Схеми включення людини до електричної мережі. Аналіз небезпеки ураження електричним струмом у різних мережах

Аналіз небезпеки ураження електричним струмом у різних мережах

Поразка людини електрострумом можлива лише за її безпосередньому контакту з точками електроустановки, між якими існує напруга, або з точкою, потенціал якої відрізняється від потенціалу землі. Аналіз небезпеки такого дотику, що оцінюється величиною струму, що проходить через людину, або напругою дотику, залежить від ряду факторів: схеми включення людини в електромережу, її напруги, режиму нейтралі, ізоляції струмопровідних частин, їх ємнісної складової і т. п.

При вивченні причин ураження струмом необхідно розрізняти прямий контакт із струмопровідними частинами електроустановок та опосередкований. Перший, як правило, виникає при найгрубіших порушеннях правил експлуатації електроустановок (ПТЕ та ПТБ), другий - в результаті аварійних ситуацій, наприклад, при пробої ізоляції.

Схеми включення людини в електричний ланцюгможуть бути різними. Однак найбільш поширеними є дві: між двома різними проводами - двофазне включення та між одним проводом або корпусом електроустановки, одна фаза якої пробита, і землею - однофазне включення.

Статистика показує, що найбільше електротравм відбувається при однофазному включенні, причому більшість з них - в мережах напругою 380/220 В. Двофазне включення є небезпечнішим, оскільки в даному випадкулюдина знаходиться під лінійною напругою, при цьому сила струму, що проходить через людину, складе (А)

де Uл – лінійна напруга, тобто. напруга між фазними проводами,; Uф - фазне напруження, тобто. напруга між початком і кінцем однієї обмотки (або між фазним та нульовим проводом), Ст.

Як видно із рис. 8.1, небезпека двофазного включення залежить від режиму нейтралі. Нейтраллю називається точка з'єднання обмоток трансформатора або генератора, не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором (мережа з ізольованою нейтраллю), або безпосередньо з'єднана із заземлюючим пристроєм - мережа з нейтраллю глухозаземленной.

При двофазному включенні струм, що проходить через тіло людини, не зменшиться при ізолюванні людини від землі з використанням діелектричних калош, бот, килимків, підлог.

При однофазному включенні людини в мережу сила струму багато в чому визначається режимом нейтралі. Для випадку сила струму, що проходить через людину, складе (в А)

, (8.3)

де w – частота; С - ємність фаз щодо землі

Мал. 8.1. Включення людини у трифазну мережу із ізольованою нейтраллю:
а – двофазне включення; б – однофазне включення; Ra, Rt, Rc – електроопір ізоляції фаз щодо землі. Ом; Са, Сb, Сс - ємність проводів щодо землі, Ф, Ia, Ib, IС струми, що стікають на землю через опір ізоляції фаз (струми витоку)

Для спрощення формули прийнято, що Ra = Rb = Rc = Rіз, а Са = Cb = Cc = С.

У виробничих умовах ізоляція фаз, виготовлена ​​з діелектричних матеріалів і має кінцеву величину, у процесі старіння, зволоження, покриття пилом змінюється у кожної фази неоднаково. Тому розрахунок безпечних умов, який значною мірою ускладнюється, необхідно вести з урахуванням реальних значень опору R та ємностей для кожної фази. Якщо ємність фаз щодо землі мала, тобто Са = Cb = Сс = 0 (наприклад, у повітряних мережах невеликої протяжності), то

Iч = Uф/(Rч+Rіз/3), (8.4)

Якщо ж ємність велика (Са = Сь = Сс не дорівнює 0) і Rіз велике (наприклад, у кабельних лініях), то сила струму, що протікає через тіло людини, визначатиметься лише ємнісною складовою:

, (8.5)

де Хс = 1/wС-ємнісний опір, Ом.

З наведених виразів видно, що в мережах із ізольованою нейтраллю небезпека ураження людини струмом тим менша, чим менша ємнісна і вища активна складова фазних проводів щодо землі. Тому в таких мережах дуже важливо постійно контролювати Rіз для виявлення та усунення пошкоджень.

