Условия поражения электрическим током

Основные требования к устройству электроустановок изложены в действующих Правилах устройства электроустановок от 08.07.2002 № 204. Под электроустановками понимается совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, передачи, распределения и преобразования электрической энергии. Они делятся на электроустановки до 1000 В и свыше 1000 В, причем и те и другие могут эксплуатироваться в сетях с изолированной и заземленной нейтралями.

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, защиты, контроля и т. п.

Если нейтраль присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то она называется заземленной.

В зависимости от условий, повышающих или понижающих опасность поражения человека электрическим током, все помещения делятся на помещения с повышенной опасностью, особо опасные и без повышенной опасности.

К помещениям с повышенной опасностью относятся помещения с повышенной влажностью (более 75%) или высокой температурой (выше 35 °С). При наличии токопроводящих пыли и полов, а также при наличии возможности одновременного прикосновения к элементам, соединенным с землей, и металлическим корпусам электрооборудования помещение относится к классу повышенной опасности.

Помещения с высокой относительной влажностью (близкой к 100%), химически активной средой или одновременным наличием двух и более условий, соответствующих помещениям с повышенной опасностью, называют особо опасными.

В помещениях без повышенной опасности отсутствуют все вышеуказанные условия.

Однако опасность поражения электрическим током существует всюду, где используются электроустановки, поэтому помещения без повышенной опасности нельзя назвать безопасными.

К особо опасным относятся механические, литейные, кузнечные, сборочные, гальванические, термические и т. п. цехи, компрессорные и водонасосные станции, помещения для зарядки аккумуляторов и т. п. По степени опасности электроустановки вне помещений приравнивают к электроустановкам, эксплуатирующимся в особо опасных помещениях.

Условия и основные причины поражения электрическим током

Поражение человека электротоком или электрической дугой может произойти в следующих случаях:

• при двухфазном прикосновении, т. е. одновременном прикосновении к двум фазам электроустановки, находящейся под напряжением (рис. 11.1);

Рис. 11.1. Двухфазное прикосновение; I_n = U_Л/R_n;

• при однофазном прикосновении, т. е. прикосновении человека, имеющего гальваническую связь с землей, к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением (рис. 11.2);

Рис. 11.2. Однофазное прикосновение: а – сеть с заземленной нейтралью; I_h = U_ф/ R_h; б – сеть с изолированной нейтралью; I_h⁼U_ф/ (R_h + R/3)

• при прикосновении к нетоковедущим частям электроустановок, находящихся под напряжением, в результате повреждения изоляции, например, к аварийному корпусу (рис. 11.3);

Рис. 113. Прикосновение к аварийному корпусу установки;

• включение под напряжение шага, т. е. между двумя точками цепи тока, находящимися друг от друга на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек (рис. 11.4);

Рис. 11.4. Включение под напряжение шага; I_h = U_iu/R_h

• при действии атмосферного электричества во время разряда молнии;

• в результате действия электрической дуги;

• при освобождении другого человека, находящегося под напряжением.

Примечание. I_n (I_h) – ток, проходящий через тело человека; R_n (R_h) – сопротивление тела человека; U_ф, U_л – фазное и линейное напряжения сети; R – сопротивление проводов сети относительно земли; U_np, U_ш – напряжения прикосновения шага.

Наибольшую опасность представляет двухфазное прикосновение, так как в этом случае человек оказывается под рабочим напряжением сети. Наибольшее же число электротравм связано с однофазным прикосновением человека к токоведущим частям, при этом напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного напряжения.

Явления при отекании тока в землю

Стенание тока в землю происходит только через проводник, находящийся в непосредственном контакте с землей. Такой контакт может быть случайным или преднамеренным. В последнем случае проводник или группа соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с замлей, называется заземлителем.

Причинами стекания тока в землю являются: замыкание токоведущей части на заземленный корпус электрического оборудования, падение провода на землю, использование земли в качестве провода и т. п. Во всех этих случаях происходит резкое снижение потенциала заземлителя φ₃ (т. е. напряжения относительно земли) из заземлившейся токоведущей части до значения, равного произведению тока, стекающего в землю I₃, на сопротивление, которое этот ток встречает на своем пути, т. е. сопротивление заземлителя R_s растеканию тока

φ₃=I₃·R₃.

Это явление, весьма благоприятное по условиям безопасности, используется как мера защиты от поражения током при случайном появлении напряжения на металлических нетоковедущих частях, которые с этой целью заземляются. Минимальный потенциал, то есть φ = 0, будет иметь точка, отстоящая от заземлителя на х = x₀. Практически область нулевого потенциала начинается на расстоянии примерно 20 м от заземлителя (рис. 11.5).

Напряжение прикосновения. Напряжением прикосновения называется напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек. Напряжение прикосновения U_np или сила тока I, протекающего через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать следующих значений (табл. 11.2).

Таблица 11.2

Род тока	Uпр , В, не более	I, мА, не более
Переменный, 50 Гц	2	0,3
Переменный, 400 Гц	3
Постоянный	8	1

Рис. 11.5. Растекание тока в грунте (а); напряжение прикосновения; U_пр = R_np · U₃ (б) и напряжение шага; U_ш = U₂-U₂ (в)

Шаговое напряжение. Шаговым напряжением называется напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага 0,8 м и на которых одновременно стоит человек. Такой случай может возникнуть, если человек окажется в зоне растекания тока, которая образуется вокруг любого проводника, оказавшегося в земле или на земле.