Hlavní příčiny úrazu elektrickým proudem lze omezit na následující:
náhodný dotyk nebo přiblížení na nebezpečnou vzdálenost k živým částem, které jsou pod napětím;
výskyt napětí na odpojených částech vedoucích proud, na kterých lidé pracují, v důsledku chybného zapnutí instalace;
výskyt napětí na kovových konstrukčních částech elektrického zařízení (kryty, pouzdra atd. v důsledku poškození izolace nebo z jiných důvodů);
výskyt skokového napětí v důsledku zkratu vodiče k zemi.
4. Typy elektrických sítí. Pravidla elektrické instalace (PUE) umožňují provoz dvou typů třífázových elektrických sítí (obrázek 1.1):
a) třívodičový s izolovaným neutrálem;
b) čtyřvodičový s uzemněným neutrálem.
Třívodičové sítě s uzemněným nulovým vodičem a čtyřvodičové sítě s izolovaným jsou zakázány, protože neposkytují bezpečnost v nouzových režimech: první – když je fáze uzavřena do pouzdra zařízení, ve druhém neutrální vodič , když je fáze uzavřena vůči zemi, je napájen fází.
Vzorce lidského dotyku se sítí. Existují dvě možné možnosti, jak se osoba dotknout sítě: mezi dvěma fázemi – dvoufázová a mezi fází a nulovým bodem – jednofázová (obrázek 1.2). V podstatě mluvíme o počítaje v to člověka do elektrického obvodu, protože samotný dotyk se stává nebezpečným, pokud se člověk stane jakoby prvkem elektrického obvodu, který má určitý odpor a prochází jím proud o určité velikosti.
Dvoufázové spínání je zpravidla nebezpečnější, protože největší napětí sítě je přímo aplikováno na osobu – lineární a proud závisí pouze na odporu těla a má největší význam. Ih, A.
kde Uф– fáze, Uл – lineární napětí sítě, Rh – odolnost lidského těla. Vzít v úvahu Rh = 1 kOhm.
Obrázek 1.2 – Schémata osoby dotýkající se sítě: a – jednofázové, b – dvoufázové
Jednofázové spínání je méně nebezpečné než dvoufázové, protože proud procházející osobou je omezen odporem obuvi a podlahy, jakož i izolačním odporem fázových vodičů, pravděpodobnost jednofázových dotyků je však řádově vyšší. Proto je jednofázové spínání hlavním obvodem, který způsobuje elektrický šok lidem v sítích jakéhokoli napětí.
Napětí dotyku. Napětí doteku Uпр V je potenciální rozdíl mezi dvěma body proudového obvodu, kterých se člověk současně dotkne, nebo jinými slovy úbytek napětí na odporu lidského těla Rh. Pokud zanedbáme odolnost bot a základnu, na které člověk stojí, tak Uпр = IhRh Kde Ih – proud procházející člověkem.
V zařízeních ochranného uzemnění, nulování atd. jeden z těchto bodů má uzemňovací potenciál З, a druhým je potenciál báze vosy . Pak
Uпр = 3 – vosy = 3 (1 -) neboUпр = 3 ,
kde je koeficient dotykového napětí.
V závislosti na vzdálenosti osoby od zemnícího vodiče může koeficient dotykového napětí nabývat hodnot 0,1 1, v reálných podmínkách se však blíží jednotce, proto ve výpočtech pro jednotlivé zemnící vodiče platí = 1 se bere.
Z obrázku 1.3 je vidět, že ze dvou případů umístění zemnících vodičů se případ I ukazuje jako nebezpečnější, protože dotykové napětí je vyšší (Upr1 > Upr2). Nejnebezpečnější bude dotyk, když se osoba nachází ve vzdálenosti 20 m od zemnící elektrody.