Мал. 8.2. Включення людини у трифазну мережу із ізольованою нейтраллю при аварійному режимі. Пояснення у тексті

Якщо ємнісна складова велика, то високий опір ізоляції фаз не забезпечує необхідного захисту.

У разі аварійної ситуації (рис. 8.2), при замиканні однієї з фаз на землю, сила струму, що проходить через людину, дорівнюватиме (в А)

Якщо прийняти, що Rзм = 0 або Rзм<< Rч (что бывает в реальных аварийных условиях), то, исходя из приведенного выражения, человек окажется под линейным напряжением, т. е. попадет под двухфазное включение. Однако чаще всего R3M не равно 0, поэтому человек будет находиться под напряжением, меньшим Uл, но большим Uф, при условии, что Rиз/3 >> Rзм.

Замикання на землю істотно змінює і напругу струмопровідних частин електроустановки щодо землі та заземлених конструкцій будівлі. Замикання на землю завжди супроводжується розтіканням струму в ґрунті, що, у свою чергу, призводить до виникнення нового виду поразки людини, а саме потрапляння під напругу дотику та напругу кроку. Таке замикання може бути випадковим чи навмисним. В останньому випадку провідник, що перебуває в контакті із землею, називається заземлювачем або електродом.

В обсязі землі, де проходить струм, виникає так зване поле (зона) розтікання струму. Теоретично воно тягнеться до нескінченності, проте в реальних умовах вже на відстані 20 м від заземлювача щільність струму розтікання та потенціал практично дорівнюють нулю.

Характер потенційної кривої розтікання істотно залежить від форми заземлювача. Так, для одиночного напівсферичного заземлювача потенціал на поверхні землі змінюватиметься за гіперболічним законом (рис. 8.3).

Мал. 8.3. Розподіл потенціалу на поверхні землі навколо напівкульового заземлювача (ф - зміна потенціалу заземлювача на поверхні землі; фз -максимальний потенціал заземлювача при силі струму замикання на землю I3; r - радіус заземлювача)

Мал. 8.4. Напруга дотику при одиночному заземлювачі (ф3 - сумарний опір ґрунту розтіканню струму від заземлювача):
1 – потенційна крива; 2 - крива, що характеризує зміну Uпр у міру віддалення від заземлювача; 3 - пробій фази на корпус

Залежно від місця знаходження людини в зоні розтікання та її контакту з електроустановкою б, корпус якої заземлений і знаходиться під напругою, людина може потрапити під напругу дотику Uпр (рис. 8.4), що визначається як різниця потенціалів між точкою електроустановки, якою стосується людина ф3, і точкою ґрунту, на якій він стоїть - фосн (у В)

Uпр = ф3 – фосн = ф3 (1 – фосн/ф3), (8.7)

де вираз (1 - фосн/ф3) = а1 є коефіцієнт напруги дотику, що характеризує форму потенційної кривої.

З рис. 8.4 видно, що напруга дотику буде максимальною при видаленні людини від заземлювача на 20 м і більше (електроустановка в) і чисельно дорівнює потенціалу заземлювача Uпр = ф3, при цьому а1 = I. Якщо ж людина стоїть безпосередньо над заземлювачем (електроустановка а), то Unp = 0 та а1 = 0. Це найбезпечніший випадок.

Вираз (8.7) дозволяє обчислити Unp без урахування додаткових опорів у ланцюгу людина - земля, т. е. без урахування опору взуття, опору опорної поверхні ніг та опору статі. Усе це враховується коефіцієнтом а2, у реальних умовах величина напруги дотику буде ще менше.

До таких захворювань, що обтяжує результат електротравми відносяться: підвищення функції щитовидної залози, багато захворювань нервової системи, стенокардія. Особливо слід зазначити вплив алкогольного сп'яніння. Крім того, що людина в стані алкогольного сп'яніння частіше робить помилки і отримує електротравму, у неї, внаслідок алкогольної інтоксикації, центральна нервова система втрачає свою регулюючу роль в управлінні диханням та кровообігом, що значно обтяжує результат ураження.

