При двухфазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима нейтрали сети.

Однофазное прикосновение происходит во много раз чаще, чем двухфазное, но оно менее опасно, потому что фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза, при этом будет меньше и ток, проходящий через человека. На величину тока, проходящего через человека, значительное влияние оказывает сопротивление изоляции проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви, режим нейтрали электрической сети и некоторые другие факторы. В России используют всего два вида трехфазных сетей до 1000 В: трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью и трехфазная четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью. Рассмотрим условия поражения током в зависимости от режима нейтрали сети.

В сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к проводу одной из фаз ток проходит через тело человека, землю и далее через сопротивление изоляции в сеть (см. рисунок 2б). Если электрическая емкость проводов относительно земли мала, что обычно имеет место в воздушных сетях небольшой протяженности, значение тока, проходящего через человека, определяется, как

,

где U ф – фазное напряжение, В;

R ч , R об , R n , R из – сопротивление человека, обуви, покрытия пола и изоляции проводов относительно земли, кОм.

U ф = 220 В, R ч = 1 кОм,
R об = 20 кОм, R n = 30 кОм и R из = 150 кОм величина тока через человека будет равна I ч = 2,2 мА, что больше величины порогового ощутимого, но меньше порогового неотпускающего тока, и вероятность благоприятного исхода весьма велика.

В сети с заземленной нейтралью при прикосновении человека к фазному проводу он также оказывается под фазным напряжением (рисунок 2в), но ток в этом случае проходит через тело человека в землю и далее через заземление нейтрали в сеть. Тогда сила тока через человека равна

,

где R о – сопротивление заземления нейтрали, обычно R о = 4 Ом.

При подстановке численных значений U ф = 220 В, R ч = 1 кОм,
R об = 20 кОм, R n = 30 кОм и R о = 4 Ом получим несколько большее значение тока, чем в сети с изолированной нейтралью и равное

I ч =4,4 мА, что с достаточно большой вероятностью также безопасно для человека.

Как видно из расчетов, при нормальных условиях эксплуатации электроустановок однофазное включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с заземленной нейтралью.

Любое прикосновение к токоведущим частям электроустановок напряжением выше 1000 В опасно независимо от схемы питания. Поэтому в таких сетях принимают все меры для того, чтобы сделать токоведущие части недоступными для случайного прикосновения человека. Их располагают на недоступном расстоянии, надежно ограждают, строго регламентируют порядок допуска к электроустановкам и т.п.

Напряжение прикосновения при касании человеком оборудования, оказавшегося под напряжением, зависит от состояния заземления, расстояния человека от заземляющего электрода и сопротивления
основания, на котором стоит человек. Наглядно это показано на рисунке 3. Напряжение прикосновения равно

U ПР = φ max –φ Н ,

где φ max – максимальный потенциал, который будет на заземленном корпусе и заземляющем электроде;

φ н – потенциал поверхности земли в точке нахождения ног человека.

В случае нахождения ног человека над заземляющим электродом напряжение прикосновения равно нулю, так как потенциалы руки и ног одинаковы и равны потенциалу заземлителя. При удалении человека от заземляющего электрода напряжение прикосновения стремится к максимальному значению, так как потенциал ног стремится к нулю. Практически на расстоянии 20 м от одиночного заземлителя напряжение прикосновения приобретает максимальное значение.

Величина напряжения прикосновения также определяется сопротивлением обуви и основания пола или грунта непосредственно под ногами. Поэтому применение диэлектрических перчаток, галош или бот будет увеличивать общее сопротивление человека и, следовательно, значительно уменьшит величину тока, проходящего через тело человека.

В области зоны растекания электрического тока в земле, для одиночного заземлителя радиус зоны около 20 м, возникает опасность поражения от напряжения шага (рисунок 3).


