Analiza circuitelor pentru conectarea unei persoane la un circuit electric. Analiza rețelei Schema de conectare monofazată a unei persoane la o rețea de curent trifazat cu un neutru împământat

Gradul de pericol și rezultatul înfrângerii soc electric depind: de schema de „conectare” a unei persoane la un circuit electric; pe reteaua electrica:

trifazat cu patru fire cu neutru împământat;

trifazat cu neutru izolat.

Punctul neutru al unui transformator (generator) este punctul de conectare al înfășurărilor transformatorului de alimentare. În timpul funcționării normale a rețelei electrice, tensiunea în acest punct este 0. Neutrul sursei de alimentare poate fi împământat și izolat de pământ, aceasta determinând modul său de funcționare. Împământarea neutră se numește împământare de lucru R 0 .

Alegerea diagramei de rețea și a modului neutru al sursei de curent se realizează în funcție de cerințele tehnologice și de condițiile de siguranță.

De cerinte tehnologice se preferă o rețea cu patru fire, deoarece această rețea este caracterizată de două tensiuni - liniară și fază (380/220 V). O tensiune liniară de 380 V alimentează sarcina de putere - pornesc motoarele electrice ale echipamentelor de producție între firele de fază. Tensiunea de fază = 220 V este utilizată pentru o instalație de iluminat - lămpile sunt conectate între firele de fază și neutru. Tensiunea de linie este întotdeauna de 1,73 ori mai mare decât tensiunea de fază.

De conditii de siguranta Este recomandabil să se folosească rețele cu neutru izolat atunci când este posibil să se mențină un nivel ridicat de izolare a rețelei, asigurând o capacitate scăzută a firelor față de pământ. Acestea pot fi rețele ramificate subțiri care nu sunt expuse la medii agresive și sunt sub supravegherea constantă a personalului calificat.

O conexiune monofazată este mai puțin periculoasă decât o conexiune bifazată, dar apare mult mai des și este principala cauză a leziunilor electrice. În acest caz, modul neutru al rețelei electrice are o influență decisivă asupra rezultatului înfrângerii.

Când atingeți una dintre fazele rețelei cu un neutru izolat (Fig.), în serie cu rezistența umană, se pornesc rezistențele de izolație și capacitatea față de pământ ale celorlalte două faze nedeteriorate.

Orez. Contact unipolar cu neutru izolat în timpul funcționării normale

În timpul funcționării normale a rețelei electrice, tensiunea neutră a sursei de alimentare în raport cu masă este zero. Tensiunile de fază relativ la masă sunt identice și egale cu tensiunile de fază ale sursei de alimentare.

Rezistența de izolație a firelor nu este niciodată infinit de mare;

Firele și pământul în acest caz sunt ca plăcile unui condensator, între care apare un câmp electric. Cu cât rețeaua electrică este mai lungă, cu atât capacitatea acesteia este mai mare.

În conformitate cu cerințele tehnologice, se acordă preferință unei rețele cu patru fire, deoarece această rețea este caracterizată de două tensiuni - liniară și fază (380/220 V). O tensiune liniară de 380 V alimentează sarcina de putere - pornesc motoarele electrice ale echipamentelor de producție între firele de fază. Tensiunea de fază = 220 V este utilizată pentru o instalație de iluminat - lămpile sunt conectate între firele de fază și neutru. Tensiunea de linie este întotdeauna de 1,73 ori mai mare decât tensiunea de fază.

În funcție de condițiile de siguranță, rețelele cu neutru izolat sunt recomandabile să fie utilizate atunci când este posibil să se mențină un nivel ridicat de izolare a rețelei, asigurând o capacitate scăzută a firelor față de pământ. Acestea pot fi rețele ramificate subțiri care nu sunt expuse la medii agresive și sunt sub supravegherea constantă a personalului calificat.

Rețelele cu neutru împământat sunt utilizate acolo unde este imposibil să se asigure un nivel ridicat de izolare a instalației electrice sau unde deteriorarea nu poate fi găsită și reparată rapid.

Datorită specificului și capacității de producție nesemnificative față de alte întreprinderi Industria alimentară la intreprinderi Catering Pot fi utilizate rețele monofazate și bifazate cu neutru împământat, iar la operarea echipamentelor de mecanizare la scară mică în timpul operațiunilor de încărcare și descărcare se recomandă o rețea electrică cu neutru izolat. Gradul de siguranță electrică în astfel de rețele crește datorită rezistenței mari de izolație a firelor electrice în raport cu pământul.

Socul electric pentru o persoană poate fi cauzat de contactul unipolar (monofazat) sau dublu (bifazat) cu o parte sub tensiune a instalației.

Pe măsură ce rezistența de izolație crește, riscul de electrocutare scade.

În timpul funcționării de urgență a aceleiași rețele, când apare o defecțiune solidă fază-pământ, tensiunea la punctul neutru poate atinge tensiunea de fază, tensiunea fazelor nedeteriorate în raport cu pământul devine egală cu tensiunea de linie. În acest caz, dacă o persoană atinge o fază, va fi sub tensiune liniară, iar curentul va curge prin el de-a lungul căii „braț-picior”. În această situație, rezistența de izolație a firelor nu joacă niciun rol în rezultatul rănirii. Un astfel de șoc electric duce cel mai adesea la moarte.