Включення людини в ланцюг електричного струму

Причини включення. Людина входить у ланцюг електричного струму при безпосередньому контакті тіла з струмоведучою частиною електроустановки, що під напругою. Зазвичай це відбувається через недбалість або внаслідок помилкових дій людини, а також через несправність електроустановок та технічних засобів захисту. До таких випадків, наприклад, належать такі:

Дотик до струмоведучих частин, що знаходяться під напругою, у припущенні, що вони знеструмлені;

Дотик під час ремонту, чищення або огляду до раніше знеструмлених струмоведучих частин, але на які сторонньою особою помилково подано напругу або сталося мимовільне увімкнення несправного пускового пристрою;

Дотик до металевих частин електроустановок, які зазвичай не перебувають під напругою, але опинилися під напругою щодо землі через пошкодження електричної ізоляції або інших причин (замикання на корпус);

Виникнення крокової напруги на поверхні струмопровідної основи (підлоги), якою проходить людина; та ін.

Схеми включення. Людина може включитися в ланцюг електричного струму, торкнувшись однієї фази електроустановки, що знаходиться під напругою, одночасно двох фаз або до нульового захисного провідника і фазі. Зіткнення з нульовим захисним провідником безпечно (рис.2, а, I), інші випадки спричиняють серйозні наслідки.

Мал. 2. Схеми шляхів проходження електричного струму через тіло людини: а – дотик до дротів; б – виникнення напруги дотику; в – Виникнення крокової напруги; I-дотик до нульового дроту; II – дотик до фазового дроту; III – дотик до фазового та нульового дротів; IV – дотик до фазових дротів; 0 – нульовий провід; 1, 2, 3 – фазні дроти; 4 – нейтральна точка; 5- одиночний заземлювач (електрод); А, Б, В- електроустановки

Однофазний (однополюсний) дотик (рис.2, а, II і III) відбувається найчастіше при заміні ламп і догляду за світильниками, зміні запобіжників та обслуговуванні електроустановок і т.п. У системі із заземленою нейтрально людина опиниться під фазною напругою Uф (в), яка менша лінійного Uл:

Відповідно, менше буде і величина фазного струму, що проходить через тіло людини. Якщо ж людина при цьому надійно ізольована від землі (взута в діелектричні калоші, підлога суха і нетокопровідна), то однофазний дотик небезпеки не становить.

Двофазний (двополюсний дотик) дотик більш небезпечний, тому що людина потрапляє під лінійну напругу (рис. 2, а, IV). Навіть при напрузі 127 і розрахунковій величині опору тіла людини 1000 Ом величина струму в ланцюгу виявиться смертельною (127 мА). При двофазному дотику небезпека поразки не зменшиться у тому разі, якщо людина надійно ізольований від землі (підлоги).

Двофазні дотики відбуваються рідко, зазвичай при виконанні робіт під напругою, які суворо заборонені.

При пошкодженні ізоляції струмопровідних частин та замиканні їх на корпус електроустаткування може виникнути значний потенціал. Людина, що доторкнулася в цьому випадку до корпусу електроустановки (рис.2, б), опиниться під напругою дотику Uп (В)

де Iч - величина струму, що проходить через людину шляхом «рука-нога», А; Rч - опір тіла людини, Ом.

Напругою дотику називають різницю потенціалів двох точок електричного ланцюга, яких одночасно стосується людина, або падіння напруги у опорі тіла людини.

Напруга дотику зростатиме в міру збільшення відстані між електроустановкою та заземлювачем, досягаючи максимуму на відстані 20 м і більше. При падінні фазного дроту лежить на поверхні землі виникає зона розтікання струму (рис.2, в).

Людина, що проходить через цю зону, опиниться під кроковою напругою (різниця потенціалів) між двома точками ланцюга струму, що знаходяться одна від одної на відстані кроку (0,8 м). Найбільша крокова напруга буде близько точки замикання і поступово зменшуючись на відстані 20 м знизиться до нуля.

Не слід наближатися до проводу, що впав, ближче ніж на 6-8 м. У разі необхідності підходу слід знеструмити провід або надіти діелектричні калоші (боти).

