Условия поражения человека электрическим током

Тяжесть поражения электрическим током зависит от вида электрической сети и характера прикосновения человека к токоведущим элементам. Наибольшее распространение имеют электрические сети трехфазного тока с изолированной или глухозаземленной нейтралью источника тока (генератора, трансформатора). В сельском хозяйстве в основном применяют трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью, обеспечивающие питание установок напряжением 380 и 220 В.

Действие тока возникает, когда человек прикасается не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение (напряжение прикосновения).

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными (рисунок 1). Чаще других происходит однофазное включение человека в цепь между фазным проводом и землей и двухфазное - между двумя фазными проводами.

           

Рисунок 1 - Схемы включения человека в электрическую цепь 

При однофазном прикосновении ток, проходящий через тело человека, может быть с достаточной для практики точностью определен по формуле:

I = ,

где: U_ф -фазное напряжение, В;

R_ч - расчетное сопротивление тела человека (1000 Ом);

R_об- сопротивление обуви, Ом;

 R_п- сопротивление пола, Ом;

R_о - сопротивление глухозаземленной нейтрали, Ом.

Чем больше напряжение прикосновения и чем меньше сопротивление участков цепи замыкания, тем выше ток, проходящий через тело человека. Если принять U_ф = 220В, а R_об = 0, R_п = 0 (при хорошем контакте человека с землей), R_о =10 Ом, то сила проходящего через человека тока будет равна 0,218 А (218 мА), что значительно превышает смертельный ток (90 - 100 мА).

Если принять, что человек стоит на сухом деревянном полу (R_п = 10⁵ Ом) в резиновой обуви (R_об = 45х10³ Ом),то сила тока будет равна 0,0015 А (1,5 мА). Такой ток не опасен.

При двухфазном включении напряжение прикосновения в 1,73 раза больше, чем при однофазном. Сопротивление пола, обуви в этом случае не влияет на ток, а его величина определяется выражением:                                                                        

I = .

При U_ф =220 В и R_ч =1000 Ом сила тока, проходящего через человека, составит 0,38 А (380 мА), что значительно больше, чем при однофазном включении. Следовательно, двухфазное включение человека в электрическую цепь наиболее опасно.

При обрыве электрического провода, пробое изоляции на заземленный корпус машины и при другой прямой утечке электроэнергии в землю (например, от молниеотвода) человек может оказаться в зоне растекания тока по земле под напряжением, называемым шаговым. В зоне контакта электрического проводника с землей потенциал земли φ наибольший и равен потенциалу проводника, а на расстоянии 20 м он уже практически равен нулю (рисунок 2). При нахождении человека в зоне растекания тока его ноги могут оказаться разноудаленными от зоны контакта, в точках с разными потенциалами. Разница этих потенциалов и создает шаговое напряжение.

                                                                                                               

 

Рисунок 2 - Схема образования шагового напряжения

Оно максимально вблизи зоны контакта (точка 1) и убывает при удалении от нее (точка 2). На расстоянии 20 м и более (точка 3) шаговое напряжение практически равно нулю. С увеличением ширины шага оно возрастает, поэтому выходить из зоны шагового напряжения надо короткими шагами или прыжками на двух ногах.