Умови ураження людини струмом при доторканні до струмопровідних частин

 

Величина сили струму, що проходить через тіло людини при її одночасному доторканні до двох точок, між якими існує напруга, тобто при створенні нею замкнутого електричного кола, залежить від:

- схеми під'єднання людини до електричного кола;

- напруги мережі;

- схеми мережі;

- режиму роботи нейтралі мережі;

- якості ізоляції струмопровідних частин від землі тощо.

Електричні мережі є постійного та змінного струмів (змінного – однофазні та багатофазні, найбільш поширені – трифазні). За режимом роботи нейтралі трансформатора або генератора трифазні мережі можуть бути:

- з ізольованою нейтраллю (трьохпровідні);

- з глухозаземленою нейтраллю (чотирьохпровідні).

Ізольована нейтраль – це нейтраль трансформатора або генератора, яка не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана через апарати з великим опором (трансформатори напруги, компенсаційні котушки тощо).

Глухозаземлена нейтраль – нейтраль генератора чи трансформатора, яка приєднана до заземлювального пристрою безпосередньо або через апарати з малим опором (трансформатори струму).

Схеми під'єднання людини до електричного кола можуть бути різними. Найбільш характерні:

1) двофазна (двополюсна) – між двома проводами (фазами);

2) однофазна (однополюсна) – між одним проводом (фазою) та землею (за умови, що між мережею та землею є електричний зв’язок).

Двофазне (двополюсне) доторкання. При двофазному доторканні до струмопровідних частин (рис. 4.1) сила струму І_л, що проходить через тіло людини визначається за формулами:

- для мережі постійного або однофазного змінного струму:

 

І_л = U_роб / R_л;                                             (4.1)

 

- для трифазної мережі:

 

І_л = U_лін / R_л = U_ф / R_л,                                           (4.2)

 

де R_л – опір тіла людини;

U_роб – робоча напруга мережі;

U_лін – лінійна напруга мережі, тобто напруга між фазними проводами;

U_ф – фазна напруга мережі, тобто напругаміж фазним та нульовим проводами;

 

 

 

Рис. 4.1 – Схема двофазного доторкання: а – у мережі постійного або однофазного змінного струму; б – у трифазній мережі.

 

Двофазне доторкання є більш небезпечним (зустрічається рідко), оскільки I_л залежить лише від напруги мережі та опору тіла людини і через тіло людини може пройти струм, який значно перевищує значення порогового фібриляційного струму.

Однофазне доторкання до проводу трифазної чотирьохпровідної мережі з глухозаземленою нейтраллю (рис. 4.2).

 

 

Рис. 4.2 – Схема однофазного доторкання до проводу трифазної чотирьохпровідної мережі з глухозаземленою нейтраллю

 

При однофазному доторканні через тіло людини проходить менший струм порівняно з попереднім випадком, оскільки напруга не перевищує фазної, що у  разів є меншою, ніж лінійна напруга мережі. Окрім того, загальний опір електричного кола може складатися не лише з опору тіла людини R_л, та опору заземлення нейтралі R₀, а й з опору підлоги (основи) R_п, на якій стоїть людина та опору взуття R_в. В загальному випадку І_л визначається за формулою:

 

І_л = U_ф / (R_л + R₀ + R_п + R_в).                              (4.3)

 

При однофазному доторканні у трифазній мережі з ізольованою нейтраллю (рис. 4.3) струм, що пройде через тіло людини, буде меншим, ніж при аналогічному доторканні у мережі з глухозаземленою нейтраллю через те, що до загального опору електричного кола додається опір ізоляції (r_а, r_в, r_с) та ємнісний опір (с_а, с_в, с_с) фаз.

У такій мережі напругою до 1000 В, коли значення опору ізоляції всіх трьох фаз рівні (r_а = r_в = r_с = r), а ємнісним опором можна знехтувати (с_а = с_в= с_с= 0), струм, що проходить через людину, дорівнює:

 

І_л = U_ф / ((R_л + R₀ + R_п + R_в) + r / 3) = 3U_ф / (3(R_л + R₀ + R_п + R_в) + r) (4.4)

 

 

Рис. 4.3 – Схема однофазного доторкання до проводу трифазної мережі з ізольованою нейтраллю

 

При аварійних режимах електромережі (замиканні на корпус або на землю) (рис. 4.4), струм, який пройде через тіло людини у випадку її доторкання до справної фази можна виразити такою залежністю:

 

І_л = U’_лін / (R_л + R_к),                                           (4.5)

 

де U_ф < U'_лін < U_лін.

 

Як правило, опір короткого замикання R_к досить малий і ним можна знехтувати. Тоді

 

І_л = U’_лін / R_л.                                        (4.6)

 

 

Рис. 4.4 – Схема однофазного доторкання до справної фази несправної електромережі

 

Таким чином, можна зробити наступні висновки:

- найбільш небезпечним є двофазне доторкання;

- найменш небезпечним є однофазне доторкання до проводу мережі з ізольованою нейтраллю;

при однофазному доторканні у мережі з глухозаземленою нейтраллю наслідки ураження істотно залежать від опору підлоги, на якій стоїть людина та опору її взуття.

 

Лекція 6