А – потенциальная кривая; К – кривая прикосновения

Напряжением шага называется разность потенциалов между двумя точками в зоне растекания электрического тока, находящимися на расстоянии шага человека, и на которых одновременно находятся ноги человека. Напряжение шага равно

U Ш = φ 1 –φ 2 ,

где φ 1 – потенциал одной ноги человека, В;

φ 2 – потенциал другой ноги человека, В.

Даже при небольшом шаговом напряжении (от 50 до 80 В) может возникнуть непроизвольное судорожное сокращение мышц ног, и возможно падение человека на землю. При этом он вынужден одновременно касаться земли руками и ногами, расстояние между которыми больше, чем длина шага, поэтому напряжение увеличивается. В таком случае образуется новый путь прохождения тока, затрагивающий жизненно важные органы, и возникает реальная угроза смертельного поражения. При уменьшении длины шага шаговое напряжение снижается. Поэтому для того чтобы выбраться из зоны действия шагового напряжения, следует передвигаться как можно более короткими шагами.

2.3 Классификация помещений по опасности поражения электрическим током

Состояние окружающей воздушной среды и окружающей обстановки могут значительно влиять на опасность поражения электрическим током. В связи с этим все помещения делятся по степени опасности поражения людей электрическим током на три класса: без повышенной опасности, с повышенной опасностью и особо опасные.

К помещениям с повышенной опасностью относятся помещения, характеризующиеся наличием любого из пяти факторов: 1) относительная влажность воздуха превышает 75 % (сырые помещения); 2) температура воздуха превышает 35 0 С (жаркие помещения); 3) наличие токопроводящей пыли (например, угольная, металлическая и т.п.); 4) наличие токопроводящего пола (например, металлический, бетонный, земляной, глиняный); 5) возможность одновременного прикосновения к корпусу электрооборудования и заземленному предмету.

Примером помещений с повышенной опасностью могут служить лестничные клетки различных зданий с проводящими полами; складские помещения; цеха или мастерские по механической обработке металла или дерева и др.

К особо опасным помещения м относятся помещения, характеризующиеся наличием любого из трех условий: 1) относительная влажность воздуха близка к 100 % (особо сырые помещения); 2) наличие химически активной и органической среды, разрушающей изоляцию и токоведущие части электроустановок; 3) наличие двух или более факторов, свойственных помещениям с повышенной опасностью, например, сырое помещение с токопроводящими полами или жаркое с токопроводящей пылью и т.п.

Особо опасными помещениями являются большая часть производственных помещений, в том числе все цеха электростанций, помещения аккумуляторной и электролизной и т.п. Территории размещения наружных электроустановок в отношении опасности поражения током приравнены к особо опасным помещениям.

К помещениям без повышенной опасности относятся все остальные помещения, характеризующиеся отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность при поражении электрическим током. Примером таких помещений могут служить помещение бухгалтерии, учебные классы, некоторые лаборатории и др.

С учетом класса помещения по опасности поражения током производится выбор электрооборудования и конструкций электроустановок, которые должны успешно противостоять воздействию окружающей среды и обеспечивать высокую степень безопасности при обслуживании.

3 Первая помощь при поражении

электрическим током

Первую помощь пораженному током должен уметь оказывать каждый работающий в электроустановках. Первая помощь при поражении электрическим током состоит из двух этапов: освобождение пострадавшего от действия тока и оказание ему доврачебной медицинской помощи. Поскольку степень поражения током зависит от длительности прохождения его через тело человека, очень важно как можно быстрее освободить пострадавшего от тока и при необходимости сразу же приступить к оказанию ему медицинской помощи. Это требование относится и к случаю смертельного поражения током, поскольку период клинической смерти продолжается несколько минут. Во всех случаях поражения человека током необходимо, не прерывая оказания ему первой помощи, вызвать медицинского работника и при необходимости оказать помощь по доставке пострадавшего в лечебное учреждение.

3.1 Освобождение пострадавшего от действия электрического тока

При поражении электрическим током часто оказывается, что пострадавший не может самостоятельно освободиться от действия электрического тока. Освобождение пострадавшего от действия тока можно осуществить несколькими способами.

