Розділ «4.5. Основи електробезпеки та захист працівників»

Коефіцієнт напруги кроку, який ураховує форму потенціальної кривої β1 залежить від форми та конфігурації заземлювача і положення відносно заземлювача тієї точки, в якій він визначається. Що ближче до заземлювача, то більше β1. І якщо людина стоїть над заземлювачем, β1 набуває максимального значення. Людина, яка перебуває поза полем розтікання заземлювача (на землі х —>¥), зовсім не потрапляє під напругу кроку, оскільки β1 = 0, і Uк = 0. Напруга кроку може дорівнювати нулю, якщо обидві ноги людини розташовуються на еквіпотенціальній лінії.

Слід зазначити, що залежність напруги кроку від відстані до заземлювача є протилежною залежності для напруги дотику, яка зростає зі збільшенням відстані. Якщо порівняти коефіцієнти α1 і β1, які враховують форму потенціальної кривої (для напівкульового заземлювача), то максимальне значення β1 буде меншим такого ж значення α 1. Найбільший коефіцієнт напруги дотику при х —>¥ дорівнює одиниці. Найбільша напруга кроку спостерігається поблизу заземлювача, особливо якщо людина стоїть однією ногою над заземлювачем у точці з потенціалом, який дорівнює Uз = 0, а другою - на відстані кроку від заземлювача, при цьому х = хзі

Таким чином, без урахування додаткових опорів у колі людини, максимальна напруга кроку є меншою, ніж напруга дотику. Якщо взяти до уваги, що більше α1 < β1, то напруга кроку виявляється значно меншою напруги дотику.

Окрім того, протікання струму по спадній петлі "нога - нога" безпечніше, ніж петля "рука - рука". Проте помічено чимало випадків ураження людей під дією напруги кроку. Це пояснюється тим, що під дією струму в ногах виникають судоми і людина падає, а після падіння коло струму замикається вздовж її тіла крізь дихальні м'язи та серце, причому людина може замкнути точки з більшою різницею потенціалів, оскільки її зріст завжди є більшим за довжину її кроку.

Допустимі струми та напруги були визначені з урахуванням критерію електробезпеки професора А.П. Кисельова, згідно з яким:

де Q - критерій електробезпеки, мА*с; Ih - струм крізь тіло людини, А; t — тривалість протікання струму, с.

Професор Кисельов установив: якщо добуток струму, Ih, який протікає крізь людину, за час протікання т не перевищує 50...65 мА*с, то це забезпечує безпеку з досить малою вірогідністю ураження.

Обчислені з урахуванням критерію допустимі струми та напруги призначені для використання при розрахунках захисних пристроїв від ураження електричним струмом - захисних заземлень, занулень тощо.

4.5.4. Небезпека ураження в електричних мережах різного типу

Оцінка безпеки дотику до струмопровідних частин зводиться до визначення струму, що протікає крізь людину, і порівняння його з допустимими значеннями.

Безпека ураження при дотику до струмопровідних частин залежить від номінальної напруги електроустановки і режиму нейтралі джерела живлення.

За напругою ПУЕ розрізняють електроустановки (мережі) напругою до 1 кВ та електроустановки напругою вище 1 кВ. За режимом нейтралі бувають електроустановки (мережі) з ізольованою нейтраллю джерела живлення (генератора або трансформатора) і глухозаземленою нейтраллю джерела живлення.

Рівень безпеки та ступінь ураження залежать від того, яким чином відбулося включення людини в електричну мережу. Розрізняють двофазовий (одночасний дотик до двох фаз) та однофазовий дотик (включення) людини до струмопровідних частин. Статистка свідчить, що частіше трапляються однофазові дотики. Небезпека такого дотику в трифазових мережах в основному залежить від режиму нейтралі джерела живлення (ізольована чи глухозаземлена).

Розглянемо дотик до однієї фази в мережі з ізольованою нейтраллю. Для спрощення розрахунків вважаємо, що мережа симетрична, а саме: симетричні й однаково активні опори ізоляції фаз, а також ємності та ємнісні опори, тобто для такої мережі є справедливими наступні рівняння:

Струм, що проходить крізь тіло людини при дотику до однієї з фаз у нормальному режимі, визначається таким рівнянням у комплексній формі:

де U - фазна напруга мережі; Rh - опір тіла людини, Ом; Z - комплекс повного опору відносно землі, Ом.

Аналіз рівняння 4.47 показує, що при симетричних опорах між фазними дротами і землею струм крізь людину тим менший, чим більші ці опори.

У мережах з напругою до 1 кВ малої довжини ємність дротів відносно землі мала, С = 0, тоді Z = R, опір фази відносно землі дорівнює активному опору ізоляції і рівняння набуває вигляду:

де R - активний опір ізоляції фаз відносно землі, Ом.

Рівняння (4.48) показує значення ізоляції як фактора безпеки: що вище опір ізоляції Я, то меншим буде струм крізь людину. Тому короткі повітряні мережі з ізольованою нейтраллю, малою ємністю, високим опором ізоляції не становлять значної небезпеки при дотику до фази.