Krokové napětí. Krokové napětí je napětí mezi dvěma body na povrchu země, umístěnými jeden od druhého ve vzdálenosti kroku, která se rovná 0,8 m (obrázek 1.4),
kde Iш – proud, procházející po cestě “noha-noha”, Rch – odpor obvodu „člověk-zem“. Pokud vyjádříme krokové napětí pomocí rozdílu potenciálů, máme:
Koeficient se nazývá krokový poměr napětí (krokový faktor) a zohledňuje tvar křivky potenciálu. Hodnoty jsou v rozmezí 0,15 0,6.
Krokové napětí tak závisí na velikosti potenciálu v zemním bodě, tvaru zemnící elektrody a odporu půdy. V praxi se však často mluví o krokovém napětí mezi podmíněnými body povrchu, kterých se člověk dotýká nohama (a někdy, pokud jeho ruce a nohy spadnou), vzdálenost mezi nimi nemusí být nutně 0,8 m. proto, jakmile jste v aktuální zóně šíření, vyjděte z ní, opatrně se pohybujte co nejmenšími kroky nebo skákejte „nohy k sobě“.
Faktor skokového napětí hraje velkou roli v pochopení mechanismu působení ochranného uzemnění.
Nebezpečí, že se osoba dotkne živých částí elektrické instalace, je dáno velikostí proudu procházejícího lidským tělem. Obecně platí, že velikost tohoto proudu závisí na vzoru lidského kontaktu s elektrickou sítí, jejím napětí, obvodu samotné sítě a typu proudu, režimu neutrálu sítě.
VC se vyznačuje širokou škálou typů používaných sítí, jejich napěťovou úrovní a typem proudu. Hlavní napájení počítače je tedy realizováno z třífázové sítě o frekvenci 50 Hz, napětí 380/220 V. K napájení jednotlivých zařízení slouží jednofázové sítě střídavého i stejnosměrného proudu s příkonem se používá napětí 5 až 380 V.
Největší nebezpečí hrozí při bipolárním (dvoufázovém) kontaktu člověka s živými částmi (obr. 21), kdy je pod plným provozním napětím sítě a síla proudu procházejícího jeho tělem se bude rovnat: v síti
Třífázové sítě jsou k dispozici pouze se střídavým napětím a mohou být realizovány podle schématu s izolovaným nebo uzemněným neutrálem. Dvoupólový kontakt, bez ohledu na neutrální režim, je nebezpečný a může být smrtelný. U unipolárního dotyku závisí síla proudu procházejícího lidským tělem na neutrálním režimu. Na Obr. Obrázek 24 ukazuje schéma osoby dotýkající se jedné z fází třífázové sítě s izolovaným neutrálem. Na to skrz r, r /”з označují izolační odpor a průchozí C, C2, NW — fázová kapacita sítě vzhledem k zemi. Dotyk znázorněný na obrázku tvoří uzavřený elektrický obvod: vinutí transformátoru první fáze – drát / – člověk – zem – aktivní odpory a kapacity druhé a třetí fáze vůči zemi G2, g3, Съ, Сз – dráty 2 и 3 – vinutí transformátorů druhé a třetí fáze – vinutí transformátoru první fáze, kterou bude protékat proud /ч.
Předpokládejme, že parametry sítě jsou izolační odpor G, г2 a Гз jsou si navzájem rovny a rovny гт a v souladu s tím C1=C2=C0=C. Jejich dopad na nebezpečí dotyku vyhodnotíme samostatně. Pak při C-XNUMX je síla proudu procházejícího lidským tělem:
Při /7=220 V, #„=1 kOhm a гz=7 kOhm proud /ч=66 mA, což je nebezpečné, a při lz=500 kOhm /„=1,3 mA, což u člověka vyvolává pouze pocit proudu. Z výrazu (9) a příkladů výpočtů je zřejmá ochranná role izolačního odporu sítě. Zachování izolačního odporu гт na dostatečně vysoké úrovni je možné v síti s izolovaným neutrálem s nízkou kapacitou přiblížit jednofázový dotyk bezpečným podmínkám.
