4.1.6. Оценка опасности поражения человека током

Оценка опасности поражения осуществляется по величине тока, протекающего через тело человека, т.е. по величине основного фактора, влияющего на исход поражения. Возможная величина тока через тело человека определяется рядом факторов, основными из которых являются:

- тип электрической сети (СИН или СЗН);

- режим работы электрической сети (нормальный или аварийный);

- схема включения человека в электрическую сеть;

• - наличие дополнительных сопротивлений, включенных последовательно с телом человека.

• Различают двухфазную (рис. 4.5, а) и однофазную (рис.4.5, б, в) схемы включения человека в электрическую цепь.

• а б в

  Рис. 4.5. Схемы включения человека в цепь тока

  При двухфазном включении человек касается двумя различными точками своего тела токопроводящих элементов, соединённых или соединившихся в аварийном режиме с любой парой фаз электрической сети. При однофазном включении человек, имеющий электрическую связь с землёй (например, стоящий на земле или на токопроводящем полу), касается какой-либо частью своего тела токопроводящих элементов, соединённых с одной из фаз электрической сети. Разумеется, во втором случае предполагается наличие электрической связи между сетью и землёй (через заземлённую нейтраль, сопротивления изоляции фаз относительно земли, аварийное замыкание фазы на землю).

Ток, протекающий через тело человека I_h, согласно закону Ома зависит от величины напряжения прикосновения U_h (напряжения, приложенного непосредственно к телу человека) и сопротивления тела человека Z_h.

Для приближённой оценки опасности обычно используют значение R_h = 1 кОм.

В цепь электрического тока последовательно с сопротивлением тела человека R_h в общем случае могут быть включены дополнительные сопротивления, например, перчаток, обуви, основания, на котором стоит человек, защитных средств с общим сопротивлением R_доп.

Сумма сопротивлений R_h и R_доп представляет собой полное электрическое сопротивление цепи тока, протекающего через тело человека в случае однофазного прикосновения к токоведущим элементам электрической сети: R_hп = R_h + R_доп. Падение напряжения на R_hп обозначим как U_hп. Тогда ток через тело человека может быть определён формулой I_h = U_h / R_h = U_hп / R_hп .

Дополнительные сопротивления в электрической цепи, в которую включено тело человека, уменьшают величину действующего в этой цепи тока и, следовательно, случай R_доп ≈ 0 является наиболее опасным для человека.

В случае одновременного прикосновения к любой паре фаз (двухфазное включение) человек в худшем случае оказывается под полным линейным напряжением: I_h = U_л /R_h = U_ф / R_h =∙220/1000 ≈ 0,38 А.

Очевидно, что двухфазное включение является одинаково опасным в сетях как с изолированной, так и с заземлённой нейтралями. При двухфазном включении опасность поражения не уменьшится и в том случае, если человек надёжно изолирован от земли, т.е. если он имеет на ногах резиновые галоши, боты либо стоит на изолирующем (деревянном) полу, на диэлектрическом коврике. При этом величина тока через тело человека (0,38 А) существенно превышает величину порогового фибрилляционного тока (0,1 А), и, следовательно, такое прикосновение является чрезвычайно опасным, несущим смертельную угрозу для жизни человека.

Однофазное включение происходит значительно чаще, но напряжение, под которым оказывается человек при нормальном режиме работы установки, практически не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий через человека. На величину этого тока влияют режим нейтрали источника, сопротивление изоляции и ёмкость проводов фаз относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.

В сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через тело человека, определяется выражением I_h = |İ_h| = U_ф / |(R_h+ Z/3)|, из которого следует, что в сетях с изолированной нейтралью опасность для человека, прикоснувшегося к одной из фаз в период нормальной работы сети, зависит от качества изоляции проводов фаз относительно земли. Однако в сетях с большой ёмкостью фаз относительно земли роль изоляции проводов в обеспечении безопасности утрачивается.

В сети с глухозаземлённой нейтралью прикосновение к одной из фаз вызовет прохождение через тело человека тока

I_h = U_ф / (R_h+ R₀)  U_ф / R_h, т.к. R₀ << R_h.

При аварийном режиме в сети с изолированной нейтралью, когда одна из фаз замкнута на землю через малое сопротивление Rзм, человек, прикоснувшийся к исправной фазе, окажется под воздействием линейного напряжения сети, а в сети с заземлённой нейтралью – под воздействием напряжения U_ф < U < U_л, которое несколько больше фазного и значительно меньше линейного напряжения сети.