Психо-емоційна настороженість - "фактор уваги" при роботі з електрострумом

Формування у працюючих психо-емоційної настороженості, «фактор уваги» під час роботи з електрострумом – найважливіша умова особистої профілактики електротравматизму. Цей чинник ґрунтується на знаннях фізіологічної дії електричного струму на організм під час потрапляння потерпілого в електричний ланцюг.

Зокрема, вирішальну роль у багатьох випадках уражень відіграє «фактор уваги», тобто, по суті, тяжкість результату поразки обумовлюється значною мірою станом нервової системи людини в момент ураження.

Необхідно, щоб людина була «зібрана», що дозволяє очікувати будь-якої події під час роботи, яка потребує уваги.

Подібне твердження правомірне в основному при ураженні електричним струмом напругою 220-300 В. великих напругахважкий результат найчастіше настає від опіків дугою. Тут є підстави вважати, що небезпека опіку зростає практично лінійно залежно від значення напруги.

Фактор уваги, безсумнівно, викликає мобілізацію захисних систем організму, посилює через гіпофізарно-адреналову систему кровообіг серцевого м'яза, мозкового кровотоку та робить їх стійкішими до зовнішніх подразників (електротравми).

При факторі уваги розладнати біосистему автоматичного регулювання найважливіших систем організму (центральної нервової системи, кровообігу, дихання) значно складніше.

Однак слід зазначити, що роль фактора уваги поки що не знаходить достатнього відображення у захисних заходах при електробезпеці.

Але є впевненість у тому, що нові погляди на електробезпеку живої тканини, подальше вивчення природи електричної активності організму людини дозволяє розкрити біофізику механізму ураження людини, що буде враховано у розробці заходів щодо захисту від дії електричного струму.

Заходи, що забезпечують безпечну експлуатацію електроустаткування

Технічні засоби та засоби захисту, що забезпечують електробезпеку, вказуються з урахуванням: джерела живлення електроенергією номінальної напруги, роду та частоти струму; режиму нейтралі, виду виконання; умов довкілля; можливості зняття напруги з струмопровідних частин; характер можливого дотику людини до елементів ланцюга струму.

Випадки ураження людини струмом можливі лише при замиканні електричного ланцюга через тіло людини або, інакше кажучи, при дотику людини не менше ніж до двох точок ланцюга, між якими існує певна напруга.

Небезпека такого дотику, що оцінюється величиною струму, що проходить через тіло людини, або напругою дотику, залежить від ряду факторів: схеми включення людини в ланцюг, напруги мережі, схеми самої мережі, режиму її нейтралі, ступеня ізоляції струмовідних частин від землі, а також від величини ємності струмопровідних частин щодо землі тощо.

Схеми включення людини у ланцюг можуть бути різними. Однак найбільш характерними є дві схеми включення: між двома проводами та між одним проводом та землею (рис. 68). Зрозуміло, у другому випадку передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Стосовно мереж змінного струму першу схему зазвичай називають двофазним включенням, а другу - однофазним.

Двофазне включення, тобто дотик людини одночасно до двох фаз, як правило, небезпечніше, оскільки до тіла людини прикладається найбільша в цій мережі напруга - лінійна, і тому через людину піде більший струм:

де Ih - Струм, що проходить через тіло людини, А; UЛ = √3 Uф - лінійна напруга, тобто напруга між фазними проводами мережі, В; Uф - фазна напруга, тобто напруга між початком і кінцем однієї обмотки (або між фазним і нульовим проводами), Ст.

Мал. 68. Випадки включення людини в ланцюг струму:
а - двофазне включення; б, в - однофазні включення

Неважко уявити, що двофазне включення є однаково небезпечним у мережі як із ізольованою, так і із заземленою нейтралями.

При двофазному включенні небезпека ураження не зменшиться і в тому випадку, якщо людина надійно ізольована від землі, тобто якщо вона має на ногах гумові калоші або боти або стоїть на ізолюючій (дерев'яній) підлозі, або на діелектричному килимку.

Однофазне включення відбувається значно частіше, але є менш небезпечним, ніж двофазне включення, оскільки напруга, під якою виявляється людина, не перевищує фазного, тобто менше лінійного в 1,73 рази. Відповідно менше виявляється струм, що проходить через людину.