Во всех случаях наиболее надежный способ освобождения пострадавшего – это быстрое отключение электроустановки. Отключение электроустановки производится с помощью ближайшего рубильника, выключателя или иного отключающего аппарата, а также путем снятия предохранителей, разъема соединения и т.п. Если пострадавший находится на высоте, то нужно принять меры против его падения при выключении тока. При искусственном освещении нужно быть готовым к отсутствию освещения при отключении тока.

Если быстро нельзя отключить электроустановку, надо освободить пострадавшего от токоведущих частей другими способами. При напряжении в сети до 1000 В освобождение от токоведущих частей можно производить отбрасыванием провода от пострадавшего или оттаскиванием пострадавшего от провода. Отбрасывание провода можно производить любым сухим предметом из непроводящего материала (сухой палкой, доской, веревкой), рукой в диэлектрической перчатке, в брезентовой рукавице или рукой, обмотанной сухой тканью. Оттаскивать пострадавшего можно только за его сухую одежду, а если нет такой возможности, то освобождающий оттягивает пострадавшего руками, защищенными от электрического тока.

Если пострадавший судорожно сжимает рукой провод, находящийся под напряжением, то для освобождения его от действия тока можно разжать его руку, отгибая каждый палец в отдельности. Для этого оказывающий помощь должен иметь на руках диэлектрические перчатки и стоять на изолирующем основании – диэлектрическом коврике, сухой доске и т.п. Прервать действие тока можно также, изолировав пострадавшего от земли, например, подложив под него сухую доску. При необходимости можно перерубить или перерезать провода топором с сухой ручкой или инструментом с изолированными руч-ками.

При напряжении в сети выше 1000 В можно освобождать пострадавшего только отключением электроустановки или использовать основные изолирующие средства для сетей выше 1000 В (изолирующие штанги, изолирующие клещи):

– надеть диэлектрические перчатки, резиновые боты или галоши;

– взять изолирующую штангу или изолирующие клещи;

– замкнуть провода ВЛ 6–20 кВ накоротко методом наброса, согласно специальной инструкции;

– сбросить изолирующей штангой провод с пострадавшего;

– оттащить пострадавшего за одежду не менее чем на 10 метров от места касания проводом земли или от оборудования, находящегося под напряжением.


3.2 Оказание первой доврачебной медицинской помощи

Меры первой доврачебной медицинской помощи пострадавшему от электрического тока зависят от его состояния. Для определения состояния пострадавшего его необходимо уложить на спину и проверить наличие дыхания и сердечных сокращений.

Нарушенное дыхание характеризуется нечеткими или неритмичными подъемами грудной клетки при вдохах, редкими, как бы хватающими воздух, вдохами или отсутствием видимых дыхательных движений грудной клетки. Все эти случаи расстройства дыхания приводят к тому, что кровь в легких недостаточно насыщается кислородом, в результате чего наступает кислородное голодание тканей и
органов пострадавшего. Поэтому в этих случаях пострадавший нуждается в искусственном дыхании.

Наличие сердечных сокращений свидетельствует о работе сердца, т.е. о наличии в организме кровообращения, его определяют путем выслушивания сердечных тонов, приложив ухо к левой половине груди пострадавшего, или проверкой пульса. Наличие пульса проверяют на крупных артериях, где он более выражен, – на лучевой, бедренной и сонной.

Проверка состояния пострадавшего, включая придание его телу соответствующего положения, проверка дыхания, пульса и состояния зрачка должна производится быстро – в течение 15…20 с.

