Лекции

Род тока.

Постоянный ток в домашних условиях чаще всего протекает в светильниках, переменный протекает во всех розетках, распределительная коробках и щитке, поэтому его опасность для жизни человека более актуальна.

Частота колебаний. В бытовой электрической сети составляет 50 Гц. При частоте от 10 до 500 Гц переменный ток одинаково опасен для человека. В диапазоне от 500 до 1000 Гц опасность заметно возрастает. Переменный электрический ток с частотой колебаний свыше 1000 Гц менее опасен для жизни.

Постоянный электрический ток примерно в 3-4 раза безопаснее переменного, если частота колебаний последнего составляет 50 Гц.

Напряжение. Если напряжение в сети не превышает 400 В, то в этом случае переменный электрический ток опаснее постоянного. В диапазоне 400-600 В сравниваемые варианты примерно одинаково опасны для жизни человека. Если напряжение в сети на порядок выше 500 В опасность постоянного электротока возрастает и в этом случае переменный считается не таким опасным.

Частота тока определяют тяжесть последствий поражения электрическим током. Для переменного тока с увеличением частоты тока – полное сопротивление тела уменьшается, что приводит к увеличению силы тока, проходящего через человека. Наиболее опасен переменный ток частотой 50…1000 Гц. При частоте < 20 Гц или > 1000 Гц опасность поражения током значительно снижается.

Наиболее опасны токи с частотой 50-60 Гц. Практически при применении токов частотой 1000Гц и выше опасность электрического удара уменьшается и полностью исчезает при частоте 45 -50 кГц.

Фактором, определяющим исход поражения, является длительность времени, в течение которого пострадавший находился под воздействием электрического тока. С течением времени резко возрастает сила тока вследствие уменьшения сопротивления тела и, кроме того, в организме человека накапливаются отрицательные последствия воздействия тока.

Чем продолжительнее пребывание человека под током, тем больше опасность; считается, что длительно безопасное воздействие силы тока - 1 мА, 30 сек – 6 мА.

Общая формула I = 50 / t

Индивидуальные особенности человека. Физически здоровые крепкие молодые люди легче переносят удары электрическим током.

Условия внешней среды

«Правилами устройства электроустановок» все помещения по опасности поражения людей электрическим током разделены на следующие классы: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные, а также территории размещения наружных электроустановок.

Помещения без повышенной опасности характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность

Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

а) сырости (относительная влажность воздуха длительно превышает 75%) или токопроводящей пыли;

б) токопроводящих полов (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.); в) высокой температуры (выше +35 °С);

г) возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования — с другой.

Условия внешней среды

3. Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

а) особой сырости (относительная влажность воздуха близка к 100%: потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой);

б) химически активной или органической среды (разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования);

в) одновременно двух или более условий повышенной опасности (п. 2).

4. Территории размещения наружных электроустановок. По опасности поражения людей электрическим током эти территории приравниваются к особо опасным помещениям.

В химической промышленности многие производственные помещения являются особо опасными.

Условия поражения электрическим током

Двухфазное прикосновение наиболее опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение — линейное и поэтому через человека пойдет больший ток.

где Uл, - линейное напряжение, В; Uф - фазное напряжение, В; Rh - со-противление тела человека, Ом.

В сети с линейным напряжением Uл, = 380 В (Uф = 220 В) при сопротивлении тела человека Rh = 1000 Ом ток через человека будет равен

Ih = 1,73 ∙ 220 / 1000 = 380/1000 = 0,38 А.

Этот ток для человека смертельно опасен.

При двухфазном прикосновении ток, проходящий через человека, практически не зависит от режима нейтрали сети. Опасность прикосновения не уменьшится и в том случае, если человек будет надежно изолирован от земли.

Однофазное прикосновение происходит во много раз чаше, чем двухфазное, но оно менее опасно, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т. е, меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно меньше оказывается и ток, проходящий через человека.

Кроме того, на этот ток большое влияние оказывают режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции проводов сети относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.

В сети с заземленной нейтралью. Ток, проходящий через человека, определяют по формуле:

где Uф - фазовое напряжение сети, В; Rh - сопротивление тела человека, Ом; Rоб - сопротивление обуви; Rп - сопротивление пола, Ом; R0 - сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

В наиболее неблагоприятном случае - токоведущая обувь - сырая или подбитая металлическими гвоздями, человек стоит на сырой земле или на металлическом полу, Rоб = 0; Rп=0, а R0 ≤ 10 Ом.

Iл = 220 / 1000 = 0,22 А (220 мА) - Такая сила тока также смертельно опасно для человека.

Если обувь не токопроводящая (резиновые галоши, Rоб = 45 кОм), и человек стоит на изолирующем основании (деревянный пол, Rп = 100 кОм), то

Iл = 220 / ( 1000 + 45000 + 100000 ) = 0,0015 А = 1,5 мА. Этот ток не опасен для человека.

В сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через человека в землю, возвращается к источнику тока через изоляцию проводов сети, которая в исправном состоянии обладает большим сопротивлением.

Для этого случая ток, проходящий через человека, определяют по формуле:

(Rиз - сопротивление изоляции одной фазы сети относительно земли, Ом).

При наиболее неблагоприятном случае, когда человек имеет проводящую ток обувь и стоит на токопроводящем полу ( Rоб = 0, Rп = 0, Uф = 220 В и Rиз = 90 кОм)

ток через человека будет

Iл = 220 / ( 1000 + 30 000 ) = 0,007 А = 7 мА,

т. е. в сети с изолированной нейтралью условия безопасности находятся в зависимости от сопротивления изоляции проводов относительно земли.

Если учесть Rоб = 45 кОм и Rп = 100 кОм, то

Iл = 220 / (1000 + 45000 + 100000 + 30 000) / = 0,00125 А = 1,25 мА.

Таким образом, при прочих равных условиях прикосновение человека к одной фазе сети с изолированной нейтралью менее опасно, чем в сети с заземленной нейтралью.

Это справедливо лишь для нормальных (безаварийных) условий работы сетей.

Основные причины поражения электрическим током

1.Случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением в результате: - ошибочных действий при проведении работ; - неисправности защитных средств, которыми пострадавший касался токоведущих частей и др.

2.Появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования в результате:

- повреждения изоляции токоведущих частей; - замыкания фазы сети на землю;

- падения провода (находящегося под напряжением) на конструктивные части электрооборудования и др.

3.Появление напряжения на отключенных токоведущих частях в результате:

-ошибочного включения отключенной установки;

-замыкания между отключенными и находящимися под напряжением токоведущими частями;

-разряда молнии в электроустановку и др.

4. Возникновение напряжения шага на участке земли, где находится человек, в результате:

-замыкания фазы на землю;

-выноса потенциала протяженным токопроводящим предметом (трубопроводом, железнодорожными рельсами);

-неисправностей в устройстве защитного заземления и др.

ШАГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ.

При обрыве провода электролинии и падении его на землю, происходит однофазное замыкание и растекание электрического тока по поверхности земли. Если человек будет стоять на земле в зоне растекания электрического

тока, то на длине шага возникает напряжение, и через его

тело будет проходить электрический ток. Величина этого

напряжения, (шаговое), зависит от ширины шага и места

расположения человека. Чем ближе человек стоит к

месту замыкания, тем больше величина шагового

напряжения.