Крім того, на величину цього струму впливають також режим нейтралі джерела струму, опір ізоляції та ємність проводів щодо землі, опір статі, на якій стоїть людина, опір її взуття та деякі інші фактори.

У трифазній трипровідній мережі з ізольованою нейтраллю струм, що проходить через людину, при дотику до однієї з фаз мережі в період її нормальної роботи (рис. 69 а) визначається наступним виразом в комплексній формі (А):

де Z - комплекс повного опору однієї фази щодо землі (Ом):

тут r і С - відповідно опір ізоляції дроту (Ом) та ємність дроту (Ф) щодо землі (прийняті для спрощення однаковими для всіх проводів мережі).

Мал. 69. Дотик людини до дроту трифазної трипровідної мережі із ізольованою нейтраллю: а — за нормального режиму; б - при аварійному режимі

Струм у дійсній формі дорівнює (А):

, (35)

Якщо ємність проводів щодо землі мала, т. е. З = 0, що зазвичай має місце у повітряних мережах невеликий протяжності, то рівняння (35) набуде вигляду

, (36)

Якщо ж ємність велика, а провідність ізоляції незначна, тобто r ≈ ∞, що зазвичай має місце в кабельних мережах, то згідно з виразом (35) струм через людину (А) буде:

, (37)

де хс = 1/wC - ємнісний опір, Ом.

З виразу (36) випливає, що в мережах із ізольованою нейтраллю, що володіють незначною ємністю між проводами і землею, небезпека для людини, яка торкнулася однієї з фаз у період нормальної роботи мережі, залежить від опору проводів щодо землі: зі збільшенням опору небезпека зменшується.

Тому дуже важливо в таких мережах забезпечувати високий опір ізоляції і контролювати її стан з метою своєчасного виявлення та усунення несправностей.

Однак у мережах з великою ємністю щодо землі роль ізоляції проводів у забезпеченні безпеки дотику втрачається, що видно з рівнянь (35) та (37).

При аварійному режимі роботи мережі, тобто коли виникло замикання однієї з фаз на землю через малий опір гзм струм через людину, що торкнулася здорової фази (рис. 69 б), буде (А):

, (38)

а напруга дотику (В):

, (39)

Якщо прийняти, що rзм = 0 або принаймні вважати, що гзм< Rh (так обычно бывает на практике), то согласно выражению (39)

, (40)

т. е. людина опиниться під лінійною напругою.

У дійсних умовах гзм > 0, тому напруга, під яким виявиться людина, що доторкнувся в аварійний період до справної фази трифазної мережі з ізольованою нейтраллю, буде значно більше фазної і трохи менше лінійної напруги мережі. Таким чином, цей випадок дотику в багато разів небезпечніший за дотик до тієї ж фази мережі при нормальному режимі

роботи [див. рівняння (36) і (39), маючи на увазі, що r/3>rзм].

У трифазній чотирипровідній мережі із заземленою нейтраллю провідність ізоляції та ємнісна провідність проводів щодо землі малі порівняно з провідністю заземлення нейтралі, тому при визначенні струму через людину, що стосується фази мережі, їх можна знехтувати.

При нормальному режимі роботи мережі струм через людину буде (рис. 70 а):

, (41)

де г0 - Опір заземлення нейтралі, Ом.

Мал. 70. Дотик людини до фазного дроту трифазної чотирипровідної мережі із заземленою нейтраллю:
а - при нормальному режимі; б - при аварійному режимі

У звичайних мережах r0< 10 Ом, сопротивление тела человека Rh не опускается ниже нескольких сотен Ом. Следовательно, без большой ошибки в уравнении (41) можно пренебречь значением г0 и считать, что при прикосновении к одной из фаз трехфазной четырехпроводной сети с заземленной нейтралью человек оказывается практически под фазным напряжением Uф, а ток, проходящий через него, равен частному от деления Uф на Rh

Звідси випливає, що дотик до фази трифазної мережі із заземленою нейтраллю в період нормальної її роботи більш небезпечний, ніж дотик до фази мережі, що нормально працює, із ізольованою нейтраллю [пор. рівняння (36) і (41)], але менш небезпечним є дотик до непошкодженої фази мережі з ізольованою нейтраллю в аварійний період [порівн. рівняння (38) і (41)], оскільки rзм може часом мало відрізнятися від г0.