Возможные меры доврачебной помощи:

– если у пострадавшего отсутствуют дыхание и пульс, то немедленно нужно приступить к его оживлению путем искусственного дыхания и наружного (непрямого) массажа сердца;

– если пострадавший дышит редко и судорожно, но у него прощупывается пульс – начать делать искусственное дыхание;

– если пострадавший в сознании с устойчивым дыханием и пульсом, нужно его уложить на одежду или другую подстилку, расстегнуть одежду, стесняющую дыхание, дать приток свежего воздуха, согреть при охлаждении и дать прохладу в жару;

– если пострадавший находится в бессознательном состоянии при наличии дыхания и пульса, нужно наблюдать за его дыханием; в случае нарушения дыхания при западании языка – выдвинуть нижнюю челюсть вперед и поддерживать её в таком состоянии до прекращения западания языка.

Во всех случаях поражения электрическим током необходимо вызвать врача независимо от состояния пострадавшего.

Делая искусственное дыхание способом «изо рта в рот», оказывающий помощь располагается сбоку от головы пострадавшего, одну руку подсовывает под его шею, а ладонью другой руки надавливает на лоб, максимально запрокидывая голову. При этом корень языка поднимается и освобождает вход в гортань, а рот пострадавшего открывается.

Оказывающий помощь наклоняется к лицу пострадавшего, делает глубокий вдох открытым ртом, затем полностью плотно охватывает губами открытый рот пострадавшего и делает энергичный выдох; одновременно закрывает нос пострадавшего щекой или пальцами руки, находящейся на лбу. Как только грудная клетка пострадавшего поднялась, нагнетание воздуха приостанавливают, оказывающий помощь приподнимает свою голову, происходит пассивный выдох у пострадавшего. Для того, чтобы выдох был более глубоким, можно несильным нажатием руки на грудную клетку помочь воздуху выйти из легких пострадавшего.

эксплуатации электроустановок Потребителей Раздел 1, Глава 1 . ... каждый Потребитель при эксплуатации электроустановок ? (*) Производственные инструкции по эксплуатации электроустановок . (*) Должностные...

  • Документ

    ... при эксплуатации электроустановок при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности

  • Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок с изменениями и дополнениями

    Документ

    ... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...

  • Документ

    ... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...

  • Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок пот р м-016-2001 рд 153-34 0-03 150-00

    Документ

    ... при эксплуатации электроустановок (2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989) и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок ... к персоналу в отношении электробезопасности являются минимальными и решением руководителя...

    • Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает тепловое, химическое и биологическое воздействия.

    Тепловое действие проявляется в виде ожогов участков кожи тела, перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон.

    Химическое действие ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их физико-химических составов, а значит, и к нарушению нормального функционирования организма.

    Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток и тканей организма. В результате такого возбуждения они могут погибнуть.

    Различают два основных вида поражения человека электрическим током: электрический удар и электрические травмы.

    Электрическим ударом называется такое действие тока на организм человека, в результате которого мышцы тела начинают судорожно сокращаться. При этом в зависимости от величины тока и времени его действия человек может находиться в сознании или без сознания, но при нормальной работе сердца и дыхания. В более тяжелых случаях потеря сознания сопровождается нарушением работы сердечнососудистой системы, что ведет даже к смертельному исходу. В результате электрического удара возможен паралич важнейших органов (сердца, мозга и пр.).

    Электрической травмой называют такое действие тока на организм, при котором повреждаются ткани организма: кожа, мышцы, кости, связки. Особую опасность представляют электрические травмы в виде ожогов. Такой ожог появляется в месте контакта тела человека с токоведущей частью электроустановки или электрической дугой. Бывают также такие травмы, как металлизация кожи, различные механические повреждения, возникающие в результате резких непроизвольных движений человека. В результате тяжелых форм электрического удара человек может оказаться в состоянии клинической смерти: у него прекращается дыхание и кровообращение. При отсутствии медицинской помощи клиническая смерть (мнимая) может перейти в смерть биологическую. В ряде случаев, однако, при правильной медицинской помощи (искусственном дыхании и массаже сердца) можно добиться оживления мнимоумершего.

    Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания вследствие паралича мышц грудной клетки и так называемый электрический шок.