În întreprinderile în care rețelele sunt ramificate și au o lungime semnificativă și, prin urmare, o capacitate mare, un sistem cu un neutru izolat își pierde avantajul, deoarece curentul de scurgere crește și rezistența secțiunii fază-sol scade. Din punct de vedere al siguranței electrice, în astfel de cazuri, se preferă o rețea cu un neutru împământat (Fig.).

Schemă de atingere umană la o fază a unei rețele cu un neutru împământat

Rezistența la pământ, ca și în cazul unei rețele electrice cu un neutru izolat, poate fi neglijată.

Exemplele indică faptul că, celelalte lucruri fiind egale, conexiune monofazată conectarea unei persoane la o rețea cu un neutru izolat este mai puțin periculoasă decât la o rețea cu un neutru împământat.

Cea mai periculoasă este o conexiune în două faze a unei persoane la rețeaua electrică, deoarece aceasta intră sub tensiunea liniară a rețelei, indiferent de modul neutru și de condițiile de funcționare ale rețelei.

Cazurile de contact bifazat apar rar și în principal în instalațiile electrice de până la 1000 V când se lucrează la tablouri și ansambluri, la operarea echipamentelor cu părți sub tensiune neizolate etc.

Socul electric pentru o persoană ca urmare a influenței electrice, adică trecerea curentului printr-o persoană, este o consecință a atingerii a 2 puncte ale unui circuit electric, între care există o anumită tensiune. Pericolul unei astfel de atingeri este evaluat, după cum se știe, de curentul care trece prin corpul uman sau de tensiunea sub care se află. Trebuie remarcat faptul că tensiunea de atingere depinde de o serie de factori: circuitul de conectare a unei persoane la circuitul electric, tensiunea rețelei, circuitul rețelei în sine, modul neutrului său, gradul de izolare a pieselor sub tensiune. de la sol, precum și capacitatea pieselor sub tensiune față de sol etc.

În consecință, pericolul indicat mai sus nu este clar: într-un caz, includerea unei persoane într-un circuit electric va fi însoțită de trecerea unor curenți mici prin el și nu va fi foarte periculoasă, în alte cazuri, curenții pot ajunge semnificativ; valori care pot duce la moarte. Acest articol examinează dependența pericolului includerii unei persoane într-un circuit electric, adică valoarea tensiunii de atingere și a curentului care circulă printr-o persoană, de factorii enumerați.

Această dependență trebuie cunoscută atunci când se evaluează o anumită rețea în funcție de condițiile de siguranță, se selectează și se calculează măsurile de protecție adecvate, în special împământarea, împământarea, oprirea de protecție, dispozitivele de monitorizare a izolației rețelei etc.

În acest caz, în toate cazurile, cu excepția celor precizate în mod expres, vom presupune că rezistența bazei pe care stă o persoană (sol, podea etc.), precum și rezistența pantofilor acestuia, este nesemnificativă și, prin urmare, acestea poate fi luat egal cu zero.

Deci, cele mai tipice scheme pentru conectarea unei persoane la un circuit electric atunci când atingeți accidental conductori sub tensiune sunt:

1. Conexiune între doi conductori de fază ai circuitului,

2. Conexiune între fază și masă.

Desigur, în a doua opțiune se presupune că rețeaua în cauză este conectată electric la pământ datorită, de exemplu, împământării neutrului sursei de curent sau din cauza izolației slabe a firelor față de pământ, sau datorită prezența unei capacități mari între ele.

Atingerea în două faze este considerată cea mai periculoasă, deoarece în acest caz se aplică o tensiune liniară de 380 de volți corpului uman, iar curentul care trece prin corp. nu depinde de schema de rețea și de modul neutrului său.

Atingerea în două faze apar foarte rar și sunt asociate în principal cu lucrul sub tensiune:

Pe tablouri electrice, ansambluri și linii aeriene;

La utilizarea echipamentului individual de protecție defecte;

Pe echipamente cu piese sub tensiune neprotejate etc.

Atingerea cu o singură fază este de obicei considerată mai puțin periculoasă, deoarece curentul care trece printr-o persoană în acest caz este limitat de influența unui număr de factori. Dar, în practică, se întâmplă mult mai des decât în ​​două faze. Prin urmare, subiectul acestui articol este de a analiza numai cazurile de atingere monofazată în rețelele luate în considerare.

Dacă o persoană este rănită de electrocutare este necesar să se ia măsuri pentru eliberarea victimei de curent și să se înceapă imediat să i se acorde primul ajutor.

Eliberați o persoană de efectele curentului necesar cât mai repede posibil, dar trebuie luate măsuri de precauție. Dacă victima se află la înălțime, trebuie luate măsuri pentru a preveni căderea acesteia.

Atingerea unei persoane pline de energie, este periculos, iar la efectuarea operațiunilor de salvare este necesar să se respecte cu strictețe anumite măsuri de precauție împotriva eventualelor electrocutări la persoanele care efectuează aceste lucrări.