Усі випадки поразки людини струмом внаслідок електричного удару - наслідок дотику щонайменше ніж до двох точок електричної ланцюга, між якими існує різниця потенціалів. Небезпека такого дотику багато в чому залежить від особливостей електричної мережі та схеми включення до неї людини. Визначивши силу струму/год, що проходить через людину з урахуванням цих факторів, можна вибрати відповідні захисні заходи для зниження небезпеки ураження.

Двофазне включення людини до ланцюга струму (рис. 8.1, а). Воно відбувається досить рідко, але більш небезпечно в порівнянні з однофазним, так як до тіла прикладається найбільша в цій мережі напруга - лінійна, а сила струму, А, що проходить через людину, не залежить від схеми мережі, режиму її нейтралі та інших факторів, т е.

I = Uл/Rч = √ 3Uф/Rч,

де Uл і Uф -лінійна та фазна напруга, В; Rч - опір тіла людини, Ом (відповідно до Правил пристрою електроустановок у розрахунках Rч приймають рівним 1000 Ом).

Випадки двофазного дотику можуть статися при роботі з електрообладнанням без зняття напруги, наприклад, при заміні запобіжника, що згорів, на введенні в будівлю, застосуванні діелектричних рукавичок з розривами гуми, приєднанні кабелю до незахищених затискачів зварювального трансформатора і т. п.

Однофазне включення. На струм, що проходить через людину, впливають різні чинники, що знижує небезпеку поразки проти двофазним дотиком.

Мал. 8.1. Схеми можливого включення людини до мережі трифазного струму:

а - двофазний дотик; б-однофазний дотик у мережі із заземленою нейтраллю; в - однофазний дотик у мережі із ізольованою нейтраллю

В однофазній двопровідній мережі, ізольованій від землі, силу струму А, що проходить через людину, при рівності опору ізоляції проводів щодо землі r1 = r2 = r, визначають за формулою

Iч = U/(2Rч + r),

де U-напруга мережі, В; r - опір ізоляції, Ом.

У трипровідній мережі з ізольованою нейтраллю при r1 = r2 = r3 = rток піде від місця контакту через тіло людини, взуття, підлогу та недосконалу ізоляцію до інших фаз (рис. 8.1, б). Тоді

Iч = Uф/(Ro + r/3),

де Rо – загальний опір, Ом; RO = Rч + Rоп + Rп; Rоб - опір взуття, см: для гумового взуття Rоб ≥ 50 000 Ом; Rn – опір підлоги, Ом: для сухої дерев'яної підлоги, Rп = 60 000 Ом; г - опір ізоляції проводів, Ом (відповідно до ПУЕ має бути не менше 0,5 МОм на фазу ділянки мережі напругою до 1000 В).

У трифазних чотирипровідних мережах струм піде через людину, її взуття, підлогу, заземлення нейтралі джерела та нульовий провід (рис. 8.1, в). Сила струму, А, що проходить через людину,

Iч = Uф (Rо + Rн),

де RH – опір заземлення нейтралі, Ом. Нехтуючи опором RH, отримаємо:

На підприємствах сільського господарства в основному застосовують чотирипровідні електричні мережі з глухозаземленою нейтраллю напругою до 1000 В. Їх перевага полягає в тому, що за допомогою їх можна отримати дві робочі напруги: лінійне Uл = 380 В і фазне Uф = 220 В. До таких мереж не пред'являють високих вимог до якості ізоляції проводів та їх застосовують за великої розгалуженості мережі. Дещо рідше використовують трипровідну мережу з ізольованою нейтраллю при напрузі до 1000В більш безпечну, якщо опір ізоляції проводів підтримується на високому рівні.

Напруга дотику. Воно виникає в результаті торкання електроустановок або металевих частин обладнання, що знаходяться під напругою.

Крокова напруга. Це напруга Uш на тілі людини при положенні ніг у точках поля розтікання струму із заземлювача або від проводу, що впав на землю, де знаходяться ступні, коли людина йде в напрямку заземлювача (проводу) або від нього (рис. 8.2).

