Воздействие электрических сетей на человека и окружающую материальную среду многообразно. Значительную опасность представляют электрические сети для людей, оказавшихся в условиях непосредственного контакта с сетями.

Опасность воздействия электрических сетей на человека

Опасность поражения человека электрическим током определяется прежде всего величиной тока Iч, проходящего через тело человека. Его определяют по формуле

Iч = Uпр / Rч,

где Uпр — напряжение прикосновения; Rч — сопротивление тела человека.

Прохождение тока может вызывать у человека раздражение и повреждение различных органов. Наиболее часто в результате поражения током встречаются следующие явления: судороги, фибрилляция сердца, прекращение дыхания, паралич сердца и ожоги.

Минимальная величина тока, при котором возникает судорожное сокращение мышц, называют пороговым неотпускающим током. Его значение для переменного тока частотой 50 Гц лежит в пределах 6—16 мА. 

Влияние силы переменного тока (мА) на человека

Важными факторами, влияющими на результат воздействия электрического тока на человека, являются следующие факторы:

— род тока и частота;

— путь прохождения тока;

— время его действия;

— температура и влажность воздуха;

— состояние кожных покровов человека.

В общем случае показано, что при напряжении до 500 В переменный ток опаснее постоянного, а при напряжении более 500 В опаснее постоянный ток.

Наибольшую опасность представляет ток частотой 50 Гц. Рост и уменьшение частоты снижают опасность его воздействия.

Путь прохождения тока многовариантен. Наиболее опасное воздействие наблюдается в случаях, когда ток проходит через сердце или мозг.

Увеличение времени воздействия тока на человека повышает опасность.

Опасность поражения человека электрическим током зависит от состояния и вида помещения, где применяются электрические сети и электроустановки. Виды помещений различают по опасности поражения током.

Виды помещений по опасности поражения током

Кроме того, опасными с точки зрения возможности поражения электрическим током могут быть работы, проводимые на территориях размещения наружных электроустановок, которые по опасности поражения током приравниваются к особо опасным помещениям.

Опасность поражения человека электрическим током наступает вследствие:

  • напряжения шага;
  • прикосновения к неизолированным токоведущим частям.

Напряжение шага. Для анализа рассекания тока в грунте принимаем, что ток стекает в грунт через одиночный заземлитель полусферической формы, грунт однородный и изотропный, его удельное сопротивление r во много раз превышает удельное сопротивление материала заземлителя.

Растекание тока в грунте

Тогда потенциал φA точки A на расстоянии х выразится зависимостью , а потенциал φз на заземлителе  ,где /з — ток, стекающий с заземлителя диаметром 2х в грунт.

Таким образом, потенциал на поверхности грунта изменяется по закону гиперболы. Максимальный потенциал будет при x = xз.

Напряжение шага

 

Зону земли, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания на землю, может быть условно принят равным нулю, называют зоной растекания тока замыкания на землю. Зона растекания тока простирается, в среднем, на расстояние до 20 м от места замыкания на землю.

При расположении одной ноги человека на расстоянии x от упавшего провода заземлителя и ширине шага а (обычно принимается а = 1 м) получаем напряжение шага

где  — напряжение шага, которое зависит от расстояния до заземлителя и ширины шага (чем ближе к заземлителю и чем шире шаг, тем коэффициент β больше).

Электрический ток через тело человека, обусловленный напряжением шага, равен

Iч = Uш / Rч,

где Rч — сопротивление в цепи протекания тока через человека, состоящее из сопротивлений тела человека, обуви и опорной поверхности, на которой он находится.

Подробнее см. в пп. 5.1.9 учебника.

Опасность поражения током в электрических сетях. Случаи поражения человека током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т.е. при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует напряжение (разность потенциалов) относительно земли.

Схемы включения человека в электрическую цепь могут быть различными. 

Случаи включения человека в электрическую цепь

а — двухфазное; б и в — однофазное (соответственно прямое и косвенное); Z — полное сопротивление фазы относительно земли

Наиболее характерными являются две схемы включения: между двумя проводами (двухфазное включение) и между одним проводом и землей (однофазное включение). Во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землей.

Двухфазное включение   прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение — линейное, и поэтому через тело человека пройдет ток

Iч = Uл  /Rч = 1,73 Uф  /Rч,

где Uл — линейное напряжение, т.е. напряжение между фазными проводами сети; Uффазное напряжение; Uл = 1,73Uф.

Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. 

Действие электрического тока в трехфазных сетях напряжением до 1 кВ см. в пп. 5.1.9 учебника.

Анализ сетей напряжением до 1 кВ показал, что по условиям безопасности (в случае прикосновения к фазному проводу в период нормального режима работы сети) более безопасной является сеть с изолированной нейтралью, а в аварийный период — сеть с заземленной нейтралью.

Сетями с изолированной нейтралью являются  мало разветвленные сети, не подверженные воздействию агрессивной среды и находящиеся под постоянным надзором квалифицированного персонала. Примером могут служить сети электротехнических лабораторий.

Сеть с заземленной нейтралью из условий безопасности следует применять там, где невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов (из-за высокой влажности, агрессивной среды и пр.), когда нельзя быстро отыскать или устранить повреждение изоляции. Это, как правило, сети жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок.

Электрическая дуга. Она возникает при коротком замыкании, электрическом пробое воздушных зазоров и т.п. Температура дуги может достигать 7000°С, вызывая тяжелые ожоги и травмы. 

Последнее изменение: вторник, 30 Август 2016, 10:48