Cel mai într-un mod simplu eliberarea victimei din curent este deconectarea unei instalații electrice sau a acelei părți a acesteia pe care o atinge o persoană. Când instalația este oprită, lumina electrică se poate stinge, așa că în absența luminii zilei este necesar să aveți pregătită o altă sursă de lumină - un felinar, o lumânare etc.

După eliberarea victimei din curent este necesar să se stabilească gradul prejudiciului și, în funcție de starea victimei, să se acorde asistență medicală. Dacă victima nu și-a pierdut cunoștința, este necesar să i se acorde odihnă, iar dacă există răni sau pagube (vânătăi, fracturi, luxații, arsuri etc.), trebuie să i se acorde primul ajutor până la sosirea unui medic sau dus la acesta. cea mai apropiată unitate medicală.

Dacă victima și-a pierdut cunoștința, dar încă respiră, este necesar să o așezați plat și confortabil pe un pat moale - o pătură, haine etc., desfaceți gulerul, centura, îndepărtați îmbrăcămintea restrictivă, curățați cavitatea bucală de sânge. , mucus, și asigura fluxul de aer proaspat, lasă-mă să miros amoniac, stropiți cu apă, frecați și încălziți corpul.

În absența semnelor de viață (în moartea clinică, nu există respirație sau puls, pupilele ochilor sunt dilatate din cauza lipsei de oxigen a cortexului cerebral) sau a respirației intermitente, victima ar trebui să elibereze rapid victima de îmbrăcăminte care restricționează. respirație, curățați gura și efectuați respirație artificială și masaj cardiac.

Analiza riscului de rănire se reduce practic la determinarea valorii curentului care curge prin corpul uman în conditii diferiteîn care se poate găsi în timpul funcționării instalațiilor electrice, sau tensiune de atingere. Pericolul de rănire depinde de o serie de factori: schema de conectare a unei persoane la circuitul electric, tensiunea rețelei, schema rețelei în sine, modul neutrului său, gradul de izolare a părților sub tensiune față de sol, capacitatea pieselor sub tensiune față de pământ etc.

Care sunt circuitele pentru conectarea unei persoane la un circuit electric?

Cele mai tipice sunt două scheme de conectare: între două faze ale rețelei electrice, între o fază și masă. În plus, este posibil să atingeți părțile care nu poartă curent cu împământare și care sunt sub tensiune, precum și să porniți o persoană sub tensiune de treaptă.

Ce se numește neutrul unui transformator (generator) și care sunt modurile de funcționare ale acestuia?

Punctul de conectare dintre înfășurările transformatorului de alimentare (generator) se numește punct neutru sau neutru. Neutrul sursei de alimentare poate fi izolat și împământat.

Împământat este neutrul unui generator (transformator), conectat direct la un dispozitiv de împământare sau prin rezistență scăzută (de exemplu, prin transformatoare de curent).

Izolat este neutrul unui generator sau transformator care nu este conectat la un dispozitiv de împământare sau este conectat la acesta printr-o rezistență mare (dispozitive de semnalizare, măsură, protecție, reactoare de suprimare a arcului de împământare).

Care este baza pentru alegerea modului neutru?

Alegerea diagramei de rețea, și deci a modului neutru al sursei de curent, se face pe baza cerințelor tehnologice și a condițiilor de siguranță.

La tensiuni de până la 1000 V, ambele scheme de rețea trifazate sunt utilizate pe scară largă: cu trei fire cu un neutru izolat și cu patru fire cu un neutru împământat.

În funcție de cerințele tehnologice, se preferă adesea o rețea cu patru fire, care utilizează două tensiuni de funcționare - liniară și fază. Astfel, dintr-o rețea cu patru fire de 380 V este posibil să se alimenteze atât o sarcină de putere - trifazată, inclusiv între firele de fază la o tensiune liniară de 380 V, cât și o sarcină de iluminat, inclusiv între firele de fază și neutru. , adică la o tensiune de fază de 220 V. În acest caz Instalația electrică devine semnificativ mai ieftină datorită utilizării a mai puține transformatoare, secțiuni transversale mai mici ale firelor etc.

În funcție de condițiile de siguranță, una dintre cele două rețele este aleasă în funcție de situație: în funcție de condițiile de atingere a unui fir de fază în timpul funcționării normale a rețelei, o rețea cu un neutru izolat este mai sigură, iar în caz de urgență, o rețea cu un neutru împământat este mai sigur. Prin urmare, este recomandabil să se utilizeze rețele cu un neutru izolat atunci când este posibil să se mențină un nivel ridicat de izolare a rețelei și când capacitatea rețelei în raport cu pământul este nesemnificativă. Acestea pot fi rețele subțiri ramificate care nu sunt expuse la medii agresive și sunt sub supravegherea constantă a personalului calificat. Exemplele includ rețelele de întreprinderi mici și instalațiile mobile.

Rețelele cu neutru împământat sunt utilizate acolo unde este imposibil să se asigure o bună izolare a instalațiilor electrice (din cauza umidității ridicate, a mediului agresiv etc.) sau este imposibil să se constate și să se elimine rapid deteriorarea izolației atunci când curenții capacitivi ai rețelei, din cauza la ramificarea sa semnificativă, ajunge la valori mari care pun viața în pericol. Astfel de rețele includ rețele de mari dimensiuni întreprinderile industriale, distribuția orașului etc.