Якщо одна нога знаходиться на відстані х від центру заземлювача, то інша – на відстані х+а, де а – довжина кроку. Зазвичай у розрахунках приймають а = 0,8 м-коду.

Максимальна напруга в цьому випадку виникає у точці замикання струму на землю, а в міру віддалення від неї воно знижується за законом гіперболи. Вважають, що з відривом 20 м від місця замикання потенціал землі дорівнює нулю.

Крокова напруга,

Мал. 8.2. Схема виникнення крокової напруги

Навіть при невеликій кроковій напрузі (50...80 В) може виникнути мимовільне судомне скорочення м'язів ніг і, як наслідок - падіння людини на землю. При цьому він одночасно стосується землі руками та ногами, відстань між якими більша, ніж довжина кроку, тому діюча напруга збільшується. Крім того, в такому положенні людини утворюється новий шлях проходження струму, що стосується життєво важливих органів. У цьому створюється реальна загроза смертельного поразки. При зменшенні довжини кроку крокове напруження знижується. Тому, щоб вибратися із зони дії крокової напруги, слід пересуватися стрибками на одній нозі або на двох зімкнутих ногах або якомога коротшими кроками (в останньому випадку допустимим вважають напругу не більше 40 В).

Проходження струму через людину є наслідком його дотику не менше, ніж до двох точок електричного ланцюга, між якими є деяка різниця потенціалів (напруга).

Небезпека такого дотику є неоднозначною і залежить від ряду факторів:

схеми включення людини в електричний ланцюг;

напруги мережі;

схеми самої мережі;

режиму нейтралі мережі;

ступеня ізоляції струмовідних частин від землі;

ємності струмопровідних частин щодо землі.

Класифікація мереж напругою до 1000 В

Однофазні мережі

Однофазні мережі розділяться на двопровідні та однопровідні.

Двопровідні

Двопровідні мережі діляться на ізольовані від землі та із заземленим проводом.

Ізольовані від землі

Із заземленим дротом

Дані мережі широко використовуються у народному господарстві, починаючи з живлення малою напругою переносного інструменту та закінчуючи живленням потужних однофазних споживачів.

Однопровідні

У разі однопровідної мережі роль другого дроту виконує земля, рейка і т.д.

Однофазна мережа. Однопровідна

Основне застосування ці мережі отримали в електрифікованому транспорті (електровози, трамваї, метро тощо).

Трифазні мережі

Залежно від режиму нейтралі джерела струму та наявності нейтрального або нульового провідника можуть бути виконані за чотирма схемами.

Нейтральна точка джерела струму- точка, напруги на якій щодо всіх фаз однакові за абсолютним значенням.

Нульова точка джерела струму- Заземлена нейтральна точка.

Провідник, приєднаний до нейтральної точки, називається нейтральним провідником (нейтраллю), а до нульової точки - нульовим провідником.

1. Трипровідна мережа із ізольованою нейтраллю

2. Трипровідна сісти із заземленою нейтраллю

3. Чотирьох провідна мережа із ізольованою нейтраллю

4. Чотирьох провідна мережа із заземленою нейтраллю

При напрузі до 1000В нашій країні використовуються схеми «1» і «4».

Схеми включення людини в електричний ланцюг

Двофазний дотик- між двома фазами електричної мережі. Як правило, найбільш небезпечне тому, що має місце бути лінійна напруга. Однак ці випадки досить рідкісні.

Однофазний дотик- між фазою та землею. При цьому передбачається наявність електричного зв'язку між мережею та землею.

Докладніше про схеми включення людини в ланцюг див. Долін П.А. Основи техніки безпеки у електроустановках.

Однофазні мережі

Ізольована від землі

Нормальний режим

Чим краща ізоляція проводів щодо землі, тим менша небезпека однофазного дотику до дроту.
Дотик людини до дроту з великим електричним опором ізоляції є більш небезпечним.

Аварійний режим

При замиканні дроту на землю людина доторкнулась до справного дроту, виявляється під напругою, що дорівнює майже повній напругі лінії, незалежно від опору ізоляції проводів.

