31 Анализ опасности поражения током в однофазной электрической цепи

Предполагается наличие электрической связи между одним проводом и землей. Происходит значительно чаще, чем 2-х фазное, но яв-ся менее опасным, т.к. напряжение, под кот. оказывается чел-к, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий ч/з тело чел-ка.. Кроме того на значение этого тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на кот. стоит чел-к, сопротивление его обуви и другие факторы.

Поражение человека электрическим током происходит при замыкании электрической цепи через тело, т.е. в случае прикосновения к двум точкам электрической цепи, между которыми имеется некоторое напряжение. В трехфазных сетях переменного тока возможно включение человека в электрическую цепь между двумя проводами - двухфазное включение (рис. 8.1) и между одним проводом и землей - однофазное включение (рис. 8.2). При однофазном включении через человека проходит ток

проходит ток

при двухфазном -

где U_л - линейное напряжение; R_чел - сопротивление человека; U_ф - фазное напряжение. Однофазное включение менее опасно по сравнению с двухфазным, так как напряжение в этом случае меньше линейного в 1,73 раза. Опасность поражения электрическим током возникает при замыкании на землю или на корпус находящихся под напряжением токоведущих частей электроустановки. Замыканием на землю называется их случайное электрическое соединение с землей непосредственно или через металлические элементы конструкции установки, замыканием на корпус - случайное соединение с заземленными металлическими корпусами, баками или другими конструктивными элементами электроустановки, в нормальных условиях не находящимися под напряжением.

Рис. 8.1. Схема двухфазного включения человека в цепь трехфазного тока: U_ф - фазное напряжение; U_л - линейное напряжение; I_чел - сила тока, проходящего через человека

Рис. 8.2. Схема однофазного включения человека в цепь трехфазного тока:U_ф - фазное напряжение; U_л - линейное напряжение; I_чел - сила тока, проходящего через человека

При стекании тока в землю образуется так называемая зона его растекания, в пределах которой наблюдается заметный потенциал. Данное явление, весьма благоприятное с точки зрения безопасности, используется для защиты от поражения током при случайном появлении напряжения на металлических токоведущих частях установки, которые с этой целью заземляют. Однако понижение потенциала заземленной токоведущей части при стекании тока в землю сопровождается отрицательным явлением: появляются потенциалы на заземлителе, металлических частях, находящихся в контакте с ним, и поверхности фунта вокруг места стекания тока, что может представлять опасность для жизни человека. Характер распределения потенциала на поверхности земли при стекании тока I_зв землю через наиболее простой заземлитель - полушар радиусом г показан на рис. 8.3. Если предположить, что удельное сопротивление земли является постоянной величиной, то ток будет растекаться в земле во все стороны по радиусам полушара и его плотность будет убывать по мере удаления от заземлителя. Теоретически поле растекания тока простирается до бесконечности. Однако в реальных условиях уже на расстоянии 20м от заземлителя плотность тока практически равна нулю. Следовательно, можно считать, что и поле растекания распространяется лишь на это расстояние.

Рис. 8.3. Зона растекания тока при замыкании на землю: U₀, U₁, U₂ -  электрические потенциалы при различных расстояниях до заземлителя; г - радиус заземлителя; I_з - сила тока, стекающего с заземлителя

Однофазное включение происходит значительно чаще, но является менее опасным, чем двух­фазное, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного. Соответственно меньше оказывается ток, проходящий через тело человека.

Кроме того, на значение этого тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и другие факторы.