Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Анализ опасностей поражения электрическим током

Поражение человека током возникает при замыкании электрической цепи через тело человека. Включение в цепь может произойти в следую­щих случаях:

1. случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

2. прикосновения к нетоковедушим частям электроустановок, слу­чайно оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции или другой неисправности;

3. попадание под напряжение во время проведения ремонтных работ на отключенном оборудовании из-за ошибочного включения;

4. замыкание провода на землю и возникновение шагового напряже­ния.

Включение человека в цепь происходит по нескольким схемам: 1) между фазным проводом и землей (однофазное); 2) между проводами двух фаз (двухфазное); 3) между двумя точками земли, имеющими разные по­тенциалы; 4) между землей и нетоковедущими частями, оказавшимися под напряжением вследствие неисправности.

Двухфазное включение весьма опасно, поскольку к телу человека в этом случае прикладывается наибольшее возможное в данной сети напря­жение - линейное U_л. При таком включении ток, протекающий через чело­века (мА), будет определяться уравнением

I_ч=(U_л/R_ч)*1000=(3 80/1000)* 1000=3 80мА,

т.е. является безусловно опасным для человека.

Двухфазное включение одинаково опасно в сети как с изолирован­ной, так и с заземленной нейтралью.

Однофазное включение происходит гораздо чаще, но менее опасно, чем прикосновение к двум фазам. Объясняется это тем, что при однофазном включение напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного (U_л= *U_ф=1.73*U_ф), т.е. U_ф в 1,73< U_л, следовательно, меньше и величина тока, проходящего через человека. Кроме того, на величину тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление пола, на ко­тором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.

В сети с заземленной нейтралью цепь тока, проходящего через чело­века, включает кроме сопротивления тела человека R_ч (1000 Ом), сопро­тивление основания, на котором он стоит R_п (О... 60000 Ом), сопротивле­ние его обуви R_об (О... 50000 Ом) и сопротивление заземления нейтрали ис­точника тока R₀ (4 Ом). Сила тока в мА в этом случае определяется по соотношению

I_ч=1000*U_л/1.73*(R_ч+R_п+R_об+R₀)

Рассмотрим наиболее неблагоприятный случай:

R_п=R_об=0, R₀=0

В результате

I_ч=1000*U_л/(1,73*R_ч)=1000*380/(1,73*1000)=220 мА.

Такой ток опасен для человека.

Если человек стоит на изолирующем основании, имеет на ногах не­проводящую обувь,то

I_ч=380/[1,73*(1000+60000+50000)]*1000=2 мА.

Такой ток безопасен для человека.

В сети с изолированной нейтралью ток, протекающий через челове­ка, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов, которая об­ладает большим сопротивлением. Величина тока, протекающего через че­ловека (мА), определяется для этого случая по соотношению

I_ч=1000*1,73*U_л/[3*(R_ч+R_п+R_об)+R_из],

где R_из- изоляция одной фазы сети относительно земли (по правилам не менее 50000 Ом). В случае наиболее неблагоприятных условий (R_п=R_об=0) это уравнение упростится:

I_ч=1000*1,73*U_л/(3* R_ч+R_из).

При U_л=380 В и R_из=50000 Ом получим

I_ч=1000*1,73*380/(3* 1000+50000)= 10 мА.

Этот ток значительно меньше тока (220 мА), полученного для случая однофазного включения при аналогичных условиях, но в сети с заземленной нейтралью. Если же принять R_п=60000 Ом и R_об=50000 Ом, то I_ч будет еще меньше.

Этот пример свидетельствует о том, что в сети с изолированной ней­тралью условия безопасности находятся в прямой зависимости не только от R_п и R_об, но и от R_из: 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 включение человека в сеть с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сеть с за­земленной нейтралью. Этот вывод справедлив для нормальных (безава­рийных) условий работы сети. В случае аварии, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опас­ной. Это объясняется тем, что при такой аварии напряжение между фазой и землей в сети с изолированной нейтралью может вырасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение на­пряжения может быть незначительным.

В сетях напряжением выше 1000 В вследствие большой протяженно­сти, а, следовательно, большой емкостной проводимости между фазами и землей (т.е. R-из невелико), опасность однофазного и двухфазного включе­ний человека практически одинакова и не зависит от режима нейтрали се­ти. Любое из таких включений весьма опасно, т.к. сила тока, протекающего через человека, достигает очень больших значений.

Согласно ГОСТ 12.1005-76 электрическим замыканием на землю на­зывается случайное электрическое соединение токоведущей части непо­средственно с землей или с токоведущими частями конструкции, не изоли­рованными от земли.

Замыкание на землю может произойти: 1) из-за контакта между то­коведущими частями и заземленным корпусом оборудования; 2) при паде­нии на землю оборванного провода.

В этом случае ток растекается в земле во все стороны по радиусу т плотность его в земле убывает по мере удаления от заземлителя. Теорети­чески "поле растекания" простирается до бесконечности, однако в дейст­вительных условиях уже на расстоянии 20 м от заземлителя плотность тока практически равна нулю. Потенциал поверхности земли ( изменяется с расстоянием от места замыкания на землю по гиперболическому закону (рис.1).

Напряжением прикосновения называется разность потенциалов обо­рудования и поверхности земли .

Чем ближе находится человек к заземлителю, тем выше потенциал поверхности земли, тем меньше напряжение прикосновения.

Напряжением шага называется разность потенциалов двух точек X₁ и Х₂ поверхности земли, которых одновременно касается человек

Рис. 1. Изменение потенциала поверхности земли

Чем ближе к месту замыкания на землю находится человек, тем больше разность потенциалов, тем больше величина напряжения шага.