    Прекращение работы сердца возможно в результате непосредственного действия электрического тока на сердечную мышцу или рефлекторно из-за паралича нервной системы. При этом может наблюдаться полная остановка работы сердца или так называемая фибрилляция, при которой волокна сердечной мышцы приходят в состояние быстрых хаотических сокращений.

    Остановка дыхания (вследствие паралича мышц грудной клетки) может быть результатом или непосредственного прохождения электрического тока через область грудной клетки, или вызвана рефлекторно вследствие паралича нервной системы.

    Электрический шок представляет собой нервную реакцию организма на возбуждение электрическим током, которая проявляется в нарушении нормального дыхания, кровообращения и обмена веществ. При длительном шоковом состоянии может наступить смерть.

    Если оказана необходимая врачебная помощь, то шоковое состояние может быть снято без дальнейших последствий для человека.

    Из вышесказанного становится понятно, что на тяжесть поражения человека электрическим током влияет много факторов. Наиболее неблагоприятный исход поражения будет в случаях, когда прикосновение к токоведущим частям произошло влажными руками в сыром или жарком помещении.

    Поражение человека электрическим током в результате электрического удара может быть различным по тяжести, т. к. на степень поражения влияет ряд факторов: величина тока, продолжительность его прохождения через тело, частота, путь, проходимый током в теле человека, а также индивидуальные свойства пострадавшего (состояние здоровья, возраст и др.). Основным фактором, влияющим на исход поражения, является величина тока, которая, согласно закону Ома, зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления тела человека. Большую роль играет величина напряжения, т. к. при напряжениях около 100 В и выше наступает пробой верхнего рогового слоя кожи, вследствие чего и электрическое сопротивление человека резко уменьшается, а ток возрастает.

    Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменного тока промышленной частоты при величине тока 1-1,5 мА и постоянного тока 5-7 мА. Эти токи называются пороговыми ощутимыми токами. Они не представляют серьезной опасности, и при таком токе человек может самостоятельно освободиться от воздействия.

    При переменных токах 5-10 мА раздражающее действие тока становится более сильным, появляется боль в мышцах, сопровождаемая судорожным их сокращением. При токах 10-15 мА боль становится трудно переносимой, а судороги мышц рук или ног становятся такими сильными, что человек не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока.

    Основным фактором, определяющим величину сопротивления тела человека (принято считать 1000 Ом), является кожа, ее роговой верхний слой, в котором нет кровеносных сосудов. Этот слой обладает очень большим удельным сопротивлением, и его можно рассматривать как диэлектрик. Внутренние слои кожи, имеющие кровеносные сосуды, железы и нервные окончания, обладают сравнительно небольшим удельным сопротивлением.

    Внутреннее сопротивление тела человека является величиной переменной, зависящей от состояния кожи (толщины, влажности) и окружающей среды (влажности, температуры и т. д.).

    При повреждении рогового слоя кожи (ссадина, царапина и пр.) резко снижается величина электрического сопротивления тела человека и, следовательно, увеличивается проходящий через тело ток. При повышении напряжения, приложенного к телу человека, возможен пробой рогового слоя, отчего сопротивление тела резко понижается, а величина поражающего тока возрастает.

    Переменные токи 10-15 мА и выше и постоянные токи 50-80 мА и выше называются неотпускающими токами, а наименьшая их величина 10-15 мА при напряжении промышленной частоты 50 Гц и 50-80 мА при постоянном напряжении источника называется пороговым неотпускающим током.