Opinia existentă cu privire la un grad mai ridicat de fiabilitate a rețelelor cu neutru izolat nu este suficient fundamentată.

Statisticile indică faptul că, în ceea ce privește fiabilitatea operațională, ambele rețele sunt aproape identice.

La tensiuni peste 1000 V până la 35 kV, rețelele, din motive tehnologice, au un neutru izolat, iar peste 35 kV, un neutru împământat.

Deoarece astfel de rețele au o capacitate mare a firului în raport cu pământul, este la fel de periculos pentru o persoană să atingă un fir de rețea fie cu un neutru izolat, fie cu un neutru împământat. Prin urmare, modul neutru al rețelei peste 1000 V nu este selectat din motive de siguranță.

Care sunt pericolele atingerii bifazice?

Prin atingere în două faze înțelegem atingerea simultană a două faze ale unei instalații electrice care este sub tensiune (Fig. 1).

Orez. 1. Schemă de atingere umană în două faze la o rețea de curent alternativ

Atingerea bifazică este mai periculoasă. Cu o atingere în două faze, curentul care trece prin corpul uman de-a lungul uneia dintre cele mai periculoase căi pentru organism (mână la mână) va depinde de tensiunea aplicată corpului uman, egală cu tensiunea liniară a rețelei. , precum și asupra rezistenței corpului uman:

• U l - tensiune liniară, adică tensiunea dintre firele de fază ale rețelei;
• Persoana R - rezistența corpului uman.

Într-o rețea cu o tensiune liniară U l = 380 V cu o rezistență a corpului uman R persoană = 1000 ohmi, curentul care trece prin corpul uman va fi egal cu:

Acest curent este mortal pentru oameni. Cu o atingere în două faze, curentul care trece prin corpul uman este practic independent de modul neutru al rețelei. În consecință, contactul bifazat este la fel de periculos atât într-o rețea cu un neutru izolat, cât și cu un neutru împământat (cu condiția ca tensiunile de linie ale acestor rețele să fie egale).

Cazurile de atingere umană a două faze sunt relativ rare.

Ce caracterizează atingerea monofazată?

Atingerea monofazată înseamnă atingerea unei faze a unei instalații electrice care este alimentată.

Apare de multe ori mai des decât o atingere în două faze, dar este mai puțin periculoasă, deoarece tensiunea sub care se află o persoană nu depășește tensiunea de fază. În consecință, curentul care trece prin corpul uman este, de asemenea, mai mic. În plus, acest curent este foarte influențat de modul neutru al sursei de curent, rezistența de izolație a firelor de rețea în raport cu pământul, rezistența podelei (sau a bazei) pe care stă o persoană, rezistența pantofilor și alți factori.

Care este pericolul contactului monofazat într-o rețea cu un neutru împământat?

Orez. 2. Schema unei persoane care atinge o fază a unei rețele trifazate cu un neutru împământat

Într-o rețea cu un neutru împământat (Fig. 2), circuitul de curent care trece prin corpul uman include rezistența corpului persoanei, pantofii acestuia, podeaua (sau baza) pe care stă persoana, precum și rezistența de împământare. a neutrului sursei de curent. Luând în considerare rezistențele indicate, curentul care trece prin corpul uman se determină din următoarea expresie:

• U f - tensiunea de fază a rețelei, V;
• Persoana R - rezistența corpului uman, Ohm;
• R rev - rezistența pantofilor unei persoane, Ohm;
• R p - rezistența podelei (bazei) pe care stă o persoană, Ohm;
• R o - rezistența de împământare a neutrului sursei de curent, Ohm.

În cele mai nefavorabile condiții (persoana care a atins faza are în picioare pantofi conducători - umezi sau căptușiți cu cuie metalice, stă pe un teren umed sau pe o bază conductivă - o podea metalică, pe o structură metalică împământată), adică atunci când R rev = 0 și R p = 0, ecuația ia forma:

Deoarece rezistența neutră R o este de obicei de multe ori mai mică decât rezistența corpului uman, aceasta poate fi neglijată. Apoi

Cu toate acestea, în aceste condiții, contactul monofazat, în ciuda curentului mai scăzut, este foarte periculos. Deci, într-o rețea cu o tensiune de fază U f = 220 V la R persoană = 1000 Ohm, curentul care trece prin corpul uman va avea valoarea:

Un astfel de curent este mortal pentru oameni.

Dacă o persoană poartă încălțăminte neconductivă (cum ar fi galoșuri de cauciuc) și stă pe o suprafață izolatoare (cum ar fi o podea de lemn), atunci

• 45.000 - rezistența pantofilor unei persoane, Ohm;
• 100.000 - rezistența podelei, Ohm.

Un curent de o asemenea putere nu este periculos pentru oameni.

Din datele de mai sus reiese clar că pentru siguranța celor care lucrează în instalațiile electrice mare importanță au podele izolante și încălțăminte neconductivă.

Care sunt caracteristicile atingerii monofazate într-o rețea cu un neutru izolat?