Із заземленим дротом

Дотик до незаземленого дроту

У цьому випадку людина виявляється практично під повною напругою мережі.

Дотик до заземленого дроту

У нормальних умовах дотик до заземленого дроту практично не є небезпечним.

Дотик до заземленого дроту. Аварійний режим роботи

При короткому замиканні напруга на заземленому дроті може досягати небезпечних значень.

Трифазні мережі

З ізольованою нейтраллю

Нормальний режим

Небезпека дотику визначається повним електричним опором проводів щодо землі, із збільшенням опору, небезпека дотику зменшується.

Аварійний режим

Напруга дотику практично дорівнює лінійній напрузімережі. Найнебезпечніший випадок.

Із заземленою нейтраллю

Нормальний режим

Людина у разі виявляється майже під фазним напругою мережі.

Аварійний режим

Величина напруги дотику лежить між лінійною та фазною напругою, залежить від співвідношення між опором замикання на землю та опором заземлення.

Заходи забезпечення електробезпеки

Виключення контакту людини з струмопровідними частинами.
Релаїзується за допомогою розташування струмопровідних частин у недосяжних місцях (на висоті, в кабельних каналах, коробах, трубах і т.д.)

Використання малої напруги (12, 24, 36 В).
Наприклад, для живлення ручного інструменту у приміщеннях з підвищеною небезпекою ураження електричним струмом.

Використання подвійної ізоляції.
Наприклад, виконання корпусу електроустановки з діелектрика.

Застосування засобів індивідуального захисту.
Перед застосуванням ЗІЗ необхідно обов'язково переконатися в їх справності, цілісності, а також перевірити терміни попередньої та подальшої перевірки інструменту.

Основні захисні засобизабезпечують безпосередній захист від ураження електричним струмом.
Додаткові захисні засобине можуть самостійно забезпечити безпеку, але можуть допомогти при використанні основних засобів.

Контролює ізоляцію обладнання та мереж.
- вихідний контроль.
– Плановий.
- Позачерговій тощо.

Захисний поділ мереж.
Дозволяє зменшити ємність ліній поблизу споживачів електричної енергії.

Захисне заземлення - навмисне електричне з'єднання металевих нетоковедущих частин, що можуть опинитися під напругою, із землею або її еквівалентом (популярно про заземлення на geektimes.ru).

У мережах до 1000 У захисне заземлення застосовується в мережах з ізольованінейтраллю.
Принцип дії полягає у зменшенні до безпечного значення напруги дотику.

Коли заземлення неможливе, з метою захисту вирівнюють потенціал основи на якому стоїть людина та обладнання шляхом підвищення. Наприклад, з'єднання ремонтного кошика із фазним провідником ЛЕП.

Заземлювачі поділяються на:
a. Штучні, призначені для заземлення безпосередньо.
b. Природні, які у землі металеві предмети іншого призначення, які можна використовувати як заземлителей. Винятки за критерієм вибухопожежонебезпеки (газопроводи і т.д.).

Опір заземлення має бути трохи більше кількох Ом. При цьому згодом у результаті корозії опір заземлювача зростає. Тому його величина має періодично контролюватись (зима/літо).

Захисне занулення - навмисне з'єднання металевих нетоковедущих частин, які можуть опинитися під напругою, з багаторазово заземленим нульовим захисним провідником.

Область застосування - електроустановки із заземленою нейтраллю з напругою до 1000В.

Принцип дії - перетворення замикання на корпус обладнання однофазне коротке замикання, з наступним відключенням обладнання з перевищення максимально допустимої сили струму.

Струмовий захист реалізується або за допомогою автоматичних вимикачів, або плавких запобіжників. Особливу увагу необхідно приділити вибору товщини нульового захисного дроту, достатньої проведення струму короткого замикання.

Застосування ПЗВ (пристроїв захисного відключення).

Даний вид захисту спрацьовує, коли струми вхідний і що виходить у контурі, що відстежується, не збігаються за величиною тобто, коли має місце бути витік струму. Наприклад, при дотику людини до фазного дроту, частина струму йде повз основний контур в землю, що і викликає відключення живлення обладнання в контрольованому контурі. Детальніше, .