Нормативные значения силы тока

Эти токи считаются допустимыми для наиболее вероятных путей их протекания в теле человека: рука-рука, рука-ноги и нога-нога.

Схемы включения человека в электрическую цепь. Поражение человека электрическим током возможно лишь при прикосновении его не менее чем к двум точкам электрической цепи, между которыми существует некоторое напряжение, называемое напряжением прикосновения. Опасность такого прикосновения, оцениваемая током I_ч, проходящим через тело человека, или напряжением прикосновенияU_пр, зависит от ряда факторов: схемы прикосновения человека к цепи (схемы замыкания цепи тока через тело человека), напряжения в сети, схемы самой сети, режима ее нейтрали (т.е. заземлена или изолирована нейтраль), степени изоляции токоведущих частей от земли, значения емкости токоведущих частей относительно земли и т.п.

Различают 3 основных случая замыкания цепи тока через тело: двухфазное прикосновение, когда человек касается одновременно двух проводов; однофазное прикосновение, когда человек касается лишь одного провода; включение под напряжение шага.

Двухфазное прикосновение является, как правило, наиболее опасным, тик как тело человека в этом случае находится под действием наибольшего в данной сети напряжения – линейного U_л, а ток I_ч проходящий через человека, оказываясь независимым от схемы сети, режима нейтрали и других факторов, имеет наибольшее значение.

Например, при U_л =380 В и R_ч =1000 Ом через человека проходит ток I_ч =380/1000=0,38 А = 380 мА. Такой ток смертельно опасен для человека. При двухфазном прикосновении опасность поражения не уменьшается и в том случае, если человек надежно изолирован от земли, так как электроток проходит по пути «рука-рука».

Однофазное прикосновение является менее опасным, чем двухфазное, так как человек находится в этом случае под действием фазного напряжения U_ф, которое в раз меньше линейного. Поэтому и ток, проходящий через тело человека при однофазном прикосновении меньше, чем при двухфазном.

Кроме того, этот ток в значительной мере зависит от режима нейтрали: нейтральная точка трансформаторов или генераторов может быть заземлена или изолирована. Если нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена через аппараты или устройства с большим сопротивлением, то она называется изолированной. Если же нейтраль присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то она называется заземленной или глухозаземленной.

При однофазном прикосновении сила тока, проходящего через тело человека, может быть вычислена по формулам:

а) для трехфазной трехпроводной сети переменного тока с изолированной нейтралью:

, (4.36)

б) для трехфазной четырехпроводной сети переменного тока с заземленной нейтралью:

. (4.37)

где R_об – сопротивление обуви, Ом; R_n – сопротивление пола, м; R_из – сопротивление изоляции одной фазы относительно земли, Ом; R_н – сопротивление заземления нейтрали источников тока, Ом.

Если принять для примера U_ср=220 В, R_ч =1000 Ом, R_об=45000 Ом, R_n=100000 Ом, R_из=90000 Ом, R_н=10 Ом, то ток через человека будет:

а) в сети тока с изолированной нейтралью:

I_ч=220/(1000+45000+100000+90000/3)=0,00125 А=1,25 мА;

б) в сети тока с заземленной нейтралью:

I_ч=220/(1000+45000+100000+10)=0,0015 А=1,5 мА.

Эти токи не опасны для человека. В наиболее неблагоприятных условиях (токоведущая обувь – сырая или подбитая металлическими гвоздями, и человек стоит на сырой земле или металлическом полу, через тело человека проходит ток:

а) в сети с изолированной нейтралью:

I_ч=220/(1000+9000/3)=0,007 А=7 мА, такой ток является ощутимым;

б) в сети с заземленной нейтралью I_ч=220/1000=0,22 А=220 мА, такой ток смертельно опасен для человека.

Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью. Однако это справедливо лишь для безаварийных (нормальных) условий работы сети. В случае же аварии, когда одна из фаз замкнута на землю, сеть с изолированной нейтралью может оказаться более опасной, так как в этом случае напряжение неповрежденной фазы относительно земли может возрасти с фазного до линейного, в то время как в сети с заземленной нейтралью повышение напряжения может быть незначительным. Выбор режима нейтрали источника тока производится исходя из условий безопасности. При напряжении до 1000 В в период нормального режима работы сети более безопасной является, как правило, сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период – сеть с заземленной нейтралью. При напряжении сети выше 1000 В для человека одинаково опасным является прикосновение к проводу сети как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Шаговым напряжением (напряжением шага) называется напряжение между двумя точками цепи, находящимися одна от другой на расстоянии шага (0,8 м) и на которых одновременно стоит человек. Такой случай может возникнуть, если человек окажется в зоне растекания тока, которая образуется вокруг любого проводника, попавшего на землю или в землю (например, в результате обрыва провода электролинии и падения его на землю, замыкания токоведущей части на заземленный корпус, пробоя кабеля, проходящего под землей и т.д.). Наибольшее значение шагового напряжения возникает в случае, когда одна нога человека находится непосредственно в месте соприкосновения проводника с землей, а другая - на расстоянии шага. Опасность возникновения шагового напряжения практически исчезает на расстоянии более 20 м от заземлителя. Поражение при шаговом напряжении усугубляется тем, что из-за судорожных сокращений мышц ног человек может упасть, после чего цепь тока замыкается вдоль тела через жизненно важные органы. Кроме того, рост человека больше длины его шага, и это обусловливает большее значение напряжения шага. Чтобы выйти из зоны растекания тока, необходимо или передвигаться мелкими шагами (менее длины ступни), чтобы уменьшить разность потенциалов между ногами, или прыгать на одной ноге либо на сомкнутых вместе ногах в сторону от места растекания тока.

Основные причины поражения электрическим током:

1) случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением в результате ошибочных действий при проведении работ, неисправности защитных средств, которыми пострадавший касался токоведущих частей и др.;

2) появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате повреждения изоляции токоведущих частей, замыкания фазы сети на землю, падения провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования и др.;

3) появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате ошибочного включения отключенной установки, замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями; разряда молнии в электроустановку и др.;

4) возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек, в результате замыкания фазы на землю, выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами), неисправностей в устройстве защитного заземления и др.