Într-o rețea cu un neutru izolat (Fig. 3), curentul care trece prin corpul uman către pământ revine la sursa de curent prin izolarea firelor de rețea, care în stare bună are rezistență ridicată.

Luând în considerare rezistența încălțămintei R în jurul și podeaua sau baza R p pe care stă persoana, conectată în serie cu rezistența corpului uman R persoana, curentul care trece prin corpul uman este determinat de ecuația:

unde R este rezistența de izolație a unei faze a rețelei în raport cu masă, Ohm.

Orez. 3. Schema unei persoane care atinge o fază a unei rețele trifazate cu un neutru izolat

În cel mai nefavorabil caz, atunci când o persoană are încălțăminte conductoare și stă pe o podea conductivă, adică atunci când R ob = 0 și R p = 0, ecuația va fi simplificată semnificativ:

Pentru acest caz, într-o rețea cu tensiunea de fază U f = 220 V și rezistența de izolație de fază R de = 90.000 Ohmi cu R persoană = 1000 Ohmi, curentul care trece printr-o persoană va fi egal cu:

Acest curent este semnificativ mai mic decât curentul (220 mA) pe care l-am calculat pentru cazul contactului monofazat în condiții similare, dar într-o rețea cu un neutru împământat. Este determinată în principal de rezistența de izolație a firelor față de pământ.

Care rețea este mai sigură - cu un neutru izolat sau împământat?

Toate celelalte lucruri fiind egale, contactul uman cu o fază a unei rețele cu un neutru izolat este mai puțin periculos decât într-o rețea cu un neutru împământat. Totuși, această concluzie este valabilă doar pentru condițiile normale (fără defecțiuni) de funcționare a rețelelor, în prezența unei capacități nesemnificative față de sol.

În cazul unui accident, când una dintre faze este scurtcircuitată la masă, o rețea cu neutru izolat se poate dovedi mai periculoasă. Acest lucru se explică prin faptul că în timpul unui astfel de accident într-o rețea cu un neutru izolat, tensiunea fazei nedeteriorate în raport cu pământul poate crește de la fază la liniară, în timp ce într-o rețea cu un neutru împământat creșterea tensiunii va fi nesemnificativă. .

Cu toate acestea, rețelele electrice moderne, datorită ramificării și lungimii lor considerabile, creează o conductivitate capacitivă mare între fază și pământ. În acest caz, pericolul ca o persoană să atingă una și două faze este aproape același. Fiecare dintre aceste atingeri este foarte periculoasă, deoarece curentul care trece prin corpul uman atinge valori foarte mari.

Ce este tensiunea pasului?

Tensiunea de pas este înțeleasă ca tensiunea dintre două puncte ale circuitului de curent, situate la un pas unul de celălalt, pe care o persoană stă simultan în picioare. Dimensiunea treptei este de obicei considerată a fi de 0,8 m.

Pentru unele animale (cai, vaci), magnitudinea tensiunii de pas este mai mare decât la oameni, iar calea curentului implică pieptul. Din aceste motive, ele sunt mai susceptibile la rănire din cauza tensiunii de pas.

Tensiunea de treaptă apare în jurul punctului în care curentul curge de la o instalație electrică deteriorată către pământ. Cea mai mare valoare va fi în apropierea punctului de tranziție, iar cea mai mică la o distanță mai mare de 20 m, adică dincolo de limitele care limitează câmpul de răspândire a curentului în pământ.

La o distanță de 1 m de electrodul de masă, căderea de tensiune este de 68% din tensiunea totală, la o distanță de 10 m - 92%, la o distanță de 20 m, potențialele punctelor sunt atât de mici încât pot practic să fie egal cu zero.

Astfel de puncte de pe suprafața solului sunt considerate a fi în afara zonei de răspândire curentă și sunt numite „sol”.

Pericolul stresului la pas crește dacă persoana expusă la acesta cade. Și atunci tensiunea treptei crește, deoarece calea curentului nu mai trece prin picioare, ci prin tot corpul.

Cazurile de rănire a oamenilor din cauza efectelor stresului pasului sunt relativ rare. Ele pot apărea, de exemplu, lângă un fir care a căzut la pământ (în astfel de momente, oamenii și animalele nu trebuie lăsate pe pământ până când linia este deconectată). aproape până la locul unde cade firul). Cele mai periculoase tensiuni de trepte sunt atunci când sunt lovite de fulger.

Odată ajuns în zona de tensiune de treaptă, ar trebui să o lăsați cu pași mici în direcția opusă locului suspectului defect de împământare și, în special, a firului aflat pe pământ.

Exista diverse scheme includerea unei persoane într-un circuit de curent electric:

Atingere monofazată – atingerea conductorului unei faze a unei instalații electrice active;

Atingerea bifazată – atingerea simultană a conductoarelor a două faze ale unei instalații electrice existente;

Atingerea părților neconductoare de curent ale instalațiilor electrice care sunt sub tensiune ca urmare a deteriorării izolației;

Pornirea tensiunii de treaptă înseamnă pornirea între două puncte ale pământului (sol) care se află sub potențiale diferite.

Să luăm în considerare cele mai tipice scheme pentru conectarea unei persoane la un circuit de curent electric.

