Причины поражения человека электрическим током

Поражение электрическим током может произойти в результате замыкания электрической цепи через тело человека. Среди причин, вызывающих поражение человека током, можно выделить две:

1) прикосновение к токоведущим частям или корпусам электрических машин и аппаратов, находящихся под напряжением, вследствие пробоя изоляции электрических проводов и замыкания на корпусе и 2) попадание под шаговое напряжение.

Наиболее часто встречаются случаи поражения человека электрическим током, относящиеся к первой группе причин. Среди них:

Рис. 10.2.1.

• 1) поражение электрическим током в результате прикосновения к двум линейным проводам трехпроводной (или двухпроводной) линии (рис. 10.2.1);
• 2) поражение электрическим током в результате прикосновения к одному линейному проводу трехпроводной линии и при условии электрического контакта с землей (рис. 10.2.2);

Рис. 10.2.2.

3) поражение электрическим током в результате прикосновения к корпусам электрических машин, находящихся под напряжением относительно земли, и при условии электрического контакта с землей (рис. 10.2.3).

Рис. 10.2.3.

При касании руками двух линейных проводов (см. рис. 10.2.1) человек попадает под линейное напряжение, поэтому через него протекает ток

где U" — линейное напряжение; — среднее значение сопротивления тела человека (в условиях влажной загрязненной кожи и хорошего контакта).

Ток в этом случае является смертельно опасным, так как превышает в десятки раз предельно допустимый.

В случае соприкосновения с одним линейным проводом при заземленной нейтрали и хорошем электрическом контакте с землей ток проходит через тело человека, преодолевая его сопротивление, сопротивление контакта с землей, сопротивление слоя земли между местом стояния человека и заземлителем и сопротивление заземлителя нейтрали.

Если человек с увлажненной кожей стоит на влажном проводящем полу, то сопротивления места перехода к земле, самой земли и заземлителя много меньше сопротивления тела человека. Вследствие этого ими можно пренебречь. Поэтому ток в цепи приближенно будет равен.

Этот ток также в десятки раз превышает предельно допустимый и поэтому является смертельно опасным.

Напряжение между проводом и землей, под которое попадает человек при контакте с ним, называется напряжением прикосновения U_nr>. Напряжение прикосновения меньше фазного напряжения вследствие падения напряжения на других участках замкнутого контура (тело человека, земля, заземлитель, обмотка генератора, линейный провод):

где а— коэффициент прикосновения (0<�а<1)•.

При соприкосновении с линейным проводом и изолированной нейтралью и контакте человека с землей цепь замыкается через тело человека, сопротивление места перехода к земле, где стоит человек, землю и несовершенную изоляцию проводов сети (рис. 10.2.4).

Если изоляция находится в исправном (нормальном) состоянии, то такое соприкосновение в силу очень большого сопротивления изоляции проводов приводит к очень малым токам, неопасным для человека.

Однако для высоковольтных сетей с напряжением свыше 1000 В емкость между линейными проводами и землей может создать большой емкостный ток, опасный для человека. Вследствие этого обслуживание высоковольтных электрических сетей и машин.

Рис. 10.2.4.

Рис. 10.2.5.

требует соблюдения целого ряда дополнительных мер электробезопасности.

Опасность поражения током, аналогична той, которая возникает при соприкосновении с проводами сети, может быть и при соприкосновении с корпусами электрических машин и аппаратов, изолированных от земли и находящихся под напряжением.

При исправном, нормальном состоянии изоляции обмоток электрических машин напряжение между корпусом и землей (заземленной нейтралью) не возникает. Однако при неисправной изоляции обмоток электрических машин, временных, случайных повышениях напряжения в питающих электрических сетях могут происходить электрический пробой изоляции и закорачивание проводов сети на корпус (контакт обмоток с корпусом). В этом случае между корпусом и землей (заземленной нейтралью) возникает напряжение соприкосновения, близкое к фазному: {/_пр = <�з (/_ф.

Вследствие этого прикосновение к корпусам таких электрических машин создает опасность поражения током.

В случае, если произошло замыкание на землю какой-либо части электрической установки, вблизи места заземления происходит повышение потенциала за счет увеличения падения напряжения в заземлении и уменьшения падения напряжения на закороченном участке (электрической установке).

Примерное распределение напряжения на поверхности изображено на рисунке 10.2.5.

При приближении человека к месту замыкания он может попасть под напряжение, которое определяется точками на поверхности земли, удаленными друг от друга на величину шага (0,8 м). Это напряжение называется шаговым.

Шаговое напряжение становится повышенно опасным, если электрические установки работают при напряжении, превышающем 1000 В (высоковольтные трансформаторы, электродвигатели, генераторы и т. п.). В соответствии со сказанным заземление установок высокого напряжения должно быть рассчитано так, чтобы не было опасности поражения при приближении к месту короткого замыкания.