Включение человека в электрическую цепь (однофазное, двухфазное).Определение величины поражающего тока

 

Типовые схемы включения человека в электрическую цепь

Существуют различные “схемы включения” человека в электрическую цепь тока (типовые “схемы включения” показаны на рис.3.5. на примере сети IT):

 

двухфазное прикосновение (прямое) – одновременное прикосновение к двум фазным проводникам, действующей электроустановки (поз.1 на рис.3.5.);

однофазное прикосновение (прямое) – прикосновение к проводнику одной фазы действующей электроустановки (поз.2 на рис.3.5.);

косвенное прикосновение к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением в результате повреждения изоляции (прикосновение к корпусу потребителя электроэнергии с поврежденной изоляцией) (поз.3 на рис.3.5.).

При анализе электробезопасности различных сетей обычно рассматривают две первые ситуациии.

При двухфазном прикосновении ток через тело человека и напряжение прикосновения определяются по формулам:

                                                         (3.1.)

 

                                                                (3.2.)

где U - действующее значение фазного напряжения сети; Gh - проводимость тела человека.    

Из выражений (3.1.) и (3.2.) следует, что при двухфазном прикосновении человек попадает под линейное напряжение сети вне зависимости от типа сети, режима нейтрали, режима работы сети, проводимости фазных проводов YL1, YL2, YL3 относительно земли. Такая схема включения человека в электрическую цепь представляет большую опасность.

Случаи двухфазного прикосновения происходят сравнительно редко и являются, как правило, результатом работы под напряжением в электроустановках до 1 кВ, что является нарушением правил и инструкций выполнения работ.

При однофазном прикосновении человек попадает под напряжение Uh, значение которого зависит от многих факторов. Эта схема включения человека в электрическую цепь тока является менее опасной, чем двухфазное прикосновение, и на практике она встречается значительно чаще. Например, электротравмы со смертельным исходом при однофазном прикосновении составляют 70- 80% от общего числа, причем, большинство из них происходит в сетях напряжением до 1 кВ.

Далее, при анализе электробезопасности сетей различных типов, будет рассматриваться только однофазное прикосновение.

Факторы, определяющие исход поражения

Основным поражающим фактором является электрический ток. При длительном (более 1 с] протекании переменного тока промышленной частоты выделяют следующие характерные значения: пороговый ток ощущения (0,8-1,2 мА), пороговый неотпускающий (приковывающий) ток (10-16 мА), пороговый фибрилляционный ток. Отечественным ученым Киселевым А.П. предложено расчетное соотношение для определения поражающего тока как функции массы (G) тела человека: /„„, = 1,2 (30 + 3,7G)

Сопротивление тела человека. Выделяют внутреннее и наружное сопротивление. Основной составляющей является наружное сопротивление -сопротивление кожи (а именно эпидермиса) человека. Так, в относительных единицах, если сопротивление кожи принять за 1, то сопротивление внутренних тканей составит 0,15-0,20 (600-8000М). сопротивление нервных волокон - 0,025. Пот, влага снижают сопротивление человека в 12 раз, в воде оно снижается в 25 раз. В качестве расчетного значения сопротивления тела принята величина 1000 0м.

Путь (петля) тока. Различают так называемые большие (полные) петли, которые захватывают область сердца (через сердце протекает 8-12 % от общего значения тока) и малые петли, когда через сердце протекает 0,4 % от общего значения тока. К большим петлям относятся: правая рука - ноги (по статистике они возникают в 20 % случаев), левая рука - ноги (17 %), обе руки - ноги (13 %), голова-ноги (5 %), рука-рука (40 %). Малой петлей является петля нога-нога (6 %).

Пороговые значения поражающих токов зависят от продолжительности воздействия тока: при длительности воздействия 0,1 с они составляют 500 мА (400 мА); при 0,2 с - 250 мЛ (190 мА); при 0,4 с ~ 125 мА (140 мА); при 0,5 с - 100 мА (125 мА); при 0,7 с- 70 мА (90 мА); при 1,0 с -50 мА (50 мА). В скобках указаны значения токов с учетом нелинейности изменения значений сопротивления тела в зависимости от приложенного напряжения.

Постоянный ток менее опасен, чем переменный (в 4-6 раз по сравнению с током промышленной частоты). Наиболее опасным для человека является ток частотой 70 Гц. Промышленная частота 50 Гц равноценна по опасности с частотой 100 Гц. С ростом частоты значения поражающих токов увеличиваются, т.е. опасность поражения уменьшается.

Прочие факторы. Установлено, что все, что повышает темп работы сердца способствует увеличению вероятности поражения (усталость, возбуждение, испуг, жажда, алкоголь, наркотики, болезни и т.п.). Не меньшую роль играет готовность к электрическому удару. Более подробно этот вопрос рассмотрен в журнале "Охрана труда и социальное страхование», № в, 1997 г.