Contact monofazat într-o rețea cu un neutru solid împământat. Curentul care curge prin corpul uman ( eu h) cu o atingere monofazată (Fig. 6) se va închide în circuitul: fază L 3 – corpul uman – bază (pardosea) – conductor neutru de împământare – neutru (punctul zero).

Orez. 6. Schema de atingere monofazată în rețea

cu neutru solid împământat

Conform legii lui Ohm: ,

Unde R o – rezistența neutră de împământare,

R bază - rezistență de bază.

Dacă baza (podeaua) este conductivă, atunci R baza ≈ 0

Dat fiind faptul ca R O" R h, Acea

Uh = U f

O astfel de atingere este extrem de periculoasă.

Atingere monofazată într-o rețea cu un neutru izolat. Curentul care circulă prin corpul uman (fig. 7) este închis în circuite: fază L 3 – corpul uman – podea și apoi revine în rețea prin izolarea fazelor L 2 și L 1, adică atunci curentul urmează circuitele: izolarea de fază L 2 - faza L 2 - neutru (punctul zero) și izolarea de fază L 1 - faza L 1 – neutru (punctul zero). Astfel, în circuitul de curent care curge prin corpul uman, izolațiile de fază sunt conectate în serie cu acesta L 2 și L 1 .

Orez. 7. Schema de atingere monofazată în rețea

cu neutru izolat

Rezistența de izolație de fază Z are un activ ( R) și componente capacitive ( CU).

R– caracterizează imperfecțiunea izolației, adică. capacitatea izolației de a conduce curentul, deși mult mai rău decât metalele;

CU– capacitatea fazei în raport cu pământul este determinată de dimensiunile geometrice ale unui condensator imaginar, ale cărui „plăci” sunt fazele și pământurile.

La R 1 = R 2 = R 3 = R f și CU 1 = CU 2 = CU 3 = CU F curent care curge prin corpul uman:

Unde Z- rezistența totală de izolație a firului de fază față de pământ.

Dacă se neglijează capacitatea de fază CU f = 0 (rețele aeriene de scurtă lungime), atunci:

din care rezultă că mărimea curentului depinde nu numai de rezistența umană, ci și de rezistența de izolație a firului de fază față de pământ.

Dacă, de exemplu, R 1 = R 2 = R 3 = 3000 Ohm, atunci

; Uh= 0,0111000 = 110 V

Atingere în două faze. Cu o atingere în două faze (Fig. 8), indiferent de modul neutru, persoana va fi sub tensiunea de linie a rețelei U l și conform legii lui Ohm:

la U l =380 V: eu= 380/1000 = 0,38 A = 380 mA.

Orez. 8. Schema atingerii umane în două faze

Atingerea în două faze este extrem de periculoasă; astfel de cazuri sunt relativ rare și sunt, de regulă, rezultatul lucrului sub tensiune în instalații electrice de până la 1000 V, ceea ce reprezintă o încălcare a regulilor și instrucțiunilor.

Atingerea unui corp metalic care este energizat. Atingerea corpului instalației electrice (Fig. 9), în care faza ( L 3) închis de corp, echivalent cu atingerea fazei în sine. Prin urmare, analiza și concluziile pentru cazurile de contact monofazate discutate mai devreme sunt pe deplin aplicabile în cazul defecțiunii cadrului.

Orez. 9. Schema unei persoane care atinge metalul

corp sub tensiune

Toate cazurile de șoc electric la o persoană sunt o consecință a atingerii a cel puțin două puncte ale unui circuit electric, între care există o diferență de potențial. Pericolul unui astfel de contact depinde în mare măsură de caracteristicile rețelei electrice și de modul în care o persoană este conectată la aceasta. Prin determinarea curentului pe oră care trece printr-o persoană, luând în considerare acești factori, pot fi selectate măsuri de protecție adecvate pentru a reduce riscul de rănire.

Includerea în două faze a unei persoane într-un circuit de curent (Fig. 8.1, a). Apare destul de rar, dar este mai periculos în comparație cu monofazat, deoarece cea mai mare tensiune dintr-o anumită rețea este aplicată corpului - liniară, iar puterea curentului, A, care trece printr-o persoană nu depinde de rețea. diagrama, modul neutrului său și alți factori, de ex.

I = Ul/Rch = v 3Uph/Rch,

unde Uл și Uф sunt liniare și tensiunea de fază, V; Rch este rezistența corpului uman, Ohm (conform Regulilor de instalare electrică, în calcule Rch se ia egal cu 1000 Ohmi).

Cazurile de contact bifazat pot apărea atunci când se lucrează cu echipamente electrice fără a îndepărta tensiunea, de exemplu, când se înlocuiește o siguranță arsă la intrarea într-o clădire, se utilizează mănuși dielectrice cu rupere de cauciuc, se conectează un cablu la bornele neprotejate ale unui transformator de sudură. , etc.

Comutare monofazată. Curentul care trece printr-o persoană este influențat de diverși factori, ceea ce reduce riscul de rănire în comparație cu atingerea în două faze.