Nyní zvažte síť s významnou kapacitou, tj. kdy (/2nfC)«.rm, který se odehrává v kabelových elektrických sítích. V takových sítích síla proudu protékajícího lidským tělem při jednopólovém kontaktu
Rýže. 24. Schéma lidského dotyku do třífázové sítě s izolovaným neutrálem
Podle ekvivalentního náhradního obvodu znázorněného na Obr. 22, b, celkový proud v obvodu
proud protékající lidským tělem:
Při včasné a kvalitní údržbě elektrického zařízení se izolační odpor gz živé části jsou obvykle udržovány na stejné úrovni, tzn. g = G2 = gт
Z výsledné rovnosti můžeme usoudit, že síla proudu procházejícího člověkem, a tedy jeho elektrická bezpečnost, je dána izolačním odporem sítě. Pokud předpokládáme, že pokud se člověk náhodně dotkne živých částí, proud jím by neměl překročit určitou přípustnou hodnotu /ч další, pak minimální izolační odpor /■„зХ^/Л, přidejte) – 2/?ч. Na /ч další=0,3 mA (přípustná hodnota vnímatelného proudu), 0 = 220 V gz^730 kOhm a při /chdop=10 mA, £/=220 V g„3> 20 kOhm.
V provozu jsou nejběžnější jednofázové obvody, ve kterých je jeden z pólů napájecího zdroje spojen se zemí přes nízký odpor г. V tomto případě máme uzemněnou jednofázovou síť. Obvod osoby dotýkající se takové sítě a odpovídající ekvivalentní ekvivalentní obvod jsou znázorněny na Obr. 23.
Z porovnání ekvivalentních obvodů lidského dotyku v izolovaných (viz obr. 22) a uzemněných (viz obr. 23) jednofázových sítích je vidět jejich podobnost. Vzhledem k tomu, že ro“”já a gо«г2, pak výraz (8) bude mít tvar /„= h. Z toho vyplývá, že jediným faktorem při daném napětí omezujícím sílu proudu protékajícího lidským tělem v uzemněných jednofázových sítích je odpor lidského těla. Nebezpečí provozu takových elektrických instalací je zřejmé.
Rýže. 23. Lidský dotyk s uzemněnou jednofázovou sítí: а — dotykový vzor; 6 – ekvivalentní ekvivalentní obvod
Z toho, co bylo uvažováno, je zřejmé, že použití jednoho nebo druhého napájecího obvodu (jednofázového nebo třífázového, izolovaného nebo pevně uzemněného) výrazně mění podmínky elektrické bezpečnosti v případě jednopólového kontaktu člověka s živým díly. Při dvoupólovém dotyku obvod napájení neovlivňuje elektrickou bezpečnost člověka. V tomto případě, když se člověk dotkne částí vedoucích proud v instalacích s napětím 110, 220 nebo 380 V, elektrický odpor lidského těla prakticky klesne na 1000 Ohmů a je pravděpodobné, že jím bude protékat fibrilační proud. Zvýšení frekvence elektroinstalace v tomto případě může hrát rozhodující roli při snižování pravděpodobnosti úrazu elektrickým proudem, protože prahová hodnota fibrilačního proudu se zvyšuje se zvyšující se frekvencí.
Obdobná situace je v případě jednopólového kontaktu člověka s živými částmi instalace s pevně uzemněným neutrálem. Zde se člověk ocitne pod fázovým napětím a zvýšení frekvence elektroinstalace může zvýšit i bezpečnost obsluhujícího personálu. Jiná situace je v síti s izolovaným neutrálem. Síla proudu protékajícího lidským tělem závisí na izolačním odporu a kapacitě sítě a s rostoucí frekvencí elektroinstalace roste kapacitní vodivost (2 l / C) a následně síla proudu protékajícího lidské tělo také zvyšuje. V izolovaných neutrálních instalacích tedy zvýšení frekvence zvyšuje riziko úrazu elektrickým proudem.
