Розрахунок сили струму, що проходить через тіло людини при доторканні до струмоведучих частин.

Небезпека ураження людини електричним струмом визначається факторами електричного струму (сила струму, напруга, рід та частота струму, електричний опір людини) та неелектричного характеру (індивідуальні особливості людини, тривалість дії струму та його шлях проходження крізь людину), а також стан навколишнього середовища.

Якщо людина торкається одночасно двох точок електричної частини електроустановки, між якими існує напруга, то при цьому утворюється замкнуте електричне коло, через тіло людини проходить струм. Величина цього струму залежить від схеми дотику людини, напруги кола, схеми самого електричного кола, режиму нейтралі електричного кола, опору тіла людини, якості ізолювання струмоведучих частин від землі, ємності струмоведучих частин відносно землі тощо.

Найбільшу небезпеку для людини становить двофазний (двополюсний) дотик до електричного кола, тому що в цьому випадку людина опиняється під лінійною напругою мережі. На рис.1 наведено одночасний дотик людини до двох полюсів електричного кола постійного струму або однофазного кола і дотик до двох фаз трифазного електричного кола.

Рис. 1. Двофазний (двополюсний) дотик до струмоведучих частин:

а) в мережі постійного струму або однофазного кола;

б) у трифазній мережі

При цьому людина опиняється під робочою напругою мережі і струм, що проходить крізь неї, обчислюється, А:

в мережі постійного струму або однофазному електричному колі:

де U_р - робоча напруга мережі, В;

R_л - опір людини; у трифазному електричному колі:

де U_лін - лінійна напруга, В; U_ф - фазна напруга, В.

У другому випадку значення струму, що проходить через тіло людини, залежить від лінійної напруги мережі та опору людини. Статистика електротравм свідчить, що такі випадки трапляються рідко.

Найбільша кількість електротравм пов'язана з однофазним дотиком людини до струмоведучих частин, при цьому напруга, під якою опиняється людина, не перевищує фазної напруги. Якщо людина, що стоїть на землі, торкається одного з полюсів або однієї з фаз електричного кола в мережі з ізольованою нейтраллю то струм замикається через тіло людини, землю і далі через опір ізоляції і ємності фаз (рис. 2).

Рис. 2. Однофазний дотик до струмоведучих частин в мережі з ізольованою нейтраллю

На цьому рисунку опір r_а, r_b, r_с, ємності С_а, С_b, С_с - це розподілені в електричному колі параметри, що зумовлені активною, проводимістю ізоляції та ємністю фаз відносно землі. В такій мережі напругою до 1000 В за умови її малої довжини ємнісним опором ізоляції можна знехтувати, і тоді струм, що проходить крізь людину, дорівнює:

де r_із - опір ізоляції фаз мережі відносно землі.

Мережа із заземленою нейтраллю (рис. 3) характеризується тим, що нейтральна точка джерела живлення з'єднана із землею через малий опір R₀:

 

Рис.3. Однофазний дотик до струмоведучих частин в мережі із заземленою нейтраллю.

В мережі із заземленою нейтраллю струм проходить через тіло людини в землю і далі через заземлення нейтралі -в мережу. Практично він не залежить від стану ізоляції і визначається за виразом, А:

Оскільки R₀ невелике, його можна не брати до уваги. Тоді

Ми розглянули нормальну роботу мережі. При аварійних режимах (замикання на корпус або замикання на землю) умови змінюються.

Наприклад, якщо одна із фаз замкнена на землю через відносно малий активний опір r_з, величина струму, що проходить через людину при однофазному включенні в мережу із ізольованою нейтраллю (рис.4), буде дорівнювати, А:

Рис. 4. Однофазне включення людини в мережу з ізольованою нейтраллю

R₀

 

Рис. 5. Однофазне включення людини в мережу з заземленою нейтраллю

де U_лін - напруга, під якою опиняється людина, що підключається до працюючого фазного проводу аварійної трифазної мережі з глухозаземленою нейтраллю (рис. 5). Таким чином, включення людини в аварійну мережу більш небезпечно, ніж в працюючу на нормальному режимі.