Orez. 1. Scheme de posibilă conectare a unei persoane la o rețea de curent trifazat: a - atingere în două faze; b-- monofazat atingeți într-o rețea cu un neutru împământat; c -- atingere monofazată într-o rețea cu un neutru izolat

Într-o rețea monofazată cu două fire, izolată de pământ, puterea curentului, A, care trece printr-o persoană, cu rezistența de izolație egală a firelor față de pământ r1 = r2 = r, este determinată de formula

Ich = U/(2Rch + r),

Unde U-- tensiune rețele, V; r -- rezistența de izolație, Ohm.

Într-o rețea cu trei fire cu un neutru izolat, cu r1 = r2 = r3 = r, curentul va curge din punctul de contact prin corpul uman, încălțăminte, podea și izolație imperfectă către alte faze (Fig. 8.1, b) . Apoi

Ich = Uph/(Ro + r/3),

unde Ro este rezistența totală, Ohm; RO = Rп + Rп + Rп; Rob -- rezistență la pantofi, cm: pentru pantofi din cauciuc Rob? 50.000 ohmi; Rn -- rezistența podelei, Ohm: pentru o podea uscată din lemn, Rp = 60.000 Ohm; g -- rezistența de izolație a firului, Ohm (conform PUE, aceasta trebuie să fie de cel puțin 0,5 MOhm pe fază a unei secțiuni de rețea cu tensiune de până la 1000 V).

În rețelele trifazate cu patru fire, curentul va curge printr-o persoană, pantofii acestuia, podeaua, împământarea neutrului sursei și firul neutru (Fig. 8.1, c). Puterea curentă, A, care trece printr-o persoană,

Ich=Uf(Ro + Rn),

unde RH este rezistența neutră de împământare, Ohm. Neglijând rezistența RH, obținem:

La intreprinderi Agricultură Rețelele electrice cu patru fire cu un neutru solid împământat cu o tensiune de până la 1000 V sunt utilizate în principal. Avantajul lor este că pot fi utilizate pentru a obține două tensiuni de funcționare: liniar Ul = 380 V și faza Uph = 220 V. Astfel de rețele. nu sunt supuse unor cerințe de înaltă calitate izolarea firelor și sunt utilizate atunci când rețeaua este foarte ramificată. O rețea cu trei fire cu un neutru izolat la tensiuni de până la 1000V este folosită oarecum mai rar - este mai sigură dacă rezistența de izolație a firelor este menținută la un nivel ridicat.

Tensiune la atingere. Apare ca urmare a atingerii instalațiilor electrice sub tensiune sau a părților metalice ale echipamentelor.

Dacă un curent electric trece printr-o tijă de împământare scufundată în pământ, astfel încât capătul său superior să fie situat la nivelul solului, atunci tensiunea de atingere, V,

unde I3 este puterea curentului de eroare la pământ, A; c -- rezistivitatea bazei (sol, podea etc.) pe care se află persoana, Ohm*m; l și d -- lungimea și diametrul electrodului de masă, m; x -- distanța de la o persoană la centrul electrodului de masă, m; a este coeficientul tensiunii de atingere.

b = Rch/(Rch + Rob + Rn) = Rch/Ro.

Neglijând rezistența încălțămintei (când este ud sau în absența acesteia), putem scrie pentru următoarele cazuri:

tălpile picioarelor sunt îndepărtate una de cealaltă la o distanță de un pas

b=1/(1 + 1,5s/Rh);

picioarele sunt aproape

b=1/(1 + 2s/Rh).

Tensiune de treaptă. Aceasta este tensiunea Ush pe corpul uman atunci când picioarele sunt poziționate în puncte din câmpul de răspândire a curentului de la electrodul de masă sau de la un fir care a căzut la pământ, unde sunt situate picioarele, atunci când o persoană merge în direcție. a electrodului de împământare (fir) sau departe de acesta (Fig. 8.2).

Dacă un picior se află la o distanță x de centrul electrodului de masă, atunci celălalt se află la o distanță x + a, unde a este lungimea pasului. De obicei, în calcule luăm a = 0,8 m.

Tensiunea maximă în acest caz apare în punctul în care curentul se închide de pământ și, pe măsură ce se îndepărtează de acesta, scade conform legii hiperbolei. Se presupune că la o distanță de 20 m de punctul de eroare potențialul pământului este zero.

Tensiune de pas, V,

Orez. 2.

Chiar și cu o tensiune de treaptă mică (50...80 V), poate apărea o contracție convulsivă involuntară a mușchilor picioarelor și, ca urmare, o persoană cade la pământ. În același timp, atinge simultan solul cu mâinile și picioarele, distanța dintre care este mai mare decât lungimea pasului, astfel încât tensiunea efectivă crește. În plus, în această poziție a unei persoane, se formează o nouă cale pentru trecerea curentului, care afectează organele vitale. Acest lucru creează o amenințare reală de vătămare mortală. Pe măsură ce lungimea pasului scade, tensiunea pasului scade. Prin urmare, pentru a ieși din zona de tensiune de treaptă, ar trebui să vă deplasați sărind pe un picior sau pe două picioare închise sau în pași cât mai scurti posibil (în acest din urmă caz, o tensiune de cel mult 40 V este considerată acceptabilă ).