    Переменный ток промышленной частоты величиной 25 мА и выше воздействует не только на мышцы рук и ног, но также и на мышцы грудной клетки, что может привести к параличу дыхания и вызвать смерть. Ток 50 мА при частоте 50 Гц вызывает быстрое нарушение работы органов дыхания, а ток около 100 мА и более при 50 Гц и 300 мА при постоянном напряжении за короткое время (1-2 с) поражает мышцу сердца и вызывает его фибрилляцию. Эти токи называются фибрилляционными. При фибрилляции сердца прекращается его работа как насоса по перекачиванию крови. Поэтому вследствие недостатка в организме кислорода происходит остановка дыхания, т. е. наступает клиническая (мнимая) смерть. Токи более 5 А вызывают паралич сердца и дыхания, минуя стадию фибрилляции сердца. Чем больше время протекания тока через тело человека, тем тяжелее его результаты и больше вероятность летального исхода.

    Большое значение в исходе поражения имеет путь тока. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказывается сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг.

    Путь тока имеет еще то значение, что при различных случаях прикосновения будет различной величина сопротивления тела человека, а следовательно, и величина протекающего через него тока.

    Наиболее опасными путями прохождения тока через человека являются: "рука - ноги", "рука - рука". Менее опасным считается путь тока "нога - нога".

    Как показывает статистика, наибольшее число несчастных случаев происходит вследствие случайного прикосновения или приближения к голым, незащищенным частям электроустановок, находящихся под напряжением. Для защиты от поражения током голые провода, шины и другие токоведущие части либо располагают в недоступных местах, либо защищают ограждениями. В некоторых случаях для защиты от прикосновения применяют крышки, короба и т. п.

    Поражение током может возникнуть при прикосновении к нетоковедущим частям электроустановки, которые оказываются под напряжением при пробое изоляции. В этом случае потенциал нетоковедущей части оказывается равным потенциалу той точки электрической цепи, в которой произошло нарушение изоляции.

    Опасность поражения усугубляется тем, что прикосновение к нетоковедущим частям в условиях эксплуатации является нормальной рабочей операцией, поэтому поражение всегда является неожиданным.

    Влияние на уровень электробезопасности режима нейтрали трехфазных электрических сетей

    Место соединения концов фаз источника питания (генератора или трансформатора) называется нейтралью (точка 0).

    Режимы нейтрали:

    1. заземленная нейтраль,
    2. изолированная нейтраль,
    3. компенсированная нейтраль.

    Заземленная нейтраль

    Ток однофазного короткого замыкания в сети с заземленной нейтралью достаточно велик и сопровождается возникновением дуги, что делает невозможным использование таких сетей в угольных шахтах и помещениях, опасных в отношении взрыва и пожара. Поэтому сети с заземленной нейтралью могут использоваться в помещениях, не опасных в отношении взрыва и пожара. Защита от короткого замыкания осуществляется плавкими вставками или реле максимальной токовой защиты, что удешевляет эксплуатационные расходы. Напряжение поврежденной фазы при однофазном замыкании падает до 0, напряжения неповрежденных фаз меняются незначительно, поэтому нет повышенных требований к изоляции.

    На промышленных предприятиях используется наиболее распространенная система 220/380 В с заземленной нейтралью. В случае прикосновения к фазному проводу через тело человека будет протекать ток
    что очень опасно.

    Прикосновение тела человека к фазному проводу в сети с заземленной нейтралью всегда опасно.

    Изолированная нейтраль

    При однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью ток короткого замыкания определяется сопротивлением изоляции, которое, в свою очередь, определяется активным и емкостным сопротивлением. При хорошем состоянии изоляции и небольшой длине кабелей (емкость кабеля невелика) сопротивление изоляции достаточно велико, ток однофазного замыкания небольшой - возможно возникновение искрения при отсутствии дугового разряда, что делает возможным применение таких сетей во взрывоопасных и пожароопасных помещениях.

    Прикосновение к фазному проводу в сети с изолированной нейтралью может быть безопасным при хорошем состоянии изоляции, так как ток через тело человека определяется сопротивлением изоляции.

    Ток с одной из фаз проходит через тело человека, через сопротивление изоляции на другие фазы. В сети 220/380 В при сопротивлении изоляции 60 кОм ток через человека:

    что безопасно.