Mulți dintre noi își amintesc din copilărie că un fir gol, rupt, care a căzut la pământ este foarte periculos. Îmi amintesc diferite fețe de pasiune despre vremea umedă și despre victime nefericite care nici măcar nu au avut „norocul” să atingă metalul energizat care le-a cauzat rănirea. Tot ce au făcut a fost să treacă periculos de aproape de linia avariată - și asta s-a dovedit a fi mai mult decât suficient.

Dar ce este acest fenomen, datorită căruia un fir aflat „nevinovat” în lateral devine o amenințare de moarte? Toată lumea știe că rănirea electrică poate fi cauzată unei persoane numai de un curent electric care trece prin corpul său. Și curentul electric are nevoie de o cale liberă. Ai nevoie de cel puțin două puncte de aplicare pe corpul cuiva care are ghinion: unul dintre ele este faza din care poate veni curentul, iar al doilea este zero, unde poate merge liber.

Dar scuzați-mă, care este „faza”? Ei bine, „zero” este încă clar, dar de unde vine „fază” dacă o persoană merge calm pe pământ și nici măcar nu atinge niciun fir? Nu pare să existe așa ceva - doar pământ umed. O cale, de exemplu. Ei bine, da, firul de fază rupt se află în apropiere, în tufișuri. Dar este închis direct la pământ - circuitul nu include un pieton care merge și curentul nu ar trebui să curgă prin el. Dar așa pare.

Nu ar fi nimic de speriat dacă pământul ar fi un conductor excelent cu o rezistență apropiată de cea a metalului. Apoi, ruperea firului și căderea la pământ ar duce la un scurtcircuit banal.

Protecția la supracurent s-ar fi declanșat, sau firul rupt s-ar fi ars, dar în orice caz, acest lucru nu ar fi durat mult. Dar, de fapt, rezistivitatea electrică a solului este de cel puțin 60 Ohm*m, și cel mai adesea mai mult, chiar dacă vremea este umedă și plouă. Prin urmare, atunci când conductorul se rupe și este scurtcircuitat la masă, pur și simplu apare un nou circuit pentru curent electric: fir de fază - masă - neutru împământat al transformatorului.

Din cauza conductibilității nu foarte ridicate a pământului, curentul trebuie să lucreze din greu pentru a trece prin acest circuit, dar nu are opțiuni. Tok „ar profita cu plăcere” de un alt „drum paralel” care i-ar permite să scurteze calea. Și un astfel de drum poate deveni corpul unui pieton.

Din punct de vedere științific, la singura rezistență semnificativă a circuitului fir-sol-neutru - pământul umed - există o cădere de tensiune (modificarea potențialului electric) de la 220 de volți lângă firul căzut la zero la neutrul transformatorului.

Această cădere are loc neliniar, dar esența se rezumă la faptul că, cu cât mai aproape de fir, cu atât potențialul de masă crește mai rapid. Aceasta înseamnă că, cu cât este mai aproape de punctul de rupere, cu atât diferența de potențial dintre două puncte de suprafață situate la o anumită distanță este mai mare. Iar trecătorul nefericit poate sta cu un picior pe primul dintre aceste puncte și cu celălalt picior pe al doilea dintre ele. În acest caz, va prelua, desigur, diferența de potențial rezultată, iar aceasta se poate dovedi a fi aproape întreaga tensiune de fază dacă firul este aproape.

Desigur, acolo unde apare tensiunea, curentul nu va întârzia să apară. Asta e tot. Înainte să-și dea seama de gravitatea situației sale, trecătorul primește un șoc electric, posibil fatal.

Tensiunea care apare între picioarele unei persoane în astfel de cazuri se numește „tensiune pe pas” sau „încordare pe pas” și există câteva măsuri pentru a o combate.

Cea mai fiabilă dintre aceste măsuri este egalizarea potențialului. În acest caz, zona suprafeței solului în care este posibil un accident cu o defecțiune de fază la pământ este echipată cu o rețea de conductori împământați așezați direct sub suprafață.

Funcționează foarte simplu: potențialul conductorului în toate punctele este întotdeauna același, așa că fiind pe o astfel de rețea este pur și simplu imposibil să ajungi sub tensiune. Egalizarea potențialului se realizează pe teritoriul dispozitivelor de comutație deschise (OSD) și în alte locuri potențial periculoase.

Dar, din păcate, este imposibil să se echipeze fiecare suport de linie electrică cu o rețea de egalizare potențială. Prin urmare, fiecare persoană, chiar și cineva care nu este electrician, trebuie să fie vigilentă: acordați atenție stării liniilor electrice din jurul vostru, mai ales pe vreme ploioasă. Acordați atenție senzațiilor dvs.: dacă sunteți „ciupit” sau chiar „agitat” atunci când mergeți, acesta este un semn destul de sigur al impactului tensiunii de pas.

După ce v-ați dat seama că vă aflați în zona de posibilă influență a tensiunii de pas, trebuie să încercați să ieșiți din ea. Dar trebuie să faceți acest lucru într-un pas de gâscă - plasând călcâiul piciorului pe care mergeți până la vârful piciorului pe care vă aflați. Astfel, la mers, ambele picioare vor fi practic în același punct cu același potențial electric - între ele nu va apărea nicio tensiune.