    При большой длине кабельных линий суммарная емкость сети увеличивается, сопротивление изоляции снижается, прикосновение человека к фазному проводу может стать опасным. Кроме того, в случае пробоя изоляции одной из фаз и прикосновения к другой фазе на тело человека воздействует линейное напряжение и в токовой цепи отсутствует сопротивление изоляции, что гораздо опаснее. Поэтому необходим непрерывный контроль изоляции и немедленное отключение участка сети при пробое одной из фаз или опасном снижении сопротивления.

    Компенсированная нейтраль

    Нейтральная точка соединяется с землей через индуктивное сопротивление , примерно равное емкостному сопротивлению изоляции Хс, что приводит к образованию "электрической пробки", при которой емкостная проводимость сравнивается с проводимостью индуктивной.

    Поскольку они соединены параллельно, суммарная проводимость становится равной примерно 0, а это соответствует бесконечно большому сопротивлению. Величина тока, протекающего через тело человека при прикосновении его к фазному проводу в сети с компенсированной нейтралью, существенно уменьшается.

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

    СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

    КАФЕДРА МТ и БЖ

    Дисциплина “Безопасность жизнедеятельности ”

    КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

    Студент Душко О.В.

    Специальность 1004

    Курс V

    Шифр 91-2181

    Филиал(представительство)

    Дата выдачи

    Работу принял Соломатина В.П.

    Преподаватель Соломатина В.П.

    Санкт-Петербург


    Задача 2

    Определить величину тока, протекающего через тело человека, прикоснувшегося к корпусу поврежденной электрической установки в случае пробоя изоляции.

    Примечание: Необходимо определить величину тока, проходящего через тело человека как при наличии защитного заземления, так и без него. Определить возможную тяжесть исхода поражения человека.

    Исходные данные:

    Сопротивление изоляции, кОм 6

    Напряжение, В 220

    Сопротивление человека, R h , кОм 1,25

    Сопротивление заземлителя, R z , Ом 9,5

    1. Определим силу тока, проходящего через тело человека, при отсутствии защитного заземления, при однофазном прикосновении к токоведущим частям.

    I h = U пр / R h =220/1250=0,22= 176 mA

    2. Определим силу тока, проходящего через тело человека, при наличии защитного заземления, при однофазном прикосновении к токоведущим частям.

    I z = U пр /(R z + R h )=175 m А

    Вывод: фибрилляция сердца через 2-3 с; еще через несколько секунд – паралич дыхания.

    Вопросы для контрольной работы:

    2. Изложите сущность поражения человека электрическим током при различных схемах его включения в сеть. Что положено в основу выбора режима нейтрали (заземлённой, изолированной). Какая сеть более безопасная: с изолированной или заземлённой нейтралью.

    Все электроустановки по условиям применения мер электробезопасности подразделяются на четыре группы:

    Электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью;

    Электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;

    Электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

    Электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

    В электроустановках напряжением выше 1000 В прикосновение к неизолированным токоведущим частям, находящимся под напряжением, или приближаться к ним на недопустимые расстояния опасно в любых случаях независимо от режимов работы нейтрали электрической сети.

    В электроустановках напряжением до 1000 В степень опасности и вероятность поражения электрическим током в значительной мере зависят от схемы включения человека в электрическую цепь и режима работы нейтрали. В трехфазных сетях переменного тока наиболее характерны две схемы включения человека в цепь тока: двухфазное (между двумя фазами электрической сети) и однофазное (между одной фазой и землей).

    Наиболее опасное – двухфазное. Опасность поражения не зависит от режима работы нейтрали электрической сети, и пострадавший оказывается под линейным напряжением. Ток I, проходящий через тело человека, можно определить по выражению I=U/Rч. Случаи двухфазного прикосновения человека наблюдаются очень редко.

    Однофазное прикосновение при режиме работы нейтрали электрической сети:

    Глухозаземленная; электрический ток, проходящий через тело человека